新世纪现代科技与竞技体育

　　前言

　　当今世界科学技术突飞猛进，给人类社会带来了广泛而深刻的影响。当我们迈入新世纪的时候，每个人都能感受到现代科学技术给人类日常生活带来的巨大变化。现代科学技术的发展渗透到包括体育在内的人类社会生活的方方面面，为我们认识世界和改造世界提供了巨大的动力。

　　现代的竞技体育己不再是靠“经验”和体能开发取胜，而是在生理学家、心理学家、营养学家、生物学家、材料学家、运动训练学家、发明创造家的共同努力下，依靠科技的力量不断增加运动训练的科技含量，改进器材、设备，加强科学管理才能取胜。科技在竞技体育中被广泛应用，成为竞技体育发展的不可缺少的手段和强大的推动力。由于竞技体育的发展所体现出其它活动不能比拟的群众性、国际性、复杂性，它对推广科技和培养人的创造性思维起着积极的作用，因此，竞技体育在一定程度上也促进了科技的发展。但是，我们同时应清醒的认识到现代科技为竞技体育所带来的某些负面影响。

　　1现代科技在竞技体育中的应用

　　当前世界的竞争主要是科技的竞争，这一点己成为世界各国的共识。竞技体育发展到今天，竞争日趋激烈，在不少运动项目中，人的体能和精神的激发都几乎达到了极限，胜败往往只在毫厘之间，仅靠强健的肌肉和良好的竞技状态己很难获胜，运动员越来越多地要依靠科学家的智慧。体育的竞争也因此更多地表现为科技的竞争。因此，一股现代科技在体育中广泛运用的潮流正风靡世界体坛，每个世界级运动员几乎无一不与尖端科技相关联。

　　高科技在体育训练中的应用面不断扩大，技术不断提高，生物技术、激光技术、计算机技术、电子技术等高科技的尖端技术在运动中的应用屡见不鲜，从运动员的选材到获得世界冠军无不烙上高科技的烙印。例如，德国、美国等国家运用计算机做为探索训练中有关恢复、运动、训练的高效信息反馈的工具；美国科罗拉州大学的詹姆斯?马斯克教授发明的射击训练用高速视频分析器，该系统能将激光影像输入计算机系统，进行图像分析，使教练和射手得知每一发子弹所花去的时间、子弹的弹道和命中率，并在美国的奥林匹克中心己被广泛的应用。美国加州海湾地区联合实验室主任维克托。康特运用ICP(电感等离子体）光谱仪来分析一些优秀运动员的血液、头发和尿液中化学元素的含量，并寻找这些元素的含量与运动员竞技能力之间的关系，来指导运动员调整和补充体内矿物质含量，并使他们得到最佳的膳食；我国国家体育总局科研所与清华大学“生物芯片研发中心’共同研宄开发了运动员基因选材的芯片诊断系统，采用先进的基因芯片技术，从不同运动项目运动员的身体素质相关基因表达的检测入手，筛选并确定运动员身体素质功能基因组，探讨其基因组表达谱的特点以及与运动能力有关的身体素质基因的遗传与变异规律，进行多态性分析，建立基因文库，最终实现优秀运动员身体素质功能基因诊断和基因选材系统的建立。这一系统的建立无疑是中国乃至世界运动员科学选材史上的巨大变化，对我国实施“奥运争光计划”，优秀运动员后备人才选拔具有重大的理论和实际意义。

　　2现代科技促进竞技水平的提高

　　计算机技术的飞速发展和因特网的出现，象征着人类社会己进入了信息化时代。西方国家的一些学者指出：以计算机技术为中心的高新技术手段在体育中的应用，将促进整个体育运动产生革命性变化。目前，计算机技术在运动训练中己广泛应用，它的发展对提高体育运动成绩的影响是不以人们的意志为转移的，发展速度和成效也是难以预料的。其主要表现在以下几方面：（1)建立图像识别系统，利用图像重叠技术对技术动作进行图像处理并及时反馈；（2)利用因特网技术对运动员训练和比赛实施远程运动医学、训练学、心理学专家诊断，可使运动员在同一时间受到工作在不同地方和不同领域专家的声像指导，以此方式还可以解决运动员流动训练和文化教育等问题；（3)运用计算机大量存储数据资料、高速运算、模拟分析的功能，建立多功能大型专项数据库，可以准确地分析训练方式、修正训练指导思想；（4)利用先进的计算机智能化功能，将计算机软件与先进的录像设备结合，组成“可视”数据库，对比赛情况进行分类处理，将比赛现场技、战术信息迅速分析反馈给教练员，为赛前侦察、赛中指导及赛后总结提供帮助；（5)运用计算机软件编程和多媒体技术实现体育管理的自动化，建立比赛管理指挥系统以及裁判员评价系统，等等。

