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“飛人”蘇炳添是怎樣煉成的

2021-09-29 09:34趙言昌
科學大眾(中學) 2021年10期
關鍵詞:蘇炳添飛人運動員

趙言昌

剛剛過去的東京奧運會上,中國短跑名將蘇炳添在男子田徑100米中跑出了9.83秒的成績。這個數字是什么概念?對個人來說,它是蘇炳添的最好成績;對群體而言,它刷新了亞洲運動員的紀錄;放到歷史角度,它使得中國運動員第一次進入奧運會短跑決賽。

那么,這個成績是怎么跑出來的呢?

早期運動員更多是在“吃老本”

中國運動員第一次參加奧運會短跑比賽,是在1932年的洛杉磯奧運會上,參賽的運動員只有一個,叫劉長春。當時的短跑技術十分原始,釘鞋、起跑器、塑膠跑道通通沒有,也談不上系統訓練。運動員們更多是在“吃老本”,依靠經驗或者天分進行競技。

前者,比如挖坑。第一屆夏季奧運會中,美國運動員湯瑪斯·波克利用準備時間,在運動場上挖了兩個小坑。預備的時候,別人都站著,他卻蹲在了小坑上;起跑的一瞬間,別人是往前邁腿,他則是往斜后方蹬腿。蹬的力量遠比邁的力量大,因此,他贏得了短跑比賽。

此后,挖坑的技巧悄然在短跑運動員之間流傳。等到劉長春參加奧運會的時候,幾乎每個運動員都拿著一把挖坑用的小鏟子……

后者,比如肌肉。所有運動都離不開肌肉,而肌肉的好壞有兩個指標:一是整體的情況,從小營養不良、缺乏有效訓練,或者在比賽前出現意外,肯定會影響速度;二是肌肉纖維的組成。

肌肉像是彈簧,以關節為支點,通過收縮或者舒張牽動骨骼進行運動。更具體一點說,肌肉其實是由無數小彈簧(肌纖維)組成的。想一想你日常接觸過的彈簧,一般來說,粗彈簧彈力大、收縮快,細彈簧則相反,對不對?與之相似,人體的肌纖維也分為粗(快?。┡c細(慢?。﹥煞N。研究顯示,快肌只需要40~90毫秒就能達到最大張力,而慢肌需要90~140毫秒。

以最籠統的觀點看,所謂跑步,就是人體對地面施加力量,克服空氣阻力和地心引力,不斷向前,直至到達終點。假如有兩個體重完全一樣的人,一個快肌多些,一個慢肌多些,那么,前者可以在更短的時間內聚集起自己需要的力量,從而更有可能贏得比賽。

劉長春的快肌數量肯定比一般人多——他在14歲的時候就跑出了百米11.8秒的成績,20歲的時候跑到10.8秒,平了上一屆奧運會的冠軍成績。不過,弱國無外交,弱國參加奧運會也很麻煩。為了趕赴洛杉磯,劉長春不得不坐著輪船漂泊20多天,一路奔波嚴重影響了他的身體情況。所以,在那一年的奧運會100米預賽中,他只跑出了11.01秒,沒有進入決賽。

科學知識開始逐漸顯露威力

以雙胞胎為對象的研究顯示,肌肉纖維的組成跟基因高度相關。換句話說,遺傳多樣性強的地方更有可能出現短跑冠軍,而美國和非洲的情況,似乎證實了這一點。

然而,事情真的如此嗎?

1949年,中華人民共和國成立,古老的中華民族開始了新生。一方面,通過研發藥物、培養醫療人員、開展愛國衛生運動,切實增強人民群眾的身體素質;另一方面,一些學科的發展,也為體育比賽送來了科學的訓練方法。

首先,是生理學。

從生理學的角度說,運動離不開能量。我們吃下的種種食物,在消化、吸收之后,多半被轉化為葡萄糖,以糖原的形式存儲在肌肉里。至于肌肉利用糖原的方式,則分為兩種情況:如果氧氣供應充足,糖原會和氧氣發生氧化反應,生成蘊含大量能量的物質三磷酸腺苷(ATP),供肌肉分解使用;如果氧氣供應不足,糖原可以在沒有氧氣的情況下提供一點能量,稱之為糖酵解。

現在,想一想你跑步時的場景,跑完之后,是不是有點上氣不接下氣?啟動與跑步有關的肌肉容易,增加肌肉的氧氣供應則需要時間,所以,在短跑中,運動員需要的能量大部分(65%~70%)來自糖酵解。

這就引出了一個很有意思的現象:所有短跑運動員都是先加速,而后因為疲勞減速,等疲勞緩解一些,再次進行加速。且不論中國人的快肌數量多寡,因為生理限制的存在,人種差異對成績的影響應該沒有預想中大。

