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第14章 体育仿生

一、运动与仿生

运动仿生学早在我国古代名医华佗创立的“五禽戏”中就体现了,而且太极拳中的“倒撵猴”“抱虎归山”“白鹤亮翅”等动作,也是仿生学的成果。气功“五禽戏动功”,模拟禽兽的动作、表情和声音,表现猛虎扑食、鹿糜奔跃、熊步蹒跚、鹏鸟展翅、猿猴攀登,成为具有民族特色的体育仿生。

为了开拓运动仿生学,国外已举行过好几次动物运动会。美国加利福尼亚州已开过几十次青蛙运动会,跳高冠军3.5英尺,跳跃冠军为2.5英尺。其他如骏马田径赛、鱼类游泳赛、袋鼠跳远赛……各类冠亚军获得者的动作都被高速录影,作为分析研究资料,供运动员训练时借鉴。运动仿生学日益受到体育界的重视。

二、体育比赛与仿生

仿生学是一门生物科学与技术科学之间的边缘学科,它把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究,希望利用这些原理和机理,实现新的技术设计和制造出更好的产品。尽管仿生学的发展还没有到如火如荼的地步,但是,在体育领域中模仿生物行为的现象却是很早就存在了。早在2000多年前,中国已有人知道通过模仿鸟兽的动作来达到舒筋活血、健身治病的目的。在长沙马王堆三号西汉墓出土的帛画“导引图”上,就有一些动作是模仿动物的形态和姿势的。东汉名医华论所创的“五禽戏”,就是模仿虎、鹿、熊、猿、鹤这5种禽兽的姿态和动作进行肢体活动。在中国的武术中,也可以看到人们模仿动物的一些动作进行搏击的技巧。

在现代的运动训练中,人们模仿动物的动作以提高运动成绩的例子也不少。1888年,澳大利亚短跑运动员会里尔从观察跳远距离有12米、跑速达70多公里/小时的大袋鼠中发现,袋鼠在跑跳之前,总是要弯屈躯体,腹部几乎贴近地面,然后以弹射的速度起动。于是他放弃了传统的站立式起跑姿势,采用了类似袋鼠的起跑动作。不过这一技术在很长时期内未被人重视,直到1896年的第一届奥运会上,美国运动员伯克在100米跑的决赛中采用了这一技术并夺得金牌,这一人类从袋鼠那里学来的起跑姿势——蹲踞式,才开始在全球流行起来。在跑步姿势上,传统的观念是,后蹬是获得跑速的主要动力。但中国的一位田径教练不拘泥于这一传统说法,他对一些奔跑迅捷的动物进行了研究,发现动物在奔跑时,腿有一种着地快捷、执地积极并呈鞭打状的动作,由此得到启发,这位教练就要求运动员在跑步时不要过分依靠于后蹬力,以及采用围绕膝关节群发力的方法来谋求速度,而是把发力点提升到髋关节,以髋关节来推动大腿,做出脚掌扒地的鞭打着地动作,结果采用这种人类向动物学来的新姿势后,在6个月内,男子运动员的100米跑的成绩提高了0.3秒,女子运动员的成绩则提高了0.2秒。

在制造运动器材方面,人类也从生物界得到不少启发。如最初划船比赛所使用的普遍舟艇,既大又笨,速度很慢。19世纪中叶,人们发现鲸鱼游得快的一个原因就是它们具有很好的流线型的体形,而且皮肤光滑,阻力小。于是,人们就开始用平滑板来代替原来所用的重叠板式的外板,使船体平滑,减少了水的阻力。此外,人们还把桨手的位置,由原来的对称分布在船左右舷改在龙骨线中心位置上,使桨手成一直线,同时又安上了舷外桨架使船身更加狭长,更趋于流线型,水的阻力就更小了。这样,赛艇的速度就有了明显的提高。

由于仿生手段在体育领域中有如此众多而又显著的作用,而生物界中可供人们去探讨、借鉴的现象也层出不穷,如蚂蚁可背负比自己重十几倍的东西,跳蚤的跳高高度达到自己身长的500多倍,猎豹的奔跑速度达120公里/小时,因此,一门新的学科——运动仿生学便应运而生,并已取得了一些令人可喜的成果。但由于运动仿生学仍在初创阶段,所以,这一学科对体育运动更大的贡献还需要一个较长的时期。

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