　　美国在雅典奥运会上获8枚田径金牌。美国田径成功的一个重要原因是借助于最先进的仪器，参加雅典奥运会的美国选手普遍采取了数字化训练，传感器、视频录像以及笔记本电脑己成为他们的“三大件'训练进入数字化时代，跳远运动员可用这些设备下载最新的跳远金牌得主的录像，然后将他们的动作同自己进行比较，寻找差距。利用这些设备，体操运动员可以知道为什么自己不能尽可能的腾空，也可发现比赛过程中，身体展开过早对自己的结束动作的影响。足球队员可以观看对手罚球的录像，发现他们最可能的命中点。悉尼奥运会以来最大的突破，就是笔记本电脑的应用以及其性能的提高。教练员和运动员在运动场以及机场休息室的时候，就能利用无线连接位于罗拉多州科泉市的终端服务器，调取全世界数千名运动员的各种数据。

　　我国在对刘翔的日常训练中，也引进了高科技手段，拍摄刘翔日常训练和比赛的图像，科研人员对拍摄的图像进行数字化处理，并将分析结果和改进训练的建议反馈给教练。教练通过对刘翔的数据分析，可以跟约翰逊的数据进行比较，并制定了以赛代练的训练方针。两年中，刘翔参加国内外十几次田径大赛，训练科学化的提高为刘翔在雅典奥运会上夺得男子110米栏冠军创造了优良的条件。

　　在雅典奥运会上实现零突破的中国皮划艇队一线共有驻队科研、医务人员10名，其中包括5名博士，这些涉及教育、心理、运动医学、训练等多学科的科技工作者，从每一个细节和环节入手满足运动员的需求，为训练监控和疲劳的恢复，提高运动成绩起到了积极的作用。

　　3运动装备、器材的改进对运动成绩的提高产生直接影响

　　科学技术的发展使运动器材、运动服装等得到了极大改进，从而促进了运动员运动成绩的提高。科技工作者为运动员取得优异的成绩花费了巨大的心思。运用了高科技的运动服装能让运动员如虎添翼。美国Speedo品牌泳装就是根据流体力学原理，研发了新型的泳衣材料，并制造了“鲨皮”泳装，这种泳装可以极大的减少运动员在水中的阻力，从而提高游速。在2000年悉尼奥运会上，有130多名运动员身着“鲨皮”仿生科技连体紧身泳装，卷走了游泳三分之二以上的金牌，并打破14项世界纪录。2004年雅典奥运会上我国游泳队的大部分运动员也身着Speedo提供的“第二代鲨皮服”参加比赛。试验证明，第二代鲨皮泳衣比2000年的第一代泳衣减少了3%-4%的阻力成国世界上最快的泳服，这在1%秒决胜负的游泳比赛中意义非凡。Speedo与众多优秀运动员合作共同开发了具有鲜明的个性化特点的第二代鲨皮泳装，其中不乏雅典奥运会6枚金牌得主菲马普斯（美国）、2枚金牌得主北岛康介（日本）、索普(澳大利亚)、德布鲁因（荷兰）等世界顶尖游泳运动员。

