科技，直接干涉大脑

互联网也好，搜索引擎也好，游戏也好，它们改造大脑的手段毕竟是含蓄而无形的。相比起来，有些当代科技则走上了对大脑进行直接干涉甚至是“暴力破解”的路子。最近网上就流传着一张“老鼠车”的图片，图上那只硕大的老鼠被固定在一个貌似四轮餐车的装置上，它的头部通过连线与机械的传动装置相连。整个系统看上去很像某个科学狂人的杰作，实际上，这是东京大学的研究者们在试验他们开发的大脑-机器连接系统，深山（Fukayama）教授表示他们正努力教会这只老鼠通过脑部活动来控制车子的行进方向。据说现在科学家的难题在于，因为无法和老鼠直接沟通，所以有时候不能了解到底车子是不是真的以老鼠的意志为转移。网上倒是有人出了个绝妙的主意——饿老鼠一天，在一定距离内放上一碟子花生酱，然后观察车子的行进方向……

这张图片可能会让很多人惊恐不已，然而你所不知的是，直接在脑中插入电极这种事情已经在人类身上发生——当然，目的绝不是制造科学怪人。而是为了解救被困锁在躯体中的大脑，为大脑重新打开一扇与外界交流的窗口。

有时候，因为一场意外——事故或者疾病，我们的大脑在很短时间内成为身体的囚徒。1995年，法国ELLE杂志总编尚·多明尼克·鲍比就在一夜间因脑中风失去了自己身体的掌控权，虽然他的意识清醒无比，却只能靠眨左眼与人交流。法文字母按照使用率排序，频率最高的E在最前，而W则敬陪末座。与鲍比交流的人依序将字母一个个念出，而他会适时地眨眼示意。就靠着这样原始而缓慢的方式，鲍比写出了一本小说《潜水钟与蝴蝶》：“我的肉体沉重如潜水钟，但内心渴望像蝴蝶般自由飞翔”。

令鲍比无奈的是，这种表达自己的方式受限极多，交流者的耐心至关重要，有些人听了几个字母就开始往下随意猜测，造成的误解要纠正也很困难。

2001年，年仅25岁的青年纳格尔（Matthew Nagle）遭遇袭击，从脖子以下全部无法动弹。

但纳格尔比鲍比幸运，麻省新英格兰西奈医院的医生给他进行了一项开拓性的手术，植入麻省的网路动力学公司（Cyberkinetics）制造的 “大脑之门”（ BrainGate）芯片。于是，96根头发丝粗细的电极探入控制手臂运动的大脑右中央前回1毫米深处，收集来自脑部的电信号并传回，然后电脑把电信号还原成动作指令。结果令人喜出望外，三天之内纳格尔就学会了如何用思想来控制电脑屏幕上的鼠标前进后退。通过这种方式，纳格尔可以开关电视，可以调音量，可以换频道，可以收取电子邮件，甚至可以操控机械义肢抓取东西。

“大脑之门”芯片由美国布朗大学的神经学教授约翰·多诺休开发，2002年，多诺休成功地把一个芯片植入猴子的脑部，并让猴子通过这个芯片玩电脑游戏。

纳格尔控制鼠标，从图片上看，仿若《黑客帝国》的真实版

当然，目前的控制还局限于非常简单的指令，时不时也依然会出错。英国布里斯托尔大学的神经生理学家阿普斯表示，控制运动的神经元数以百万计，我们简简单单的一个动作背后是非常复杂的电信号，而目前的芯片只能收集并传递其中极微小的一部分。好比一场宏大的交响乐团演出中，我们只倾听到了一把小提琴的颤音——尽管如此，那美妙至极的独奏依然撼动人心。

不过这种程度的“窃听效果”显然不能满足美国国防部高级研究计划局(DARPA)，DARPA隶属于五角大楼，包括互联网、GPS、夜视技术、隐形飞机等重大科技结果都诞生于此。而数年来，加州大学的研究者与DARPA一直在合作进行一项耗资四百万美元的“无声通话（Silent Talk）”项目，攻关难题包括：首先研究单个个体的脑电图模式，其次看看可否将模式归纳总结，建立首部脑电波通用辞典，最后制造大小适合的耐用装置——脑电图描记器（EEG）装置读脑波，翻译成相应单词，然后传送给接受者。未来的战场上，谁还打手势？无线电？战场PDA？统统落伍！心领神会才是未来的士兵间交流的主流方式。

控制大脑的光与声

另一项由DARPA主持的研究计划甚至更为雄心勃勃。今年他们宣布计划在未来两年内首期投入一千五百万美金研究脑部受伤后的重建，来自斯坦福大学与布朗大学的多个学科研究者都将参与，这个项目名字叫，“修复”。

比起“大脑之门”的目标在于捕捉电信号，“修复”的研究者们则要用各种方法模拟电信号，然后重建大脑中因外伤而失落的回路。这项研究的理论基础依然是神经可塑性——即受伤的大脑能通过新生神经元等方式自我修复。

斯坦福大学电子工程系教授谢诺伊（Krishna Shenoy）就专攻光遗传学——这种很多人闻所未闻的学科研究用光脉冲来精确地触发神经活动。光纤输入的各种波长的光，准确地定位到特定脑细胞上。蓝光能让它们活跃，而黄光则令它们沉默。通过这种方式，谢诺伊可以随心所欲地指挥脑细胞。假设大脑处理一个信号需要先后调用ABC三个区域，而B区因外部损伤导致传输中断。谢诺伊所要做的就是把电极光纤组成的装置植于大脑皮层之上，读取A区传来的电信号，然后翻译成C区相对应的活跃状态，最后以光准确锁定C区的某几个神经元，刺激其活化脑相应区域来回应。最终结果就是， A区信号通过“修复”，绕过了损伤的B区而被C区之间读取了。

当然，要完成这个A到C的翻译，首先必须彻底理解不同的脑区，如何对彼此发出信号，如何有条不紊地协作。目前谢诺伊正以老鼠和猴子进行试验，加深对大脑“密码”的理解。

光并非科学家们唯一的选择，另一选项是无形的超声波。比起必须进行创伤性手术植入光纤与电极，亚利桑那州立大学的泰勒博士（William J. Tyler）认为用非侵入性的手段来影响大脑更为安全。

这种非侵入性手段包括超声脉冲，以及经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)——电线圈置于头部附近，产生作用于脑细胞的磁场与感应性电流。TMS属于比较安全成熟的技术，已经被用于临床治疗药物无效的抑郁症，但问题在于，它只能作用于大脑的浅层表面，对深处的脑回路无能为力。此外，TMS的分辨率也不够高，大约在一厘米上下，远不能满足精细操控的需要。

