（原標題：里約奧運會為什么能打破這么多世界紀錄？！）

出品：科普中國

制作：中國科學院力學研究所 老三

監制：中國科學院計算機網絡信息中心

里約奧運會已經接近尾聲，雖然一路磕磕絆絆，出現了諸如“藍池”變“碧池”等小插曲。不過，從成績上看，本屆奧運會還是交出了一份令人滿意的答卷：總共包括5大項，20小項在內，共有22項世界紀錄被打破。

那么我們今天就來扒一扒，除了運動員自身努力外，還有哪些因素導致了這么多項的世界紀錄被打破？

一、薄如紙的游泳紀錄

本屆奧運會被打破最多的就是游泳紀錄， 共有6項游泳紀錄被打破 。不可否認，本屆奧運會游泳高手云集， 來自美國的萊德茨基、瑞典的薩拉?舍斯特倫，以及英國的皮緹?亞當等，都紛紛碾壓過去的世界紀錄。

但是，相比于其他競賽項目動輒 幾十年都難打破的紀錄，游泳紀錄的脆弱其實也跟科技的發展密切相關。

1. LED 運動傳感器

在游泳項目中，運動員必須沖破“壓差阻力”、“波浪阻力”和“摩擦阻力”，三大阻力與速度、姿勢都有非常大的關系。所以，如何獲得最大的動力同時減小阻力，是每個運動員訓練的目標。以前，只能靠教練根據經驗來糾正運動員的泳姿和劃水、打水等技術動作。現如今，很多美國運動員都在訓練時，在身上捆綁LED傳感器，利用高速攝影機拍攝整個游泳過程，并且記錄下LED的運動軌跡。最后，將視頻導入分析軟件，利用相關算法轉化為可視化圖形，糾正泳姿和動作細節。這些 LED 傳感器能夠捕獲運動員的每一個動作，細致到腳趾的角度，為提高運動成績起到了重要作用。

2.? 泳衣

提到泳衣的作用，大家都會想起鼎鼎大名的“鯊魚皮”泳衣，2000年澳大利亞選手伊恩?索普穿黑色連體緊身泳裝，一舉奪得3枚金牌，使得鯊魚皮泳衣名聲大振。

一般情況下，人們會認為物體表面越光滑，阻力就越小。但是，科學家根據仿生學對于鯊魚皮膚表面進行了研究，發現其表面呈鱗片和類似圓谷狀的非光滑盾鱗結構，盾鱗溝槽方向與游動方向平行。正是這些溝槽結構，使得水分子在通過表面時，產生無數微型的渦流，使得產生阻力的“邊界層分離點”推后，減小了阻力。人們根據這種原理，在泳衣上設計了百萬個細小的棘齒結構，使游泳時能夠降低3%的阻力。

后來，在2010年國際泳聯規定了，比賽中禁止使用高科技泳衣，而且 泳衣不得覆蓋四肢等規定，才使得我們今天能夠看見各種小鮮肉。否則，大家都裹得嚴嚴實實的，多沒意思啊。

不過，我們現在依然可以通過對泳帽、泳鏡、泳衣三者進行標記研究，尋找三者協同作用的最佳設計方案。據稱，孫楊身上穿的“快皮3”泳裝系統，能夠減少16.6%的阻力和11%的氧氣消耗。

3.? 泳池

這個可能是大家都沒有想到的，千萬不要以為奧運泳池就是地上挖個坑再灌點水那么簡單呦！

國際泳聯自2008年北京奧運會開始，就開始推廣3米深的標準泳池，相比于原來的2米水深，現在的泳池可以提供更好的浮力環境并且大大減小泳池底部的“粘性”摩擦力帶來的阻力效應。

另外，為了防止水波激起過大的水花，泳池中安排了順暢的排水系統，生成的漣漪可以迅速消散，讓運動員更加行云流水；同時，為了防止產生的水波干擾別的隊員，分道線都是利用塑料小葉輪串接而成，這樣水波在向鄰道傳遞時，會驅動這些葉輪旋轉，吸收大部分能量。

泳池還有1.5萬個小孔負責調節通風系統，保證水溫嚴格控制在25至28攝氏度之間。其實，水溫每升高5攝氏度，水的粘性將降低10%。所以，想提高自己游泳成績的朋友，不妨找個水溫高一些的泳池試試。

最后，為了防止運動員忘記 自己到底游了多少圈，泳池邊還設置了數字記圈器。數字記圈器的一端被安置在每個泳道的底部靠近轉身出，當運動員觸壁后記圈器就會自動更新他們所游的圈數。

當然，我們也看到有俄羅斯媒體爆料，里約奧運會的泳池整體短了3厘米，所以才誕生了這么多的世界紀錄。對于這一點，奧組委應該是利用激光測距儀認定過，最終的答案我們只能等官方說法。

