38块奥运金牌背后：科技起了多大作用？

编辑·陈晓

“100米短跑提高0.1秒有多难？”

“那太难了。0.1秒可厉害啦，提高0.01秒都有点难。我从9.99到9.91秒（提高0.08秒）用了3年时间吧。”这是2018年，苏炳添以9.91秒的成绩追平亚洲纪录后，在知乎上的回答。那会儿，他29岁，已经是一般亚洲百米短跑运动员接近退役的年龄，与他同时期的很多队友都选择退役了。

但谁也没想到，3年后，苏炳添不退反进，再次将自己的百米成绩提高了0.08秒。2021年8月1日晚，他在东京奥运会男子100米半决赛中跑出了9.83秒的成绩，打破了亚洲纪录，也创造了黄种人第一次站上奥运会男子百米短跑决赛赛道的历史。这一年，他已经32岁。

苏炳添破纪录的步伐从22岁那年就开始了。2011年全国田径锦标赛百米决赛上，苏炳添以10.16秒的成绩，打破了1988年由周伟创造、尘封13年之久的10.17秒的全国纪录。而真正让他开始被称为“亚洲飞人”的，是2015年国际田联钻石联赛尤金站男子100米决赛中9.99秒的成绩。苏炳添成了第一个突破10秒大关的黄种人。在2018国际田联马德里挑战赛男子百米决赛中，他再次以9.91秒夺冠，表明他的身体已经具备稳定跑进10秒的能力。

人们乐于看到运动员不断挖掘自己的身体、创造新纪录的奇迹。但在苏炳添身上，一次次纪录的刷新并不是顺理成章的，也无法简单地以勤学苦练来概括。在2019年发表的论文里，苏炳添提到自己取得突破的一个关键因素，是在外教兰迪·亨廷顿的辅助下，利用科学仪器进行针对性训练。

兰迪·亨廷顿在田径领域执教已经超过40年。多年来，他一直是许多世界级运动员的教练，其中两位运动员在他的指导下，分别创造了跳远和三级跳远的世界纪录。2013年莫斯科世锦赛结束后，兰迪·亨廷顿作为第一批外教，被请进了中国田径队，2017年，他正式成为苏炳添的主管教练。

苏炳添称兰迪为“典型的科研型教练”。这确实是兰迪的执教风格，在接受采访时他曾提到，运动员的训练应该“先建立技术模型再加强训练，否则，运动员就是靠体力了”。在长期的执教生涯里，兰迪采集了大量优秀短跑运动员的数据，他和美国运动生物力学专家合作，利用这个数据库建立起3D模型。在模型系统中输入苏炳添的身高、臂长等各项身体数据后，就能得出最理想的百米跑动作技术模型。训练时，兰迪会用高速摄像设备把苏炳添的跑步过程拍摄下来，上传到3D模型系统里，对比和理想模型的差距。电脑屏幕中，苏炳添的身影和一个用不同颜色线条勾勒出的人体模型最初是重合在一起的，但三帧画面过后，二者的小腿位置开始分离，苏炳添的身体重心始终比线条人更高。兰迪往回倒退三帧，再次对比，告诉苏炳添：“你的膝盖在空中停留的时间比理想模型少了半拍，小腿与大腿之间的夹角偏大，这种差别会导致你在落地后的助力强度不足。”如果按照模型的腿部角度落地，苏炳添更容易控制住身体。

反复测量和比对下，兰迪发现，苏炳添存在起跑姿势不合理、前7步步长偏小等问题。在过去的3年里，苏炳添一直在纠正这些肉眼难以看见的问题，把前后起跑器距离加长了3厘米和2厘米，前7步累计步长也增加了0.91米。这些细微的调整，都被他视为“最后取得突破的关键所在”。

如今，竞技体育的训练早已不再是人们想象中“练得越苦、成绩越好”的简单重复。北京体育大学体能学院教授、国家体育总局奥运备战专家组成员李卫告诉本刊记者，高水平竞技体育发展至今，虽然最终只有运动员的成绩呈现在观众面前，但背后往往还有一个复合型科研团队，共同支撑整个项目的发展。其中，团队会涉及生物力学和生物化学分析、技术分析、营养保障、器材装备研发、心理咨询等大量科研和人员的投入。

外部器械的改进是一个明显的变化。李卫曾执教国家自行车队，连续备战过北京、伦敦和里约三届奥运会，在里约奥运会上作为主教练，带领自行车队获得场地自行车女子团体竞速赛金牌。作为人与器械紧密结合的运动，在自行车项目的训练中，运动员的服装、头盔，自行车的链条、轴承，每一个设备、每一处细节，都会有专门的机构为运动员量身定做，实现低风阻、高性能。