　　运动项目不同，对运动器材和设施的要求各异。为充分发挥跑鞋的积极作用，科学家们大量研宄发现，运动员跑步时着地的一只脚所承受的重量是体重的3倍，跑鞋的重量每增加100克，运动员的体能消耗增加1%。在竞技角逐曰趋激烈的今天，这1%的体能也许就成为最终成绩的决定因素。悉尼奥运会百米“女飞人’美国运动员玛丽安?琼斯的跑鞋，完全是美国耐克公司根据她跑步时脚跟从不接触跑道的特点设计的，只有前半截，其总重量仅有99克，是有史以来最轻的跑鞋。由于它由极其昂贵的透明塑料制成，被称为“水晶跑鞋'雅典奥运会男子110米栏冠军，我国田径运动员刘翔的跑鞋则是美国Nike公司为其专门设计的一款轻巧跑鞋，其鞋钉鞋帮采用特殊的穿孔设计，足尖处运用了“锁定’系统，弹性的底板上有6个可换位的鞋钉，重量比当年给刘易斯和约翰逊设计的跑鞋还轻。这些高科技含量的“个性化”装备无疑增添了运动员获胜的筹码.

　　现代科学许多运动项目的成绩迅速提高与器材、设备的改进有着直接的关系，撑秆从玻璃纤维竿到碳素纤维竿“塔当”跑道的兴起，标枪的枪头和枪身材料的改进等等，都直接影响着田径水平的提高。悉尼奥运会上，美国运动员骑上了一种不违背国际自行车联合会规定的新车型，其性能达到顶点，这种被称为111型的自行车更符合空气动力学的结构原理，装有压力达到每英寸250磅的丝织轮胎。超级自行车的设计师还把车把安装在非常靠前的位置，使车手们俯身骑车时，臀部高高撅起，这样能够减少风的阻力往往可以把成绩提高几秒。车手还穿上了改良的比赛服，其缝合处是根据气流特点设计的，可以降低磨擦，比皮肤还要光滑，可以帮助运动员将比赛成绩提高1一3秒.

　　现代化材料的应用为体育用品增添了许多魅力。从复合材料制成的运动鞋底只有传统运动鞋重量的50%到时速可达200km以上的碳纤维增强塑料复合材料制成的网球拍，从日本柔道、摔跤训练中陪练的机器人到美国法尼亚州大学为跳水运动员设计的遥感蜂鸣器，从中国的多功能液压训练器械到美国的电子船体训练模型等等，无不深刻地印上科技的痕迹。材料科学的最新成果在运动装备方面的应用可以对运动成绩提高带来直接的影响，这己为大量竞技运动的实践所证明。

　　4现代科技在大型比赛中的充分体现

　　现代奥运会在很大程度上是参赛国之间的科技较量，也是举办国科技实力的集中体现。现代体育竞赛中高科技的应用足以让人眼花缭乱。在2000年悉尼奥运会上随处可见高科技的成果，大会设立了与世界相联的庞大电信网及国内通信网，大量的声像信号通过光导纤维、海底电缆和卫星覆盖天空、海洋和大地，把奥运会取得的新成绩、新纪录迅速传往世界各地，电视直播所有的赛事，电视摄像机无处不在；高清晰电视不仅播出图像，甚至能直接听到运动员的呼吸节奏；100m和110m栏的赛场上一架小型空中摄像机，以12msT1的速度始终联系着运动员比赛的全过程，能观察到运动员在整个赛程中的连续动态；甚至触摸一下荧屏就能取得资料。在2001年我国的九运会上，大会设立的科研部、竞赛部、电子技术部、兴奋剂检查委员会、场馆建设部、邮电通信部、医务部、交通指挥部等无一不是科技支撑着它们的骨架，从采用国际著名遗传学“PCR检测技术”进行性别检查到免费向组委会人员提供使用的具有800兆指挥系统的随时呼叫机，都足以让人感到九运会上科技成果的应用琳琅满目。