二、超酷的自行車比賽

8月12日，在2016年里約奧運會場地自行車女子團體競速賽預賽中，中國選手宮金杰攜手鐘天使以32秒305打破了自己和郭爽在倫敦奧運會上創造的奧運紀錄。接著在首輪比賽中，兩位姑娘又以31秒928打破她們在2015年世錦賽上創造的世界紀錄。最終在決賽中以32秒107的成績輕松奪冠。

同一天，在2016年里約奧運會場地自行車男子團體追逐賽決賽中，英國隊以3分50秒265的成績獲得冠軍，并打破世界紀錄。

中國姑娘炫酷的運動頭盔吸引了在場觀眾，而真正幫助他們打破紀錄的，是她們腳下“快到起飛”的高科技自行車。這種自行車只有一個齒輪，無閘，科技含量頗高，是國家體育總局專門開發研制的。而英國隊獲勝的法寶，同樣是讓他們引以為傲的Cervelo T5GB場地賽車。據說T5GB的研發，應用了F1方程式賽車的技術，經歷了數百個小時的風洞分析、壓力測試和計算機模擬，最終在F1賽場上測試，造就了Cervelo迄今為止最強的場地戰車。

Cervelo T5GB 場地賽車

風洞實驗

而在訓練中，有些國家甚至已經開始啟用增強現實智能運動眼鏡，就是傳說中的AR眼鏡。在運動員訓練時，自行車內的感應器會自動采集時速、腳蹬轉速、單圈耗時等指標性數據，然后顯示在運動員佩戴的眼鏡上。根據這些實時數據反饋，運動員可以隨時對自己的狀態進行調整。雖然這種眼鏡在比賽中被禁止使用，但這并不妨礙運動員在訓練中廣泛使用這種眼鏡，從而讓身體形成記憶，以應對比賽中的各種狀況。

當然，在自行車賽場上，除了講究高科技的裝備，配合也極其重要。我們看到，高水平的自行車選手從來都是不即不離，銜尾相隨的。這與大雁在天空飛行的隊形非常類似，都是運用了空氣動力學原理。尾隨選手待在領騎者背后的渦流里，空氣阻力會明顯減小，這個大家可以理解。而有趣的是，后面選手因為削弱了渦流效應，也能夠使前面的運動員受益，減小所承受的壓差阻力，實現共贏。這就是為什么兩位選手成雙要比單獨的孤騎速度更快。

雙人騎行的空氣阻力分布情況

三、傳統項目的新突破

本屆奧運會上，中國隊破紀錄最多的當屬舉重項目，中國選手龍清泉、呂小軍、鄧薇分別打破了所在組別的世界紀錄。

而傳統項目上比較難打破的田徑方面，也頻頻刷出新的世界紀錄。

埃塞俄比亞選手阿亞娜打破了由中國選手王軍霞保持了23年的女子10000米世界紀錄，南非選手范尼凱克以43秒03的成績打破男子400米世界紀錄，還有鏈球等田賽項目的紀錄等。

那么，我們不禁要問，對于這些傳統項目，還有高科技輔助嗎？

答案是肯定的！

美國光環神經科學公司發布了一款類似于耳機的“光環運動”裝置。據稱，它能夠利用電流刺激大腦，活躍機體功能，使運動員的力量最高提升12%。一些國家的運動員已經開始利用這種設備輔助訓練了。

Whoop Strap 2.0手環則是一款專為運動員設計的智能手環，主要用來在訓練中檢測皮膚導電性和心率，分析運動員身體在運動時所受壓力是否過量，并提供糾錯意見，對于激發運動員潛能，減少訓練傷病起到重要作用。很多國家的運動員都在使用類似的專業手環。

而對于田徑運動員的服裝材料，各大公司也是各顯其能，通過改造及簡化構造使重量降到最輕。比如中國田徑隊選用耐克公司的AeroBlades技術，其服裝和臂帶、護腿等輔具都經過數百小時的風洞測試，可以引導運動員周圍的空氣流動，降低風阻。

阿迪達斯設計的EnergyBoost跑鞋，由發泡熱塑性聚氨酯(E-TPU)構成，具有很強的彈性和減震特性。跑動時，其內部含微型密閉氣泡的橢圓形微球的體積將增大10倍，產生的高回彈效應可反饋大量能量，為跑步者提供更好地前進動力。

當然，無論多么高端的科技，想要破紀錄還是要靠運動員自己的努力和堅持，兩者結合才能夠發揮出最大的作用。世上只有一個人敢于完全不理會這些輔助設備，而地球上可能還沒有人知道他的極限在哪里。

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