奧林匹克精神是更快、更高、更強，但沒有最快、最高、最強。人類的身體是有極限的，體育科技工作者的日常工作就是配合教練員，讓運動員充分發揮自己的潛力，自我完善，挑戰人類的極限。這樣的極限是什麼？在挑戰極限的過程中，我們能做些什麼？

出品："格緻論道講壇"公衆号（ID：SELFtalks）

以下内容為奧運會科技專家組成員、國家體育總局體育科學研究所研究員洪平演講實錄：

奧林匹克精神是更快、更高、更強。那麼有沒有最快、最高、最強？

答案是沒有，為什麼呢？因為人類的身體是有極限的。這個極限究竟在什麼地方是一個重要的科學問題。

醫生可以告訴你血糖高了怎麼控制、血壓高了怎麼治療，但是誰可以告訴我們，我們心髒能承受的最高跳動次數，血壓最高的承載負荷以及奔跑的速度、跳躍的高度，這樣的極限是什麼？

如果說有一類人可以挑戰人類的極限，那一定是發揮出洪荒之力的運動員。

在這個過程中我們能做什麼呢？

博爾特為什麼能跑這麼快？牛頓第二定律——人從靜止到跑起來、從低速到高速是一個加速的過程。

從此可知，沒有力量就沒有加速度，所以力量是驅動博爾特速度越來越快的核心動力。

所以要想跑的快，首先要有力量，洪荒之力就是來源于此。

決定力量多少的是什麼呢？

一個因素是我們的肌纖維。我們普通人的肌肉或許不是很強壯，大概算是一個兩缸的發動機。

但是博爾特的肌肉體積和質量比我們普通人要大很多，他大概是一個八缸的發動機，所以他的動力就比我強很多。

另一個非常重要的因素是神經。神經要控制我們的肌肉，也就是大腦對神經沖動的支配和肌肉肌纖維的控制。

比如說，我有兩缸的力量，但是我的神經隻能控制一個缸去運動。而博爾特有八個缸，因為他的神經訓練到位，他八個缸全部能動起來，那他當然能比我跑的快得多。

總之，以上兩因素分别是力量的來源和對它的控制。

要研究博爾特為什麼跑得那麼快，就需要去了解博爾特的力量是多少。

我們舉個例子，看看力量的衡量标準。比如說馬龍卧推230公斤，喬丹卧推200公斤，奧尼爾卧推198公斤。

而我們中國最著名的中鋒卧推150公斤，我們整個籃球界的平均水平大概是120公斤左右，甚至有很多運動員都推不到100公斤。

試想我們去打喬丹，200公斤對100公斤，一對抗，你倒地他站着，這就體現了力量是決定我們比賽勝利的物質基礎之一。

既然力量在這個過程中這麼重要，那麼什麼對力量又起着重要的作用呢？

我們通過比較發現，我們和NBA的身高相差5厘米，體重要少9公斤，這就代表身體密度的克托萊指數相差36。

也就是說，我們的身體密度沒有别人大。而身體密度是由我們身體裡面的肌肉密度和脂肪決定的。

身體密度對力量起着非常關鍵的作用。換句話說，肌肉密度和脂肪密度對身體力量有着非常重要的作用。

NBA球員渾身都是腱子肉，而我們很多運動員身體的脂肪含量相當高。

試想一下，一個100公斤的運動員如果身體脂肪含量是25%，那他就有25公斤的脂肪，如果力量不變，我減少5公斤脂肪，質量下降是不是加速度就會提高？

如果把5公斤脂肪像衣服一樣脫下，我往上一跳，落地，我的膝關節的受力是不是要小很多？我的運動損傷是不是就會小很多？

所以身體的質量、肌肉的質量和力量之間的關系以及這些因素與損傷的關系就不言自明。

這樣我們就會知道，我們希望一個運動員吃更多的優質蛋白質，因為蛋白質是肌肉的物質基礎。

所以NBA球員有很多禁忌——不能吃熱狗、不能吃漢堡、不能吃全蛋、不能吃糖果、不能吃黃油、不能吃熏肉、不能吃煎制食品、不能吃冰激淩。

為什麼？因為這些食品含脂肪太多。

因此，我們要成為一個優秀的運動員，或者我們要成為一個科學的健身愛好者，首先要管好我們的嘴，提高我們攝入食品的有效質量。

我們需要了解每一個運動員的身體狀态和訓練水平，來為他設計科學的訓練方案。

比如說抽血、測速度、測力量、測心肺功能、測運動後的血乳酸。

一個比賽周期的訓練方案，首先要打好物質基礎，然後提高肌肉的體積。

肌肉體積提高了，肌纖維的數量和質量提高了，之後去練标準的動作使他技術定型，再提高爆發力使他的力量更有質量，以後再提高力量耐力使他可以多次的奔跑和對抗。最後将運動員維持在一個較高的水平去比賽。