　　高科技的价值在2004年雅典奥运会上得以更加充分的体现，希腊将当代科技的最新成果用在安全保卫和便民服务等方面。雅典的所有奥林匹克场馆和大街小巷布满了数码摄像机和特殊软件构成的“电子卫兵”，可以收集到有效范围内的所有信息，据说就是一串钥匙掉在地上，都能被检测到。这个庞大的电子网络，其规模在以往大型国际赛会最注重的范畴之一，为防止恐怖分子打“网络战”进行破坏和电脑病毒，以防电脑系统瘫痪，在投入电脑保安的资源是历届之最，安装10500台个人电脑，4000个比赛成绩终端显示器及900个伺服器，用于4500小时的赛事。并对网络系统作出较大改动，把一些重要系统（如储存资料系统）与互联网隔离，作为一个封闭系统工作。随着世界内宽带通信用户的猛增和可视移动电脑的普及，雅典奥运会推出了手机上网服务，将无线数据通信最新成果用于大会服务，在奥运会上也是首次。一部可视移动电脑在手，可以随时随地获得奥运会的各种信息，如比赛时间、场地、成绩、奖牌榜、天气预报、娱乐活动以及运动员的照片和简介等等。大会组委会通过手机短信方式，随时发布紧急通知或通告，不仅满足了运动员和观众的需求，更使各国新闻记者能在第一时间获得最新资讯，推动了媒体大战。雅典大学商学院研制了一套数据信息服务系统，下飞机后，只要就近买一张手机卡，就能进入因特网和大会专用网站，获得从机场到预定酒店的最佳路线，还可查询哪家酒店有空房、价格如何，只需打一个电话就可解决问题，还可随时查询赛场的地点、余票、价格和售票处，了解停车场的位置和空位情况，不会因人地生疏而影响观赏的兴趣。

　　“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运会的战略目标。科技部、信息产业部等9部委和北京市政府己共同组成了“奥运科技委员会”，希望把北京奥运会办成一届具有高科技含量的体育盛会，并使之成为向世界展示新技术成果和创新实力的窗口。

　　5体育强国的科技投入

　　目前，世界体育强国都具有现代科技水平配置和服务的大型训练基地。美国在1976年奥运会上负于前苏联和民主德国之后痛下决心，学习东欧国家之所长，切实加强体育科研和科学训练工作。1977年美国奥委会在海拔2000m的斯阔谷建立了第1个奥林匹克训练中心，美国目前己有3个较大规模的全国性体育科研和运动训练一体化综合训练基地。这些训练基地建有世界一流的科研、训练设施，包括运动医学中心和科研服务中心，为运动员提供各种体能测验、生活指标测试、力量测试、医务监督、伤病治疗等科研服务。这里集中了一批生物力学、营养学、心理学、生理学、训练学、计算机及其它学科的专家。据统计，包括美国所有一流运动员在内，每年有12000-15000名运动员在训练中心接受训练。这里著名的游泳模拟水槽具有多种功能，可模拟不同海拔高度气压、不同水流阻力（最快达1.52-2m/s即世界纪录游速，并可按此速度训练）和不同温度（可随时调控温度）进行训练和科学实验。水槽还配有摄影和反馈系统，教练员可直接对水中运动员发出改变动作指令。训练中心还建有非常现代化的信息网络系统，方便查阅各种文献资料和数据。最典型的如触摸式奥运奖牌运动员数据库，只要按字母顺序触摸某一名运动员水平的训练配置，为盖在第28届雅典奥运会上获得金牌35槐奖牌103枚的辉煌成绩，并以雄厚的整体实力稳居世界体育强国之首奠定了坚实的基础。

　　澳大利亚、德国、日本、法国、意大利、西班牙等国家都有大型高效的现代化体育训练基地。我国国家体育总局在加强现有19个训练基地改造的同时，正在计划建设我国的大型综合性训练基地。

　　前苏联曾长期居世界体坛霸主地位，这与其建立世界一流的体育科研机构和科研队伍有密切关系。前苏联早在20世纪30年代就建立了独立的体育科研所，其著名的全苏体育科研所在鼎盛时期曾达到1700多人。前东德国家体科所有800人.此外，中国、日本、法国、澳大利亚、韩国、意大利也都相继建立了国家体育科研专门机构。