其次,是生物力學。

所謂生物力學,就是研究生物在運動中受力情況的學問。從這個角度,可以將短跑中的每一步分為3個過程:后腿蹬地、身體騰空和前腿接地。

按照當時的主流觀點,3個動作之間的關系跟傳接球非常相似。后腿蹬地相當于向外扔球,是唯一的動力來源;身體騰空好比是球在空中運動,是不可避免的;前腿接地則與接球相似,起一個緩沖和控制的作用。以此推理,運動員應該盡量強化后腿蹬地的力量。怎么增加后腿蹬地的力量呢?最簡單的辦法是強化蹬地需要的肌肉,比如股四頭肌。這塊肌肉位于大腿的前側,一頭連著腰,一頭連著膝蓋,在運動中負責將腿往下壓。

按照這種訓練思路,中國的短跑運動員取得了不小的進步。1980年,李濤跑出了10.26秒的成績。隨后,中國運動員的短跑成績雖有低迷和反復,不過截至2010年,大致維持在10.2秒。然而,如果橫向對比,此時的博爾特已經跑出了9.58秒的成績,我們與世界紀錄的差距反而拉大了,甚至在亞洲,都漸漸不敵日本。

這是為什么呢?

新時代的短跑更注重科學化

因為人家的進步更大,訓練更科學。20世紀80年代末,美國田徑協會一口氣聘請了12名生理學博士、8名生物力學博士、10名康復學博士、4名營養專家和50名理療師。他們每年都收集大量的比賽數據,逐一進行分析,幫助運動員制訂最合適的訓練計劃。

無獨有偶,1991年,日本利用高速攝影機拍攝短跑比賽。通過分析,他們發現,頂級運動員的前腿在接地的時候,膝蓋和腳踝幾乎不怎么彎曲。如果前腿接地起緩沖作用,膝關節和踝關節應該以合適的角度彎曲才是???!怎么解釋二者之間的矛盾呢?

答案很簡單:人類不是紙片人。跑步的時候,我們不僅在直線方向上運動,而且存在一定程度的旋轉。減少前腿的彎曲,可以利用這種旋轉,得到更高的速度。

肌電方面的研究就更有意思了。肌肉收縮的指令來自神經電流,如果股四頭肌是短跑的關鍵肌肉,那么,股四頭肌接收到的電流應該是最強的。美國學者艾·曼等利用電極檢測短跑運動員的肌肉電流變化,結果顯示,股四頭肌的電流變化與速度改變不一致,反而是大腿后方肌肉的電流變化直接跟速度相關。

大腿后方的肌肉,又稱股后肌群,包括股二頭肌等,其主要作用是伸展髖關節。由此,誕生了一種新的理論:我們是以髖關節的伸展帶動腿部進行跑步的。換句話說,要想提高短跑成績,對股后肌群的訓練必不可少。

蘇炳添能夠跑出9.83秒的成績,恰是因為我們學會了利用科學。一方面,蘇炳添團隊配備了優秀的教練、營養師等專業人員,而教練會將蘇炳添的動作與世界冠軍進行對比,對不足之處逐個進行整改;另一方面,蘇炳添為了利用最新的科學成果,訓練刻苦,甚至愿意改變多年的習慣。

舉個例子,蘇炳添原來習慣起跑時右腳在前。研究顯示,對于大部分運動員,左腳在前更有利于發力,可以將起跑時間縮短78毫秒。于是,蘇炳添改為左腳在前的起步姿勢,以至于有段時間根本不知道怎么跑了……

我們能從運動員身上學到些什么

劉長春點燃了中國出征奧運會的火把,而蘇炳添開啟的,極可能是一個時代,一個中國運動員奪取奧運短跑獎牌的時代。因為,從某個角度說,他是國家整體實力進步的象征。

對于我們學生來說,雖然不大可能擁有自己的教練、營養師、康復醫生,不過,大原則可以照搬。要想提高短跑成績,首先要盡量克服心理障礙,不要被高大、強壯的對手嚇到;其次要注意短跑的規律,通過有耐力訓練,增加肌肉無氧供能的能力,通過有針對性的練習,強化與短跑有關的肌肉。要知道,股四頭肌、股二頭肌不僅與短跑速度休戚相關,而且影響著膝關節的健康,訓練它們,是減少膝關節炎的重要手段;最后要跟最優秀的人學習,注意觀察班級里、年級里誰跑得最快,他在短跑時是怎么做的,與自己有哪些不同,有沒有模仿的辦法。

學業、生活,不都是如此嗎?

(責任編輯:白玉磊)

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