更多的科研力量则用在了训练过程当中。李卫感受到，近20年里，科技进步最大的体现是数字化技术的使用。训练前，教练会对运动员的各项身体机能进行检测，根据当天的状态确定训练强度。结束后会再次检测，利用数据的即时反馈，量化运动员的疲劳程度，用按摩、拉伸、能量补充的方法使运动员从疲劳状态中恢复过来。

数字化手段被广泛运用到田径、自行车、射击等众多竞技体育项目中。北京体育大学田径学院院长武文强告诉本刊，不同项目里，数字化手段都是用来研究人体生物学和运动学特点，把肉眼无法看见的细节呈现出来。在这届东京奥运会上，中国射击队获得了4金1银6铜，共11枚奖牌，创下了中国射击队奥运参赛史上的奖牌数纪录，训练中科技的助力不可小觑。

自2002年起，武文强带领的科研团队开始为射击（步手枪）、射箭、飞碟4支国家队提供技术动作分析和监控服务。在射击运动中，运动员身体的任何细微变化，都会对最终成绩产生影响。“举枪、瞄准，我们用肉眼看，人体是稳定的，但运动员的身体一定发生了细微的晃动，枪管在空气中画出了一个面积，水平越高的运动员，面积就会越小。但晃动的幅度到底有多大？向哪个方向动？面积有多大？我们无法直接评价。”武文强说，以往只能由教练根据最后子弹击中的位置，倒推运动员动作上存在的不足，询问运动员“为什么要往这个位置打？你是如何考虑的？”，再根据经验提供建议，由运动员做出改进。

如今，运动员在射击过程中，科研团队会同时进行足底压力测试，反映出运动员的身体姿势控制信息，通过监测足底压力，发现运动员的身体是否保持稳定。而另一套激光测试系统也可以清晰地反映出枪管晃动轨迹。射击之前，科研人员将传感器固定在枪上，通过传感器发出的激光束的反射，最终由系统精确地呈现出枪口晃动的原始轨迹，让人能看清画出的“空气面积”，分析运动员的射击动作。

高速摄像机也充当了教练员的另一只眼睛，一个一秒钟内转瞬即逝的简单动作，通过设备可以解析出300帧甚至500帧画面。最开始，武文强用胶片拍摄来记录运动员的运动过程，根据拍摄帧数和位置变化，演算出速度；后来，录像中可以手动标记节点，自动处理数据；现在的高速摄像机能够自动分析数据，运动员冲过终点时，重心腾起的高度、摆动腿的速度、摆动腿的夹角等数据已经写在了设备屏幕上。没有科技之前

这些科研力量在竞技体育领域的发展，不过短短二十几年，但带给运动员的改变是巨大的。经历了33年体育生涯的周伟，能明显地感受到变化。他从1988年开始练习田径短跑，1998年全国田径大奖赛上以10.17秒的成绩创造了男子100米新纪录，并保持了13年。如今，周伟是北京体育大学的教师，也是一名田径教练。他培养的田径运动员吴智强参加了东京奥运会，在男子4×100米接力赛决赛上，作为第四棒，从苏炳添手中接过了接力棒。

周伟记得，上世纪90年代，自己当运动员时，“别说科研，物质条件都很难保障”。那时候，全国只有北京、上海、广州等大城市的训练场地里有塑胶跑道，他在江西省体校训练时，操场还是黑黢黢的煤渣跑道，散发着轻微的刺鼻味道，鞋在地面上摩擦，偶尔会踩碎一两颗小煤渣。钉鞋是稀罕物，想要买双质量好的鞋，需要到处找人托关系，从大城市带回来。遇到大比赛，周伟才会把跑鞋从箱子里拿出来，比赛结束后又要赶紧洗刷干净，重新放回去。运动员的营养调节更是谈不上，吃饭很少刻意节制，只在偶尔需要补充营养时，他的饭盒里才会多一块鱼或虾。

即使能克服物质条件的困难，周伟身边的不少运动员也因为熬不过“魔鬼训练”，纷纷离开。90年代初，被广为采用的是“大运动量战术”，运动员每周平均有12节课，一节课有时长达3小时。大运动量堆叠之下，扛得住的运动员留下来，更多扛不住的运动员退出了。北京体育大学原田径教研室教授熊西北曾经讲道：“上世纪80年代以来，中国不是没有好苗子，但大多昙花一现，最主要的原因是年轻时取得了一定成绩后就拼命增大专项负荷、提高训练强度，结果疲劳积累、伤病频发。”

到了具体训练时，大多数教练员简单地把跑步速度作为唯一的衡量指标，很少强调肌肉力量的锻炼和跑步技术的改进。“小城市里，大家都不是太懂。你跑得最快，你就是最好的，一句话很笼统地就把各个方面都概括了。”更糟糕的是，在缺少信息交流的年代，训练往往是闭门造车，“一个省的人在一起交流比较，没有更先进的信息进入到教练员脑子里”。一些拿过全国比赛冠军的优秀运动员，选择回到本地当教练，“师傅带徒弟、徒弟再带徒弟”，这种粗糙的训练模式和笼统的理念被不断地重复、巩固。