超声波则可以穿透大脑直达深处去活化或沉默脑细胞。外科医生已经在用高频高强度的超声波烧掉子宫肌瘤。问题是，频率高至千兆赫的超声波在穿透骨骼时会令其温度升高到液化的地步热到变成液体，听起来不太妙。而频率低如兆赫的超声波倒是不那么危险，但要提高精度集中于某点就困难许多。哈佛医学院的柳承世（Seung-Schik Yoo）博士已经成功地用低频低强度的超声波特异地抑制兔子的大脑视敏度，以及选择性活化运动神经皮质。而泰勒发展的超声波技术分辨率大概在2-3毫米，比起TMS已经提高了五倍。研究者们希望这项技术未来能应用在脑瘤的治疗中——在核磁共振的指引下，根据每个人颅内的结构与脑瘤的位置、大小，量身定做的超声波将有如精确制导武器，精准地无需开颅就除去脑瘤。

军方对另一方向的应用更感兴趣：电容式微机械超声传感器(CMUTs) 可以被装在士兵的钢盔里针对性地活化某个脑区，未来士兵们戴着钢盔，就可以时而让自己更警醒，时而帮助自己放松压力，甚至还能缓解大脑外伤的影响。

神经科技的复兴纪元

过去的几十年已经是脑部研究飞速发展的黄金时代，功能性核磁共振成像技术（fMRI）能让我们看到即时的与脑活动有关的脑部血流量变化；植入的电子刺激器可以控制特定神经回路活性。而这方向的研究才是方兴未艾，可以想象不久的未来，研究者们的“微操”将更加强大，脑中单个神经元的活化与沉默也将不在话下。

2008年，美国国家委员会与国防情报局放出了一份151页的报告，《新兴的认知神经科学及相关技术（EmergingCognitive Neuroscience and Related Technologies）》，标题平淡无奇，内容则称军方应更多关注神经科学的研究进展，因此方向有潜力“令士兵学习得更快”“短时间内处理大量信息”以及“在作战时的艰难环境下做出正确抉择”。

不止如此，这份报告继续追问，“战斗意志无疑来源于大脑内”，因此，“怎样才能扰乱敌人的战斗意志？”“怎样能让人们更相信我们？”“如果我们去除脑内的恐惧与痛楚将会怎样？”以及“有办法令敌人服从我们的指挥吗？”

这些问题的答案在未来也许都会是肯定的。当科技飞速发展，有的系统可以读心，有的系统可以运算出神经回路的优化策略，有的系统可以根据运算结果选择性活化脑区，有的系统可以分析脑部信号后绕过其他脑区直接发出指令，有的系统可以将自己收集到的信号传回特定脑区形成感官反馈——只是真到了那时候，还有多少是真多少是假，多少是我们自己内心的活动，多少是处理器刺激形成的活动？是耶非耶？怕是再分不清。

特别鸣谢为本文提出修改意见的Albert.JIAO、沐右、田不野。

本文已发表于科幻世界

董桥写过一则轶事，法国存在主义大师萨特晚年时视力退化，鸿篇巨著难以为继，医生沉吟半响，建议他改写诗去，萨特自然是大怒，但不管怎样，这法国庸医毕竟有份诗意在。一板一眼的德国人则不这么做事。德国学者基特勒在《留声机，电影，打字机》一书中写，德国哲学家尼采中年时同样视力急剧恶化，于是他购置了打字机并很快掌握了盲打。

然而有趣的是，自尼采转向打字机，继续坚持写作以来，他的文风似乎有了微妙的转变，精炼诙谐的警句渐多；而长篇大段的排比论述渐少。尼采朋友留意到此细节，在信里提起，尼采则回信说“你说得完全正确”，又说“我们的写作设备似乎参与了我们思想的成形过程”。

尼采买打字机是1882年左右，那时打字机与今日的iPad地位相仿佛，可算最“潮”的科技产物。基特勒向他的读者提出了个有趣的问题：是否科技改变了思维？ 2008年，著名作家卡尔在《大西洋》月刊上撰文再次引用这则故事，那篇文章迅速引发热议，标题是《是否谷歌让我们变得愚蠢？》。

搜索引擎与零碎的大脑

谷歌让我们变得愚蠢？我的第一反应自然是：不可能。

现在让我回忆谷歌与互联网出现之前的人生，我只觉混沌一片不可捉摸，甚至开始怀疑自己是怎样捱过那段“前谷歌时代”。对信息焦虑症患者如我，互联网加搜索引擎真是妙不可言的恩物。从前你必须等待着邮差带给你昨日的“新闻”，如今只需轻点几下鼠标，世界尽头这一刻的画面就为你直播。从前你必须在图书馆里忍受呛人积尘，走过一列列书架翻阅，如今只需输入几个关键字，海量资料便扑面而来。谁还需要百科全书？谁还需要专家意见？博闻强记如钱钟书、李敖在谷歌面前必定也会大败而归。

然而细细想来，谷歌时代的我有些特征的确让人不安：我越来越读不下去那些动辄几屏的长篇文章，匆匆扫过第一段、第二三段的开头第一句，然后便不耐地一路拖曳到最底。我回忆不起上次从头到尾阅读一本严肃书籍是什么时候。浏览器不知不觉就打开了几十个页面，我在一个个超链接间跳来跳去，却恍惚想不起最开始查找的初衷。即时通讯窗口又开始闪烁，我打开，随手回复几条消息，然后又忍不住去刷新收件箱看看有没有新邮件。关闭邮箱，我又在微博上徜徉，担心自己几个小时不上就被滚滚信息潮流甩在身后。

谷歌让我们从一个节点出发，在多个相关的节点间跳跃，然后再选择某个新起点，继续出发。如今网上盛行的是这样的阅读习惯：节点，跳跃，短篇，读图。而我显然不是唯一一个被搜索引擎改造的人。“快捷”“效率”就是一切。我们不再追求最深思缜密的智慧，只求在最短时间内给出个差不离的答案。这一习惯甚至从线上影响到了线下，2008年3月，历史悠久的《纽约时报》也不得不向网络时代的阅读方式屈服——编辑们把报纸的2、3版用于提供报纸内长文的内容简介，方便服务那些缺乏耐心与时间，只想匆匆汲取他所需的资讯的读者。

卡尔说，媒体不单单提供你一个结论，它影响你得出结论的方式。确实，这些改变全在潜移默化间完成，当“知之为知之，不知Google之”成为习惯挂在嘴边，我遇到问题的第一反应已经不再是思考“如何解决这个问题”，而是“我可以用哪几个关键词搜索”。我的思绪不再如连绵展开的锦缎，而是一个个跳跃的断章。我的大脑亟需碎片整理！

正因如此，当我读到下面这段话时才悚然而惊：

“互联网带来无限信息的同时也让人陷入两个错觉：一是以为看过的知识就是已经掌握的知识；二是觉得始终有大量未看过的知识亟待补充。这将导致知识管理的第一阶段——知识的收集和整理——被无限延长了。久而久之，知道的远远大于做到的。”