除了力量的過程，還有技術的過程、戰術的過程和速度的過程。

因此整個訓練計劃的設計是一個多維度的複雜過程。

基于這樣的設計，我們會去了解每一個訓練手段如何開展，比如說要練投籃，引體向上或卧推，哪個效果更好？

卧推。因為引體向上是遠固定，卧推是靜固定，而投籃是靜固定的過程。

我們首先要分析需求，然後選擇要練習什麼肌肉，再去選擇練習的方法、頻率、順序、數量及間歇時間，這才是一個完整的科學的訓練計劃。

再比如說，第一組蹬腿、卧推等15個，中間休息2分鐘，再做第二組，第二組強度更大，每做完一個15次，要再加一分鐘跳繩。

把這些元素都貫徹其中才是完整的訓練計劃。

另外，還要控制運動的速度、穩定程度以及呼吸方式，提高訓練質量。

然後強化訓練質量，包括教練員指導嚴格的計劃、正确的動作、全神貫注、熱身，不要我行我素。

牽拉練完以後，最後把所有力量轉化為我們的專項力量和專項技術。

我們還要依據他奔跑的能力為他選擇不同的鞋。

如果鞋改變不了，我們可以為他制作鞋墊來提高鞋的抓地能力，來保證我們整個訓練的科學開展。

在這個過程中F=MA，有肌肉了，肌肉的能源從哪兒來？糖、脂肪和蛋白質。

那麼對于運動員來說，這輛好車要加好油，什麼是好油？

碳水化合物。

碳水化合物充分燃燒生成二氧化碳、水和能量，沒有尾氣。

脂肪和蛋白質的燃燒可能會産生一些廢氣，我們有時候稱它們為血乳酸。

氧氣進入身體要考慮肺活量。

肺活量越大，氧氣進入身體和血紅蛋白結合，血紅蛋白結合在紅細胞裡面，紅細胞運行在血管中，血管把氧氣運到身體的各個組織細胞。

也就是說，要有很好的肺活量、很多的氧氣瓶、很快的運輸車、很暢通的公路和非常好的發電廠，能源物質 氧氣充分燃燒生成能量。

這是我們運動員産生能量驅動力量的過程。

所以我們要評價運動員的肺活量、血紅蛋白、紅細胞、血管、心髒的功能及線粒體酶的活性才能保證整個代謝是穩定的、順暢的、高效率的。

我們怎麼做？運動員運動時戴氧氣面罩。

通過加速過程中氧氣和二氧化碳的比值來評估。

随着速度越來越快，吸收氧氣越來越多、排放二氧化碳越來越多，最後達到一個最高值，我們叫最大适氧量，這個過程中所對應的心率就是最高心率，也就是心跳最快的速度。

我們可以通過心率來評價運動員承受的負荷強度，這個強度決定着運動員訓練的能力、水平和自身提高的幅度。

而這些氧氣的供給、有氧和無氧能夠代表不同能源物質供能的功率、持續時間和穩定性。

有了強度以後，我們就可以用心率、呼吸頻率、血乳酸、肌酸激酶、主觀疲勞量表等生理生化物理學指标來評價訓練強度，而強度是所有訓練的核心。

在這樣的指導下是不是就完善了？不是，我們運動員要做好充分的熱身活動。

在籃球比賽，運動員打第一節比賽，汗流如注，氣喘籲籲。因為這種運動，人體的肌肉對氧氣的需求是瞬時的，而人的呼吸肌是平滑肌，對氧氣的供給有惰性。

氧氣需求特别高而呼吸肌沒有興奮起來，氧氣供給不足，所以人氣喘籲籲。

當你跑1500米時，跑第一圈沒事，跑第一圈半的時候喘不過氣來想放棄，那個點叫極點，又叫第二次呼吸。

當你頂過來以後，氧氣供給和需求平衡了，氣順了，跑起來就舒服了。

運動訓練也是如此，首先要做熱身讓運動員的心肺功能充分動員，再去進行訓練和比賽。

那麼訓練完、比賽完以後産生了很多廢氣，比如說血乳酸這種物質，該如何處理？

研究表明，在訓練完或者運動完後的20分鐘慢跑中，血乳酸消耗的最快。所以我們做完健身以後也要去做放松活動，不能忘記放松這一重要步驟。