来到北京训练后，周伟开始在图书馆里查阅一些体育期刊和专家论文，上面记录了国外运动员的训练方法，他才认识到，“肌肉像炸药，正确的训练方法是导火索”。而在当时，不少运动员仍然认为，细胳膊细腿才适合短跑。周伟从60公斤练到71公斤，在一些全国性比赛上，有的运动员对他的体形感到惊讶：“你的四肢这么粗壮，能跑得快吗？”

2005年，周伟正式退役，留在北京体育大学任教。那时，视频和网络开始有了发展，各种信息不断进入国内，周伟把它们记下来，整合成为新的训练方法。营养、规律作息、体能训练，这些曾经被忽视的方面，都成了训练中的重要环节。如今，他在训练运动员时，一周的课时量控制在6到8节，每节课2小时，根据不同运动员的身体条件，有针对性地安排有氧训练、力量训练和技术训练。

从选材开始，周伟就会暗自判断不同运动员的特点。他带着吴智强训练了9年，第一次见到吴智强跑步时，就觉得吴智强颇有天赋，“脚下轻盈，有点水上漂的感觉”，但吴智强比较薄弱的环节在于前30米的启动阶段。在东京奥运会上，周伟仔细看了吴智强参加的每场比赛，觉得吴智强“接力跑发挥得不错，不亚于国外顶尖运动员，但是单项跑的起跑仍然存在小失误”，这也是平时训练时他盯得最紧的部分。训练场上，100米的距离会被切分成更小的单位，运动员不断地进行30米、60米段落跑训练。有时，周伟会用摄像机把运动员起跑时每10米的跑步动作记录下来，和世界冠军的动作模型相对比，看动作是否规范。

其实，早在2008年，科技力量就在奥运会里崭露头角。作为北京奥运会的三大理念之一，“科技奥运”一度受到高度关注。但那时候，科技力量更多地用在奥运珠峰特种火炬研发、场馆内部设计、比赛直播等方面，在运动员的日常训练中应用还不算广。

里约奥运会看起来是一个转折点。这届奥运会中国体育代表团的成绩比上一届北京奥运会逊色不少，奖牌总数从100枚跌至70枚，金牌数则从51枚跌到28枚。弱势项目没有进展，而体操这类传统优势项目，在里约奥运会中入账零金牌。国家体育总局科研所研究员陈小平在分析2020年东京奥运会的形势时指出，里约奥运会中国的金牌和奖牌总数的世界排名大幅度降低，是近5届奥运会的最低水平，其中一个重要原因是，“从科技的角度仍然明显落后于世界水平，科学化训练水平不高已经成为制约我国竞技体育可持续发展的主要因素”。

2016年是中国体育大变革的年份。那一年11月，苟仲文出任国家体育总局局长，“科技助力体育”被频繁提及。苟仲文毕业于西安电子科技大学，从科研工作干起，先后做过工程师、研究室主任、研究院院长等工作。从2012年开始的4年里，苟仲文担任中关村管委党组书记，这为后来推动“科技助力体育”提供了便利——2017年，国家体育总局党组中心组召开“科技助力体育”专题学习会，来自中关村的11家高新技术企业在会上展示了尖端科技成果，讨论成果和体育实际需求的对接，并表示愿意服务于竞技体育的备战。

不管从学历还是履历来看，苟仲文跟“科技”似乎都更接近。履新体育总局局长不久，他在与各省区市体育局局长的对话中，特别提到了法国三级跳运动员背后的科研团队，要求大家重视科技在现代体育中的作用。在和多位总教练谈话时，他也多次提到“教练光靠经验是不行的。游泳是磨出来的吗？自行车是磨出来的吗？”——经验之外，要看的是“数据”。谈到备战冬奥会时，苟仲文强调：“所有训练都要数据化，要用数据指导训练、支撑训练、保障训练、监控训练，教练员一定要看数据、分析数据、创造数据。”

作为奥运备战专家组成员，李卫感觉到科研力量的投入在最近5年愈发明显。“以前也有科技的协助，大概从2016年开始，好像进入了一个新的阶段。”他告诉本刊，近几年，数字化手段和仪器在各个项目里使用得更常见、更频繁，目前北京体育大学已经把智能化和大数据等技术用在了冬季项目运动员选拔、培养和训练监控上。在备战东京奥运会期间，北京体育大学科研人员的人数比以往大幅增加，组建了50余支科研团队，扎进20多支国家队里做科研支撑工作。算上前后方工作人员，一个科研团队少则四五人，多则超过20人。中国航空工业空气动力研究院为帆船帆板国家队提供航空气动力科技支持，航天科技集团十一院为赛艇选手们改良了风洞技术。此次创造历史的苏炳添，背后更是拥有一个多达12人的“复合型团队”，负责体能训练、技战术监控、生理生化指标监控等科学攻关。