信息爆炸与浅薄的大脑

“您有17封未读邮件”“有新微博，点击查看”……终于，不知不觉时间流逝，一事无成的我忍不住怀疑，这些重复的动作到底耗去了我多少时间？而拼命吸收那些除了作为肤浅的谈资外一无用处的信息，是否抑制了我的大脑进行深度创造性思维？

我也曾尽力为自己开脱，毕竟，比起之前几个世纪的人们，在这个连幼儿的玩具都变成了iPhone的时代，未来必将要求我们处理多得多的信息。虽然许多研究已经显示，习于互联网方式的人在传统课堂上表现不佳。但或许这并不是互联网伤害思维能力的“原罪”？也许问题在于两者要求的思维方式来自于两个不同的时代，或许，是我们衡量智商的方式落后于当今科技的发展？

可惜，牛津大学的认知学家格林菲教授（Susan Greenfield）显然不这么认同。2006年她在英国卫报上撰文告诉公众，我们读书的传统方式可用三个关键词概括：直线、集中、循序渐进。而阅读一本书的体验就好似一次旅行，作者似导游般耐心牵着你的手，而旅程沿路的风景随着他的叙述一步步在你眼前展现。你未必享受这次旅行，也未必爱看沿途风景，旅程的目的地也说不定与你真正想去之地背道而驰，但不管如何，你所走过的是连续的有逻辑的连贯的路途，作者交给你的是一整个自洽的逻辑体系。未来你遇到的新体系时，可以将过往的体系取出对比，衡量优劣。久而久之属于你独有的体系便完善。格林菲强调，单独的事实必须放在特定背景中方可凸显其重要性，信息必须嵌套在强大的概念体系中才能变为知识。否则，你面对五光十色的比特海目眩神迷，却不知如何评价在你面前一闪某条特定信息。英国一份统计显示，仅有33%的青少年知道如何衡量网上信息的可靠性，这意味着有三分之二的人不假思索地接受一大堆垃圾信息，并最终变得麻木浅薄，在网上冲浪时只对那些对感官强烈刺激的令人惊叹的事物有所反应……

大脑比你想象的更可塑

这一切并非危言耸听，大脑的适应性几乎无限。从前人们以为成年时大脑基本定型，但如今研究发现情形并非如此。这一切都来源于所谓的神经可塑性（Neuroplasticity）。而且这种改变很可能比你想象的更快速更显著——2006年，德国研究者发现医学系学生准备考试的三个月里，后顶叶皮层与侧顶叶皮层的灰质就能显著增加。而根据我自己当年考政治的心得体会，估计考试结束后没多久，那些增加的灰质又该自然消失了。

而大脑能“用进”，亦能“废退”。2005年，美国密西根州立大学与德国亚琛大学的研究者们找来一群平均从12岁就开始玩游戏，每周玩15小时左右的年轻男性。当这些人玩《反恐特警》（一款与CS类似的第一人称射击游戏）时，核磁共振成像结果显示，大脑处理信息的部分高度活跃，而负责情感的部分，如前扣带皮质（anterior cingulate cortex）则受到压抑。德国图宾根大学的神经学者拜尔哈默博士（Niels Birbaumer）相信反复玩暴力游戏的结果就是反复加强脑中这部分回路而压抑另一部分回路，长此以往，这种思考模式或许会从虚拟带到现实，结果就是变得更加好斗和富有对抗性，而情感上则越来越冷漠。

大脑的适应力还不止于此。我们知道大脑有分区，各个区域各司其职——有的负责猛虎落地，有的负责细嗅蔷薇。但你可能不知道，这些区域在特殊条件下还可以互相调用。就拿最近发表在《自然神经学》期刊上的一项研究来说，你或许听过传说：盲人听觉会更敏锐，而听觉障碍者眼神会特别好。研究者们用猫证实了这种补偿效应的确存在。实验证明，失聪猫的远距离视觉明显比正常猫表现突出。甚至周边视觉也更为敏锐，即是说，当物体放置在远离视野中心角度的余光处时，失聪猫明显比正常猫更多地注意到。

更不可思议的一点是，大脑的听觉皮层是原本处理听觉信息的中心，而当研究者们用外科手术的方法让失聪猫的一部分听觉皮层的脑区失活后，发现它们的周边视觉能力下降，再让另一部分听觉皮层的脑区失活后，它们原本强悍的能见距离也变得缩短。这代表失聪猫的听觉皮层之前实际上被调用去处理视觉信息。

特别鸣谢为本文提出修改意见的Albert.JIAO、沐右、田不野。

（待续，本文已发表于《科幻世界》）

原文链接在此。《新科学家》7月26，封面文章。比方程式赛车过瘾……
译者：Explorer。暂时没有写博客，也没有做个人网站。专业为工程物理，转计算力学，是不是还会再转我也不知道。在科普和科幻中长大，对科普与科幻的兴趣一直很浓厚，知道有松鼠会存在就是通过<科幻世界>的简介。随着科技的发展,各种科普资料都在不同程度地过时，很高兴能看到松鼠会这里的最新科普。

既有空间旅行的浪漫，又有公路赛车的激情，那将会是什么呢？欢迎进入动力机械运动的新时代，Greg Klerkx如是说。

威斯康星州奥斯科（Oshkosh）的天空，通常都和它下面的那座小城一样沉闷。但喷气式发动机的怒吼和螺旋桨叶的呼啸，在今年八月里让它们变得热闹起来。奥斯科是世界最大的航空年会的举办地，这个年会叫做“EEA奥斯科空中冒险”。每年因此聚集在那里的超过一百万的航空迷亲切地称其为“奥斯科”年会。

许多年来在“奥斯科”中出现过几乎所有的飞行器，从优雅的二战战机“野马”与“喷火”到21世纪最先进的战机F-22“猛禽”。2005年，那里第一次公开展示了Burt Rutan的“空间船一号”，这也是该飞船目前为止唯一的一次公开展示。“空间船一号”作为第一艘在两周之内两次进入太空的由私人基金建造的飞船，赢得了X大奖。

今年的展示会将有另一项重要的第一次：火箭动力飞机那粗野的怒吼将第一次咆哮在速度与敏捷的激烈比赛中。在经历了三年的传闻、起飞失败和挫折之后，火箭竞赛联盟（RRL）将让它亮相在在奥斯科2008 的空中。RRL预定在8月1日和2日进行表演赛，尽管这仅仅是包含至少六支队伍（后面有一个表）的完整赛事的一道“开胃菜”，但RRL的建立者们希望这场表演赛能够点燃结合空间旅行之魅力和大时代汽车赛事之激情的星星之火。组织者们还希望RRL能推进私人空间工业的发展，一方面使更广泛的民众了解私人空间工业，另一方面也促使空间工业本身的科技进步。