　　6现代科技对竞技体育发展的负效应

　　众所周知，滥用兴奋剂是现代竞技运动领域的一大痼疾，是对奥林匹克精神的扭曲和亵渎，也是体育科学的异化。它的存在对体育科技事业发展带来极大的冲击。

　　近年来兴奋剂品种不断增多，国际奥委会规定的禁用药物己达100余种。截止2002年2月，中国体育界己进行的3020例尿检中，尿检结果呈阳性的有13例.我国兴奋剂检查的阳性率在逐年降低，己从20世纪90年代初期的1.6%左右下降到目前的05%，大大低于同期的国际平均水平1.8%。针对国内体坛有人滥用红细胞生成素（EPO)的现象，我国兴奋剂检查委员会己从1998年开始在国内体能类运动项目中进行赛前血液检查。据统计，查出的阳性运动员中，举重、田径、游泳项目的问题最为突出，柔道、摔跤等重竞技项目，也占一定数量，其中三分之二的是使用对健康危害极大的类固醇类兴奋剂。而在悉尼奥支罕上被查出服用兴奋剂的运动员有11人，超过往届。英国伯明翰大学研宄人员发现了检测生长激素（HGH)的方法，雅典奥运会使用了最新的检测手段，140名专家投入反兴奋剂的斗争，22名运动员被查出使用兴奋剂，其中有十几名运动员的奖牌被收回。

　　随着基因技术研宄的发展，基因兴奋剂将成为国际上反兴奋剂的焦点。运动员可以在基因技术的帮助下，改变自身的组织细胞来激发潜能、提高运动成绩。世界著名运动生理学家BSACTIN教授多年来一直关注着生物注射的进展状况，他在一篇题为“基因兴奋剂：科幻小说还是迫在眉睫”的论文中指出，基因注射研宄十分顺利，用于运动员只是时间问题。他甚至预言基因注射在未来5年内就能被广泛用于商业目的。他认为，如果从1只苍蝇身上取出1种基因，经过有目的的修改后重新将基因注射进苍蝇体内，这只苍蝇身上用于飞行的肌肉比注射前强化了近300倍.如果将红细胞生长素或生长素的基因注入运动员体内，就可极大的提高他们的运动能力。而且基因兴奋剂有着传统兴奋剂难以比拟的“优势’，那就是很难被检测出来，目前还没有检测基因兴奋剂的有效方法。基因技术和其它高新15°

　　技术一样，也是一把“双刃剑’，它不仅可能极大地改变体育运动，尤其是竞技运动的面貌，也可能引起竞技运动性质的改变，引发一系列关于体育竞赛宗旨、体育道德、伦理方面的冲突和争论，甚至可能引发竞技体育的异化，这是一个带有根本性的问题，需要引起我们的高度重视。

　　7现代科技与竞技体育的相互影响和作用

　　科学技术对体育运动的介入，扩大了体育科学的研宄领域，深入了对体育运动规律的认识，同时，又催生和派生了许多新的体育学科，推动了体育科学的发展。毫无疑问，二十一世纪的科学技术对竞技体育的影响是极其深刻的，没有高新科技，竞技体育将黯然失色，它不仅促进了体育竞技成绩的快速增长，也促进了竞技体育的科学化、人性化、个性化发展；促进了体育设施、比赛装备、科学训练、科学管理、比赛评价等方面的进一步发展。而竞技体育自身的发展，也极大地刺激了科技在体育各个领域中的广泛运用。

　　我们不能忽视任何事物都有两重性，我们在充分享受现代科技给竞技体育带来巨大恩惠的同时，应该冷静面对它所带来的某些负面效应，如兴奋剂的滥用、比赛中的性别作弊、一些比赛器材和装备材料的不合格等。冷静面对它对运动员健康的潜在威胁及可能带来的一系列体育道德和伦理道德问题，加强体育道德和行业规范的制度建设和品德教育。

　　作为现代社会文化重要组成部分的竞技体育，无论是提高竞技水平，还是提高人的健康水平，都离不开科技的进步，竞技体育需要科技，科技推动着竞技体育的发展。同时，竞技体育也促进了新兴科学技术的推广，从而推动了科技的发展。因此，如何把握好科技与体育的相关关系，重视、引导二者的正效应，限制、否定二者的负效应，应是我们长期高度重视的问题。

　　我国应注重引进国际前沿科学技术领域的最新成果，努力发展高科技、抢占“制高点’，将科技成果转化为生产力，加速我国体育事业的发展。