从技术上说，帮助训练的大多数科技手段早已不是秘密，只是价格不菲。一位长期给国家队提供科研支撑的研究人员告诉本刊，目前使用的尖端仪器设备中，大约一半仍需要从国外进口，成本高昂，有时一台仪器的价格可能高达上百万元。本刊记者梳理公开数据发现，2020年国家体育总局在科学技术方面共支出8638.26万元，是2014年支出的1.79倍。而2019年的科学技术支出金额最高，超过了1亿元。这种科研投入的效果是明显的。东京奥运会开始前半个月，苟仲文在工作会议中提到，今年奥运会总体目标中的两项是“坚决遏制我国奥运成绩多年持续下滑趋势；确保在东京奥运会金牌榜和奖牌榜上保持在第一序列”。最终，中国队共获得38金32银18铜共88枚奖牌，金牌数、奖牌数位居第二，追平了在伦敦奥运会取得的境外参赛最好成绩。其中，跳水、举重、乒乓球、体操等传统优势项目再次成为夺金主力，而帆船、赛艇、皮划艇这几项得到科研支撑的非强势项目，也分别赢得一块金牌。“人是最重要的”

不是所有的运动项目都能得到这样的支持。柔道运动员马端斌在训练了18年后，才体会到科技的助力作用。

13岁时，马端斌开始在老家辽宁的市体校里学习柔道，随后加入北京男子柔道队。2009年，马端斌在第十一届全运会上获得了人生中的第一个全国冠军，又在2011年的世界大学生运动会上夺得柔道66公斤级铜牌，这也是中国队在大运会男子柔道项目获得的首枚奖牌。但在2016年里约奥运会上，马端斌落败，无缘八强。这成了他久久过不去的坎儿，很长一段时间里他一直情绪消沉，并在2017年短暂退役。

不过，他很快被重新召回队里，备战东京奥运会。“还是想争冠军，想拿金牌”。只是，他的精力已经不再像以前一样旺盛。马端斌发育慢，十三四岁在辽宁省队训练时，体重只有30多公斤，被安排给女队当了好几年陪练。他不甘心，一心想着打比赛、出成绩。他的训练量是队友们的好几倍。每天在规定时间内跑步，400米一圈，队友们跑五六圈，他要跑上15圈。日复一日的大运动量，让马端斌的大伤小伤不断，韧带断裂、脚腕骨折……最严重的一次，他的脚腕受伤，做完手术后离比赛只剩两周时间。

“我的年纪也不小了，如果还像年轻时那样傻拼傻练，身体能力也不允许。”2017年重新回到北京队训练后，马端斌主动找到了北京市体育科学研究所。有了科研人员的帮助，马端斌才发现，“一些其实很轻松的东西，以前我走了许多弯路”。

在前往韩国的一次柔道交流中，韩国教练员为马端斌做了一次训练监测，在运动员做出动作时，电脑能显示出每块肌肉发力的程度，“这样，两个人做出相同动作，效果却完全不一样，就能很快发现原因在哪儿”。马端斌感到新奇，这是他唯一一次使用这款仪器，甚至不知道仪器叫什么名字。

相比于热门体育项目，柔道获得的科研支撑确实相对薄弱。“乒乓球、跳水国家队里有的大型仪器，柔道队不一定有，市队里就更少了。”马端斌对本刊记者说，他所在的北京市柔道队有70多名队员，大大超出北京市体育科学研究所能够服务的范围，“只有达到了高水平，成为主力运动员，才有机会去申请科研团队的支持”。

但在长时间与科技深度打交道的研究人员眼中，科技是一把“利器”，但并非决定性力量，运动员的勤学苦练、对项目的热爱，以及个人的文化素养、专业素养，都是科技能发挥作用的前提。“经验丰富的运动员会不断地摸索求变，会去思考‘我为什么能打成这样？调整某个角度会不会更好？’”武文强对本刊记者说，“人始终是最重要的。”对运动项目的热爱和理解是第一位的。

“练习这种相对冷门的项目，心里会不会有失落感？”2021年8月中旬，本刊记者问马端斌。“不会。”马端斌回答得很干脆。柔道被日本视为“国技”，在采访中，马端斌反复提到自己练习柔道的初衷，是希望用柔道这项日本本土运动，去战胜日本选手。“我练柔道，不是为了被人关注，如果有这种想法，早就放弃了。只是在练柔道时，能感受到四两拨千斤，那种文雅灵活的力量的美。” 柔道奥运会项目短跑北京体育大学苏炳添