火箭动力飞机已经有60多年的历史了，不过商业化的火箭动力飞机从来没有真正离开地面。在二战中，德国和英国都在螺旋桨飞机和喷气式飞机上加装火箭，以给予他们额外的推力从而能在短跑道上，或是能以很大的载重量起飞。在空间竞赛的初期，火箭飞机成就了一些重要的航空里程碑。

1947年，美国空军“贝尔”X-1飞机首次突破音障（约每小时1225千米，具体数值取决于空气的温度和压力）；而强大的“北美”X-15于上世纪六十年代创下的每小时7274千米（相当于音速的6.7倍）的速度，至今尚未被打破。X-15也是第一架接近大气边缘的飞机，其高度纪录直到2004年才被“空间飞船一号”打破，它也是由火箭驱动的。

奥斯科的火箭飞机不能爬到X-15那么高，且其最高时速约为480千米，也未突破音障。但观众们仍将看到令人兴奋得发抖的奇观。

随着比赛开始，两架飞机将在跑道上狂飙然后以大爬升角起飞，伴随着发动机的燃烧、咆哮，飞机将随后迅速爬升到约400米高，沿着想定的8千米环形赛道飞行，赛道大约3.2千米长，800米宽。飞行路线将保证飞机始终处在观众的视野之内，并且会有一些近距通场飞行，观众们那时将能清楚地看见飞机拖着的尾焰，听到火箭发动机的轰鸣。以最短时间成功完成全程飞行的飞行员将会获胜。（具体飞行的圈数还没有确定下来，不过RRL估计正式的比赛将飞行四圈。）

每架飞机均由单台火箭发动机推进，火箭发动机能提供6700牛顿的推力，能使这些飞机具备当代最先进战斗机的加速度。载油量充许引擎工作四分钟，这意味着飞行员们都不得不执行“燃烧-滑翔”策略从而使自己能够在空中飞行大约12分钟以完成比赛。最初的起飞燃烧需要持续45到60秒，此后，燃烧段的安排就取决于赛道和飞行员的策略。

在正式的RRL比赛中，飞行员们会在他们的头盔显示器上看到一系列需要从中穿过的环，这些环向飞行员标志出了赛道。RRL尚未发布表演赛的细节，但是细节应该不会非常复杂。每架飞机将会有独立的赛道以减小碰撞灾难的风险——当然，没人能保证这竞赛绝对安全。

更大的升力，更小的阻力

这些火箭飞机本身都有着不同寻常的设计。它们均采用鸭式气动布局，即将水平翼安装在机身的前端而不是后端。因为这样的布局提供了更大的升力和更小的阻力，特别适合于火箭飞机和其它“推进的”飞行器，就是说那些推进系统在尾巴上工作的。

飞机将由佛罗里达州塞巴斯第安（Sebastian）的速度航空公司（Velocity Aircraft）制造，最近RRL出于这个目的收购了该公司。两种备选机型均基于速度航空现成的螺旋桨动力飞机，“速度SE”型和“速度XL”型，采用火箭发动机替代了螺旋桨动力。RRL最终将选择其中一型作为标准RRL飞机的原型，这一原型将被称为“火箭比赛者”。

关于发动机，RRL最初只与一家公司签约：加利福尼亚州莫哈（Mojave）的XCOR宇航公司（XCOR Aerospace），该公司从二十世纪九十年代后期开始一直在进行火箭飞机方面的实验。然而在今年五月，RRL宣布了与德克萨斯州石墙（Rockwall）的犰狳宇航(Armadillo Aerospace)公司的另一个合约：设计并制造比赛发动机。向两家公司订货的理念在于给予RRL参赛队不同的发动机以供选择，如同过去的一级方程式（F1）队员可以选择普利斯通或是米其林的轮胎一样。

XCOR的发动机将使用混合液氧（LOX）与煤油动力，与传统的液氧-酒精混合动力不同。据XCOR的发言人Douglas Graham所说，这一决定很大程度上是出于美学的考虑：因为酒精燃烧的火焰是无色的，而RRL希望明亮艳丽的尾焰能够激起观众的惊叹。“犰狳”很可能坚持采用液氧-酒精混合，但同时很可能采用钠或是别的化学物品来加强火焰的颜色。

XCOR和“犰狳”的发动机之间最重要的不同在于控制系统。大多数火箭发动机是没有油门的，这些发动机要么是工作，要么是关闭。XCOR的发动机继续了这样的设计，但“犰狳”希望发动机有一个油门，让飞行员在执行他们的燃烧-滑行策略时有更强的灵活性。
驾驶火箭飞机可不是为新手准备的任务。资深试飞员Dick Rutan，即前面提到的“空间船一号”那个Burt Rutan的兄弟，作为不多的有经验的火箭飞机飞行员之一，在2002年奥斯科对采用XCOR的发动机的实验型EZ火箭飞机进行了试飞。他告诉《新科学家》，驾驶火箭飞机的感受和驾驶螺旋桨飞机或是喷气式飞机的感受都是完全不同的。“由于火箭发动机消耗了大量燃油，起飞和最初爬升时的过载是相当大的”，他讲到。“一旦完成起飞，达到一定初始爬升角和空速，驾驶感就变得越来越好，越来越敏捷，越来越快速。强烈的加速度感让你知道你的确是在飞行中了。”

另一个曾执行过三次航天飞机任务，有火箭飞机经验的老练的军方试飞员Rick Searfoss，他比较了火箭飞机和T-38的性能，T-38是一种被美国军方广泛使用的喷气式教练机。“与轻型航空器相比，驾驭火箭飞机绝对是更大的挑战。”他说，“但比起完成战斗机的战斗飞行任务来，这还是要容易一些。”然而，他补充说因为RRL飞行器还处于雏形阶段。“我们的表现还远远没有达到完美的水平。”

Searfoss和XCOR有长期的联系，且受雇于RRL进行表演赛飞行，在表演赛中他将驾驶使用一台XCOR发动机的“速度SE”型飞机。另一位飞行员，Len Fox，将驾驶速度XL型飞机。XL型比SE型稍稍宽一点、长一点，由一台“犰狳”发动机推进。“飞行器之间没有太大的不同，”RRL首席执行Granger Whitelaw说，“我们只是在进行一些安全性和性能参数方面的测试。”

Whitelaw，印第安那波利斯（Indianapolis）1996和1998年五百强的企业家，在1995年与X大奖经理 Peter Diamandis合作创立了RRL。其理念在于结合X大奖的先锋精神和车赛方式的可行性，也即结合了高科技与情绪激昂的观众。

Whitelaw指出，RRL和赛车之间的一个重要的类似之处在于比赛将刺激技术的进步。F1，IndyCar和NASCAR都已经成为了各种新技术的测试场，从合成橡胶到电子设备，从刹车到安全装置。“如此之多的东西在赛车上使用，而最终安装到了你的汽车上，”Whitelaw说。“这就是为什么Indy和别的车赛被制造商大力支持着。”