張伯倫，一個偉大的球員，身高2.16米，100米跑10秒9，400米跑47秒，跳高跳2.02米。他能跑能跳，持續時間還長。

他在科學的系統的訓練下能夠成為一代傳奇，那他對我們老百姓有什麼啟示？

有一個38歲的女子，想兩個多月挑戰120公裡的戈壁。

她來我們這兒做測試，首先做運動風險篩查證明她各個器官是符合健康的要求，然後去了解身體機能、評價身體結構、确定強度、了解負荷，然後去診斷傷病。

還對她的跑步姿勢進行科學的分析，幫她糾正跑步的姿勢。再進行力量訓練，并幫助選擇她的鞋、裝備、飲料等。

最後，通過兩個多月的訓練，她體重降了0.5公斤，但肌肉長了2公斤。

肌肉長了有力量，體重降了損傷小，她的跑步姿勢也得到改善，強度達到了比賽所需強度，最後她挑戰120公裡成功！

大家有興趣可以看看中央十套《走進科學之征戰戈壁》，有三集，收視率很高。裡面有很多知識點。

對于一個愛好者是如此，那麼對于老百姓，運動是什麼？

運動是良藥，可以帶來健康、可以消除一些慢性疾病，可以控制糖尿病、可以控制血壓，甚至對心理健康也有很好的改善。

但是運動是良藥，是藥三分毒。

現在很多馬拉松比賽80%以上的人群有受傷。有一次比賽有兩萬人，其中有九千人肌肉拉傷，什麼原因？

賽前沒有做好充分的熱身和牽拉。如果提前做這些準備，這些運動傷害就可以避免。所以我希望大家記住“運動是良藥，是藥三分毒”！

現在國際上有一個概念，把每個病人都當成運動員來看，什麼意思？

病人要回歸健康叫康複，病人回到家庭走向社會，他要成為一個正常人，病人還要回歸崗位去工作，成為一個對社會有貢獻的人。

怎麼樣樹立目标，像運動員一樣對待他們？訓練他們康複，健康，能夠勝任社會的責任，這是目前我們在大力推廣的活動。

那麼運動對一個人的一生來說，孩子們從小愛運動，肥胖率可以降低30%，請假的天數可以減少2天、受教育程度越來越高、工資收入會增加，然後他的醫療保健的損耗會降低等等。

如果不愛運動，他可能就會肥胖、可能會因為請假多，學習不太好。所以工作以後的工資下降，醫療保險增加，最後導緻壽命可能會減少5歲，以及他會遺傳下一代。

父親不愛運動、母親不愛運動，他的孩子可能也不愛運動，這是影響到一生的生活方式。所以，我們提倡每個人都堅持鍛煉，終身鍛煉。

那麼，這種鍛煉的科學指導需要什麼？需要知識傳播。通過知識形成理念，通過理念來指導行為，通過行為來形成習慣。

運動可以成“瘾”，看看那些癡迷馬拉松的人，成瘾其實就是成為了一種習慣。

這種習慣可使我們幸福一生、健康一生，這是多麼完美的一件事情！沒有全民健康就沒有全面小康。

中國有很多老年人，如果他們身體不好，家庭的負擔會增加，家庭的幸福就會受到影響；我們的勞動者，如果身體不夠強壯，生産力就會下降；我們的青少年，如果成為軍人，他們體質不好就沒有辦法保家衛國。

因此，體質增強、促進健康關乎中華民族可持續發展。我們要做的，是推動全民健身和全民健康深度融合，真正去挖掘中華民族偉大複興的“洪荒之力”。

“格緻論道”，原稱“SELF格緻論道”，是中國科學院全力推出的科學文化講壇，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦，中國科普博覽承辦。緻力于非凡思想的跨界傳播，旨在以“格物緻知”的精神探讨科技、教育、生活、未來的發展。獲取更多信息。本文出品自“格緻論道講壇”公衆号（SELFtalks），轉載請注明公衆号出處，未經授權不得轉載。

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