就像赛车团队拥有发动机设计、材料和零件方面的一些知识产权一样，RRL最终也将拥有一些新的航空航天科技。速度航空将为联盟的所有队伍设计标准的机身和航电设备，但是允许各队伍进行“小的调校”；XCOR和“犰狳”的发动机也是这样的要求。从而保障了RRL及其成员能创造出可以向航空业和私人空间公司出售或许可使用的知识财产。

大钱

Whitelaw还希望RRL能够像X大奖一样，激励私人空间飞行方面的竞争与合作。“如果你能让Virgin, Bigelow, Blue Origin（由Amazon.com的创造者Jeff Bezos创建的空间公司）和其它一些公司协同工作，你将会更加成功，”他说。“联盟就是一个他们能够协同工作的地方。”

比赛门票和其它一些相关商品的销售有赢得巨大收益的潜力。 Whitelaw指出目前已有的两大飞行赛事：“里诺”和“红牛”飞行比赛，都吸引了数百万人。“市场巨大。”他说。

在正式的RRL赛场上，观众们会看到与奥斯科表演赛很不一样的一些东西。联盟目前为止正式拥有六支队伍，正式比赛将会有更多的飞行器——可能会多达十架——不过不是同一时间都在空中。既然比赛并不是肉博型的竞赛而是独立计时赛，将不存在杆位一说，也没有明显的领先者。每场比赛都会有几局，并要求至少一次进站加油，Whitelaw说。
他说，在RRL比赛中更为考验勇气的一个方面是尽可能快地降落、加油、再起飞的过程。“火箭的两件大事就是启动和关闭，”资深试飞员Rutan说“每一件都需要完成一系列独特的操作，而这些操作必须正确地执行。否则，真正糟糕的事件就可能会发生。”

不难发现真正糟糕的事情是：由于火箭发动机依靠控制极不稳定的化学物质来燃烧进而产生推力，起火和爆炸并不罕见。去年在加利福尼亚州的莫哈为“空间船二号”进行的推进系统实验发生爆炸事故，三人丧生。Dick Rutan常回忆起在一次试飞中他不得不由一架火箭飞机中“出来逃跑”，还好当时仍在地面上——而在一场燃烧滑行比赛中如果你在空中的话就不可能那样直接跑出来了。“你身处数英里高而且是完完全全独自一人，”他说，“那句话是最适合的描述——‘你被彻底地隔绝了’。”

比赛还附加了更大的复杂因素，火箭仅在用完所装载的全部燃料后才能降落，这意味着那时它们将是完全意义上的滑翔机在进行“死杆”降落（成不成只有一次机会），飞行员只能耐心地依靠重力和空气动力来完成降落。Rutan干巴巴地说：“那没有第二次机会。” 赢得飞行挑战的要点在于RRL团队高明的策略和有效的团队工作。“这绝对是一个思考者的游戏”， Searfoss说。就象F1或NASCAR一样，成功的RRL团队需要精细的计划，明智的工程设计和小心翼翼的操作，在赛前和比赛中都需要这些。“这不会仅仅是转弯、点火这么简单。”Searfoss 说。

即使在奥斯科的一切都很顺利, Searfoss仍然不确定RRL就能保证已经做好了正式升空的准备。“有‘火箭飞机比赛’这个概念是一回事——这比赛的确有着激动人心的前景。”他说。“但是实际设计、建造、试飞和运行整个系统则要困难几个数量级，这一点我想人人都能意识到。”联盟还需要决定一个赛季进行多少场比赛，在哪儿进行这些比赛。

目前，RRL的领导层很高兴能够进行表演赛了。联盟在2005年10月建立，不少曾加入联盟的队伍放弃或是退出了。第一场表演赛原计划在2006年Wirefly X Prize Cup上举行，但是表演赛根本没能进行。除了奥斯科这次，RRL还给出了在今年另外3场表演场的时间表，第一场正式的RRL比赛最早将在明年举行。

“我确实希望通过一两场表演赛看看这比赛看起来和感觉起来是什么样的，爱好者们会如何反应，” Whitelaw说。“有很多东西需要考虑。我们必须制造更多的飞机，训练更多的队伍，确保联邦空管对我们所做的一切感到满意。我想这些事都必须做好。”尽管还有很多必须做好的事情，但“天空中的全美汽车比赛协会（NASCAR）”已经可以开始梦想腾飞的成功了。 

目前为止参加明年可能开始举行的火箭飞机赛的六支队伍有：
布莱德斯坦火箭
加入时间： 2006年9月
所有者： 美国海军上尉：詹姆斯•布莱德斯坦
火箭明星
加入时间：2007年10月
所有者：前美国海军试飞员：托德•怀特
非常火箭队
加入时间：2007年10月
所有者：美国海军上尉飞行员：布莱恩•施瓦兹
超越重力
加入时间：2007年10月
所有者：加拿大空间企业家：布莱恩•费雷
圣菲
加入时间：2006年10月
所有者：马克•罗伯特•卡伯，新墨西哥地产开发商 雷霆之鹰
加入时间：2007年5月
所有者：火箭竞赛联盟

这里是科学松鼠会奥运科技专辑的总目录。本目录每天更新。

伟哥：从床笫到赛场（By BOBO）
运动员赛场受伤怎么办？（By BOBO）
博闻网：开幕式科技大解密（By 姬十三）
奥运会开幕式上用的缶到底是什么东西？（By 赵勃楠）
开幕式现场直“博”——一个美国平民眼中的开幕式（By 桔子）
天赋体能？－－体育·种族·文化·基因的是与非(连载之五)（By liunianlong）
天赋体能？－－体育·种族·文化·基因的是与非(连载之四)（By liunianlong）
天赋体能？－－体育·种族·文化·基因的是与非(连载之三)（By liunianlong）
天赋体能？－－体育·种族·文化·基因的是与非(连载之二)（By liunianlong）
天赋体能？－－体育·种族·文化·基因的是与非(连载之一)（By liunianlong）
为了“干净的奥运会”（By fish）
游泳“画皮”——“鲨鱼皮四代”是不是在忽悠人？（By waterOrO）
破纪录，靠泳衣？（By 安婆婆）
《新发现》奥运专题系列之四——《行的奥运》
《新发现》奥运专题系列之三——《吃的奥运》
运动视觉：给运动员一双“火眼金睛”（By cobblest）
《新发现》奥运专题系列之二——《天的奥运》
止咳药中为什么含兴奋剂 ?（By BOBO）
奥运村的示范效应（By 小如）
《新探索Quo》奥运专辑之体坛明星有隐疾
《新探索Quo》奥运专辑之破纪录的秘密
《新探索Quo》奥运专辑之赶走鸟巢上的乌云
《新探索Quo》奥运专辑之编辑手记——《新探索Quo》是怎么做起“奥运”来的？(By 徐刚)
《新发现》奥运专题系列之一——《水的奥运》

看完热闹看门道——奥运中的科学（系列连载）

记者手记（By 张撞鹿）

以下文章摘自赵致真著《奥运中的科技之光》一书。经赵致真先生授权，科学松鼠会网络发布。本系列每天更新一篇，经原作者同意，略有改动。

序言 （竞技体育运动的目标是更快、更高、更强，其中绝大部分都和力学有关）
科技伴奥运同行（从某种意义上说，体育的竞争就是高科技的竞争）
撑竿跳的变迁（撑杆跳高演变的历史讲述了新兴材料如何将这项古老运动推向峰巅）
横杆下“钻”过去的跳高（明天会不会有新的跳高技术问世还很难逆料）
力量的飞翔（无论标枪、铁饼、铅球、链球，牛顿力学始终主宰着赛场上的一切。）
让重心“一路平安”（在许多运动项目里都需要尽量保持重心的匀速直线性。）
跑道春秋（和当年的前辈们相比，今天运动员的双脚已经踏在完全不同的地面上了。）
运动在“空气海洋”底部（奥运百年间，我们的无限心血和亿万财富都是为了对付“空气”而花费的。）
漫长的奔跑（马拉松的深刻隐喻本来在于克服距离对信息的障碍）
劈波斩浪走蛟龙（游泳时的三大阻力并非一成不变，总阻力基本和速度的平方成正比。）
美丽的“溅落”（离开跳板时只做前后翻滚的运动员却能在此后“凭空创造”出围绕身体纵轴的旋转。）
中流击水看飞舟（船体形状、材质和吃水的“湿面积”都是工程师殚精竭虑的课题。）
直挂云帆济沧海(当今帆船最高速度已经十分接近于公认的50节极限。)
体操ABCDE(当复杂而高速的空中运动在大约0.1秒间嘎然变成地上完全的静止状态，重力和翻转产生的冲击可达到体重的10多倍。)
靶场风姿(在“枪林弹雨”的射击场上，随机干扰因素很多，最宝贵的品格是气定神闲和心无旁骛。)
射箭的弦外之音(作为高效率的“能量转换器”，弓能够把70%至80%的弹性势能转化为箭的动能，“剩余”的能量则变成弓的阻尼震动。)
大力士的运动 （举重选手最动人的姿态要数高高举起杠铃的瞬间了，如果说双臂形成的V字象征胜利，那么这种V型姿势确实和胜利大有关系。）
自行车源流（自行车只有两个轮子却可以不倒，其中的道理曾引起人们长期的推究。这是一个可控制运动的稳定问题。）
从香蕉球说开去（球的旋转必然带来飞行轨迹的弯曲，旋转和曲线共存，这大约可以视为球类运动的一个通则。）
话说网球（随着网球拍制作技术提高和头部面积增加，“甜区”也不断扩大，让当代运动员尝到不少“甜头”。）
羽球穿梭（看来当我们说羽毛球是速度最快的球时，还应该加上一句，羽毛球也是减速最快的球。）
乒乓球的前世今生（上）（没有一种球像乒乓球那样，将花样百出的旋转作为常规技术形态和基本“杀伤”手段。）
乒乓球的前世今生 (下)（和21分制之相比，11分制意味着更多的“偶然性”。）
格斗的艺术（一个引人入胜的实事是，“左撇子”运动员在对抗性竞技中具有不容置疑优势。”）
“软硬兼施”的护身术（体育的终极意义在于强健体魄和增进健康，运动中人的安全越来越成为现代文明重要的价值取向。）
运动鞋的功勋（今天的体坛明星有福了，许多厂商争相为他们量脚定做“独一无二”的运动鞋。）
运动场上的“时间简史”（因此哪怕起跑确实在枪响以后，但只要时间少于0.1秒便可认定为抢跑。）
明察秋毫谈测距（如何更快捷、准确、可靠地丈量距离，是体育运动的持久课题）
球场变革始于足下（聚乙烯、聚丙烯草株即使近距离熟视和伸出手触摸都和天然草并无二致。）
泳池哪得清如许（2008年北京奥运会的国家游泳中心“水立方”也许称得上当代科技与艺术的结晶。）
体育场馆拾零（让我们把眼光离开运动场上那些高精尖的”前沿科技”，去观察一下许多司空见惯的“鸡毛蒜皮”，同样会发现有趣的知识。）
五环旗下的马蹄声（上）（在所有哺乳动物中，马的眼睛是最大的，虽然看去炯炯有神，但视力却只有0.6左右并且对颜色十分迟钝。）
五环旗下的马蹄声 (下)（可以预言，100年后的人类社会仍将“马照跑”。但人和马的关系大约还得调整。）
冰雪盛会（也许我们总有一天能建造更多“环球同此凉热”的人工冰雪场，但作为奥运会的“半边天”，冬奥会大概永远只会在地球高纬度地区的冬季举行。）
圣火不灭（历届奥运会曾经使用过火药、硫磺、树脂、萘、橄榄油、四氮六甲圜做火炬的燃料。）
奥运金牌之路（计算机的应用使体育训练真正从传统的经验型转为定量的科学型，大大缩短了优秀运动员“脱颖而出”的周期。）
后记

《新探索Quo》杂志关注奥运话题，绝对是无心插柳之举。

大概在今年2月底3月初的时候，我们接到了“上头”的指令，杂志社要配合整个出版集团做几期奥运的话题，我们主编又把这个任务分到了我头上，于是，毫无前兆的情况下，我们就开始准备“奥运”话题——这就是我们杂志，包括我做“奥运”的来由。

定话题很容易，难的是又要奥运又要体现《新探索Quo》杂志的一贯风格——好玩有趣的科技，激发人的好奇心，还有一点社会时效性。那时候所有的杂志所有的焦点都集中在奥运话题身上（当然现在也是），没办法，只能剑走偏锋了。

最先定下来的是“鸟巢”，“鸟巢”里的科技含量肯定不用说，那是杠杠的，报道“鸟巢”科技的媒体，那更是杠杠的平方了，我们就把焦点放在了“鸟巢”的头顶，做了一篇奥运天气。

这还有一个小段子，我们的稿样送到西班牙总部时，西班牙版的《QUO》的同事给我们发了一封EMAIL，也要联系中方专家做一个奥运天气的选题。能看到《QUO》西班牙版的朋友，可以去翻翻2008年的6月号，里面有西班牙人眼中的北京奥运天气。

当主流媒体都集中到夺金运动员的备战时，《新探索Quo》把目光集中到了运动员的身体状况，为什么会受伤？受伤了怎么办？……好成绩除了运动员本身努力，还有什么因素？这些话题刚好赶上了姚明受伤和法国游泳选手贝尔纳狂破世界纪录，一下子有了社会时效性，话题出炉自然也就顺理成章。

做“奥运”话题，不得不提到我的一个遗憾。我们的6月刊本来要出一个“珠峰火炬为何不灭”的话题，由于“5.12”汶川地震，我们调整了既定选题。等到7月的时候，做这个话题已经有点不合时宜，所以只能放弃了。这也算是一个未能完成的心愿。

（《新探索》编辑徐刚）

摘自《奥运中的科技之光》，赵致真著。经赵致真先生授权，科学松鼠会网络发布，转载请注明。

“在体育运动成绩日益逼近人类极限的今天，从某种意义上说，体育的竞争就是高科技的竞争，‘技不如人’，也许首先是‘科技不如人’。”

科技伴奥运同行

在我们这个充满“不确定性”的地球上，4年一度的奥运会大体是可以“确定”的。虽然全世界的国家、民族、宗教之间存在着种种差异、矛盾和纷争，但却都把奥林匹克精神视为普世价值和共同理念，从这个意义上来说，奥运会称得上是全人类的“最大公约数”了。也许只有在高高飘扬的五环旗下同场竞技时，人类才能最直接和深刻体验到，我们属于这个行星上的同一个物种。

古希腊奥运会遗址的石碑上，漫灭的文字诉说着遥远的繁盛与辉煌。来自奥林匹亚的火种,则昭示着现代奥运会是古奥运会的“涅磐”和重生。今天世界上很少有人对奥运会无动于衷，因为它几乎容纳了人类全部的天性和所有的情感。另一方面，现实生活中无法实现的“公正与平等”却被奥运会奉为圭臬，而制定“游戏规则”成了一切社会秩序的基石。“现代奥林匹克之父”顾拜旦当初绝对不曾料及，他的贡献会成为这个世界最珍奇的文明果实、最宏大的国际交流与最壮阔的和平运动。

1896年雅典奥运会游泳比赛在爱琴海举行

回望早期的奥运会，要说有“恍若隔世”之感的确毫不夸张。我们恰好从体育这个特殊的尺度上，看到一个“世纪”的距离到底有多远。而带来这一“天壤之别”的主因，便是现代科学技术的发展。意味深长的是，现代奥运会创办的初始动机，恰恰是为了摆脱工业社会技术的异化和人的主体地位缺失，呼唤人的自然属性回归。但百年奥运却走过了一条不断与科技结合，直到对科技高度依赖的道路。这究竟是逻辑的困境，还是历史的必然？

1936年柏林奥运会，田坛巨星欧文斯在煤渣跑道上为自己的起跑精心“挖坑”而花去十多分钟时间。我们很难设想如果欧文斯跑在今天全塑胶的“塔当”跑道上会创造什么成绩；当年跳高的横杆上搭一块白毛巾，那是为了让运动员在暮色苍茫中能看清横杆高度，而落地时更没有今天“海绵包”上“软着陆”的潇洒；体操运动的开拓者们没赶上在安装了弹簧和橡胶立柱的地板上腾跳；绿茵场的前辈在泥泞中鏖战时更不会奢望有活动草坪与整体移动的足球场。和昨天的金牌得主相比，今天奥运冠军们的自然体能未必有明显的增强。我们运动成绩的不断突破，很大程度上依靠运动环境和条件的改善，而一个时代科学技术搭建的舞台，最大限度调动和发挥了人体的潜能。

1936年柏林奥运会欧文斯在起跑穴中起跑

1900年巴黎奥运会跳高比赛

如果说体育技术有高下优劣之分的话，鉴别标准只能是符不符合科学原理。人虽然贵为“万物之灵”，但人体的一切运动却必须遵循基本的力学规律。随着跨越式、剪式、滚式、俯卧式跳高的演进，身体重心升起同样高度却可以越过更高的横杆，到了福斯贝里发明“背越式”，运动员的重心甚至可以从横杆下钻过去，既往跳高的大部分经验从此一笔勾销。三级跳远中的“跑跳式”将有效水平速度保持到最后一跳，因此取代了“高跳型”技术；长跑运动中身体匀速直线性更好的“梅花鹿”式跑取代了大起大落的“袋鼠式”跑和快慢不均的“驼鸟式”跑；铅球投掷中加长做功距离的背向滑步技术取代垫步技术；体操和跳水动作中对身体转动惯量的精确把握，带来了花样百出的空翻和旋转；跳台滑雪运动中两只滑雪板呈V字形排开能在空气中获得更好的升阻比，因此取代了滑雪板的平行姿势。体育器械的运动更是力学定律最直观的演示，标枪滑翔性的提高带来成绩的不断刷新，但霍恩把手中的“飞行器”投掷到104米开外而威胁到赛场安全时，科学又能“略施小计”将标枪重心前移4厘米而“勒住”投掷的“缰绳”；旋转中的马格努斯力创造了神奇的香蕉球、弧圈球。体育技术的每一项进步，无不伴随着对运动力学更深刻的理解和应用，从而改变着体育竞赛的形态和面貌。

碳纤维撑竿

全碳素自行车

人类文明因劳动使用的材料而划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代，奥运百年间体育器械材料的变革同样具有划时代意义。一个经典的例证是撑竿跳高的变迁。当竹竿、金属竿取代坚硬沉重、没有弹性的木竿，撑竿跳高的成绩曾节节攀升。待到轻巧而富有弹性的玻璃纤维、碳纤维竿问世后，由于助跑速度的增加和动能、势能转换效率的大幅度提高，带来了撑竿跳高成绩戏剧性的突破，乌克兰选手布勃卡把人类体育运动的高度上限标定到6.14米；铝合金、钛金属取代钢铁，特别更轻、更强的碳纤维广泛使用后，自行车几乎发生脱胎换骨的变化，赛艇、雪橇、滑雪板等运动器械也为之面目一新。碳纤维制成的网球拍、羽毛球拍不但强度增加重量减轻并且“甜点”扩大；海绵拍的登场对乒乓球运动的意义更不待言。“工欲善其事，必先利其器”，新材料、新工艺给体育运动带来了翻天覆地的变化。

2000年悉尼奥运会女子400米赛

运动员的“行头装束”更有着鲜明的时代印记。奥运会初创的年代，选手们在赛场上都穿着日常生活的便装，男子宽衣大袖，女子长裙及地。经过百年嬗变，运动服已经成为服装行业中的“独立王国”，2000年悉尼运会上，澳大利亚选手弗里曼穿着被称为“第二层皮肤”的连体运动衣夺得400米跑金牌，她体验到了一种“切入空气”的欣快。号称“鱼雷”的泳坛名将索普身穿仿生技术的“鲨鱼皮”游泳衣在400米自由泳中一路领先，泳装表面微型棘齿产生的细小涡流能有效减少前进中的“压差阻力”。至于篮球明星乔丹脚下的“气垫鞋”，短跑名将约翰逊的“金缕鞋”，琼斯的“水晶鞋”，刘翔的“红色魔鞋”，都为公众津津乐道和耳熟能详。现代体育防护用具则从头到脚，一直“武装到了牙齿”。高科技新型材料和人体工程学、运动力学的结合，共同打造了体育健儿的披挂、战靴和征衣。

对时间和距离的准确计量是体育运动“可比性”的基础。1896年第一届雅典奥运会上使用的手动马表，百米赛的计时误差达0.2至0.5秒，这相当于2米到5米的距离。今天终点线上的摄像仪能通过每秒2000次的缝隙扫描，将计时精度提高到千分之一秒。起跑线上抢跑百分之一秒就会被“捉拿归案”，游泳池终点触摸屏则“一触即发”并精确到毫秒。测量投掷、跳远距离的皮尺、钢卷尺早已送进了历史博物馆，激光测距仪能够瞬时判读出比赛成绩；灵敏的超声风速仪早已取代了机械风速仪；在网球、羽毛球赛场上，雷达测速仪当场显示运动员击球的速度；而明察秋毫的“鹰眼”则能随时回放网球、足球在三维空间的运动轨迹和准确落点。各种新颖别致的光电仪器在赛场上层出迭见，使运动数据的粗放式测量变得日益快捷、精准和可靠。

人类的体育运动本质上是将体内的化学能转变为机械能。随着对有氧运动和无氧运动的深入了解，不同运动的供能机制日益明确清晰，“高原训练”有效增加了运动员最大摄氧量和血液对氧的携带能力。不同种族和个体的肌肉结构中，快速的“白肌”和耐久的“红肌”天生有一定比例，适合不同类型的运动。遗传的追寻、骨龄的辨析、皮纹的解读，选材就是对“运动苗子”的发现和预测。诚然“没有谁脖子上戴着金牌降生，但更多人却生下来就注定得不了金牌”。现代医学已经为各类运动员的科学选材提供了一整套量化的依据。

计算机作为一切高科技的基本工具，对体育运动的影响已经无孔不入。竞赛场上常常“知彼难，知己更难”。1982年，美国队就将中国女排历次比赛的影像资料输入计算机并分析出“战术弱点”，使中国姑娘在遭到“暗算”后一度受挫。而运动员对自己的技术动作往往“当局者迷”，教练员也很难用肉眼辨别清楚，“计算机诊断”却能定量分析出一招一式的缺陷。计算机远程监控可以根据赛场采集的数据在万里之外“运筹帷幄”；新动作的设计往往先在计算机上构思和演算，充分论证可行性和必要条件。至于科学制定训练负荷，查阅世界优秀选手和经典赛事的档案资料，更是计算机的“家常便饭”。美国上个世纪七十年代奥运会上输给苏联后，狠下决心在科罗拉多等地建立三个奥林匹克训练中心，配备最先进的科研、训练设施，调集大批优秀教练员和科学家，每年集训15000名拔尖运动员，成了美国“奥运金牌的摇篮”。这种“大而全”的高科技密集体育训练基地已经被德国、法国、澳大利亚、日本、韩国争相效法。

奥运会之所以成为全人类普天同庆的“盛大节日”，首先要归功于电视的发明。而卫星转播则是早期奥运和现代奥运的分水岭。当一声喝彩从五洲四海同时发出，几十亿人的目光聚焦到一个赛场，奥运会获得了前所未有的关注度。体育馆里最好的“座位”也比不上这么多独特、刁钻的“机位”，全景、特写、回放、慢放、跟踪、叠画、空中、水下、虚拟，千万里外坐在家里沙发上的观众比亲临现场者更能“大饱眼福”。转播权的竞标还使奥运会从“捉襟见肘”摇身变成“财大气粗”。今天奥运会无论竞赛规则的修改，竞赛时间的安排，几乎都以电视的“马首是瞻”，收视率的高低甚至影响一个体育项目在奥运会的生存。不要苛责奥运会对电视的“屈从”和“讨好”，这恰恰是奥运会懂得了应该走出体育界的圈子，成为一种最广泛的人类活动。

1904年圣路易奥运会拔河比赛

1896年第一届雅典奥运会仅有参赛国14个，运动员241人，其规模和今天一个普通中学的校运会相当。早期奥运会组织工作的粗疏与混乱更令人难以置信。1900年巴黎奥运会究竟设置了多少项目和决出了多少奖牌，至今还是一笔糊涂账。历次奥运会排错赛程、报错成绩、发错奖牌、用错国旗国歌的事屡有发生。今天的奥运会已经日益向超大规模化发展，200多个代表队，1万多名参赛运动员，2万多名媒体记者，5万名服务人员，数十万观众。这种突如其来的“百万人的拥抱”却必须有条不紊、秩序井然地进行。奥运会的竞赛管理和信息发布是世界上规模最浩大、技术最复杂的信息系统工程，数千台电脑终端成为连接每个竞赛点、记分台、显示屏、数据库的神经末梢，互联网系统必须在大容量、高密度的用户访问中“游刃有余”。2000年悉尼奥运会被誉为最“e”化的奥运会，如今每届奥运会都要像移交五环旗一样，把本届的大型信息服务成果移交给下一届组委会。这里没有商业秘密可言，如果失去信息系统总体架构的完整性和延续性，奥运会将无法顺利进行。

不过一百年来，始终有人怀着深深的忧虑和戒惧，试图阻止科技从体育舞台的边缘向中心挺进，并主张拆散体育和科技的联姻，恢复奥运赛场上真正的“原生态”。其实人和动物的最大区别在于“智慧”，也许只有加入了智慧的元素，体育运动才真正打上了“人的烙印”，使体育不只是停留在“原始的肌肉收缩”层面。科学作为人类智慧的结晶，本来是体育的一部分，更聪明的人比“四肢发达头脑简单”的人拥有更多取得胜利的机会。何况当突飞猛进的现代科学在一百年间彻底改变了人类的全部生活，怎么可能将体育划为“科学免进”的“保护区”？至于兴奋剂等奥运史上的弊端和丑闻，不过是人对科技的错误应用，解决的途径也只能靠科技发展；如何让更多的第三世界运动员同样享受现代科技的恩惠，已经成为奥运议事日程的重要课题。谁也无法“开历史的倒车”。对百年奥运的抚今追昔和“忆苦思甜”足以使人相信，没有科技，奥运会成不了今天的气候。离开科技，体育将陷入原始和瘫痪。

战争年代里，人类总会最先将科技成果用于军事，并把战场当作高科技武器的试验场。体育作为“没有硝烟的战争”，无疑也会优先使用最新科技成果，而每届奥运会也真的成了先进技术和尖端装备的展示橱窗。体育竞赛的巨大需求反过来成为科学发展的重要引擎。

在体育运动成绩日益逼近人类极限的今天，从某种意义上说，体育的竞争就是高科技的竞争，“技不如人”，也许首先是“科技不如人”。而科技和体育的“共生关系”，将继续伴随奥运会走向明天。

2008北京奥运会主场馆效果图

上一篇：奥运中的科技之光——序言