以下内容摘自奥运会科技顾问团成员、我国国家体育总局体育科学研究机构研究员洪平的演讲记录:
奥林匹克精神追求的是速度的极致、高度的超越、力量的最强。那么,是否真的存在速度的极限、高度的顶峰、力量的极致呢?
答案并非存在,那么这是为何呢?因为人的身体存在一定的界限。这个界限究竟位于何处,是一个至关重要的科学议题。
医生能够指导你如何控制血糖水平、如何治疗高血压,然而,又有谁能向我们揭示我们心脏所能承受的最大跳动频率、血压所能承受的最大压力以及奔跑时的极限速度、跳跃时的最高高度,这些生理极限究竟在何方?
若存在一群人能够超越人类体能的极限,那么他们必定是能够激发出远古巨大力量的运动健儿。
在这个过程中我们能做什么呢?
力量,洪荒之力的物质基础
博尔特的速度为何如此之快?根据牛顿第二定律,人类从静止状态开始奔跑、从低速度过渡到高速度,这一过程本质上是一个加速的过程。
由此可以推断,若非力量存在,加速度便无从谈起,因此力量构成了博尔特速度不断提升的根本动力。
所以要想跑的快,首先要有力量,洪荒之力就是来源于此。
决定力量多少的是什么呢?
我们的肌纤维是一个关键因素,相较于那些健壮的肌肉,我们普通人的肌肉可能并不十分发达,它们大概只能算得上是具备两个气缸的引擎。
博尔特的肌肉体积和质量远超常人,他几乎相当于一台八缸引擎,因此他的动力远胜于我。
神经是至关重要的另一大要素,它负责指挥我们的肌肉活动,这涉及到大脑对神经信号的调控以及对肌肉纤维的精确控制。
我有双倍的能量,然而我的神经系统仅能指挥其中一缸进行活动。相较之下,博尔特能调动八个缸,得益于他精准的神经训练,这八个缸都能协同运作,因此他自然能比我跑得更快。
总之,以上两因素分别是力量的来源和对它的控制。
为了探究博尔特为何能如此疾驰,我们必须弄清楚他的力量水平究竟如何。
以一个实例来探讨力量的评估尺度,例如,马龙能够卧推230公斤,乔丹的卧推成绩为200公斤,而奥尼尔的成绩则是198公斤。
我国知名中锋的卧推成绩可达150公斤,我国篮球界的整体水平大约在120公斤上下,而相当一部分运动员连100公斤都无法达到。
设想我们与乔丹交锋,双方体重相差悬殊,200公斤对100公斤,一旦交手,你便倒地不起,而他则稳如泰山,这充分说明力量是我们赢得比赛的关键物质要素之一。
如何增加力量
既然在此过程中力量扮演了如此关键的角色,那么究竟有哪些因素对于力量的发挥具有决定性的影响呢?
通过对比分析,我们与NBA球员的身高差距达到5厘米,体重则轻了9公斤,这一差异使得我们的身体密度克托莱指数比他们低了36。
也就是说,相较于他人,我们的身体密度并不高。这种密度主要取决于我们体内肌肉的密度以及脂肪的含量。
身体的质量分布对力量有着至关重要的作用。换言之,肌肉和脂肪的密度对于提升身体力量具有极其重要的意义。
NBA球员的肌肉线条明显,充满了腱子肉,相比之下,我国众多运动员的体脂比例却相对较高。
设想一个体重达100公斤的运动员,若其体内脂肪占比为25%,则意味着他体内含有25公斤的脂肪。若保持力量不变,我若能减去5公斤的脂肪,那么他的体重是否会下降,进而导致加速度的提升呢?
若将五公斤脂肪比作一件衣物般脱去,我跃起再落下,那么我的膝关节承受的压力是否会大幅减少?随之,我遭受的运动伤害风险是否会显著降低?
因此,身体质量、肌肉质量与力量之间的联系,以及这些因素与受伤风险之间的关联,均显而易见。
由此,我们便能明了,我们期望运动员摄入更多的高质量蛋白质,这是因为蛋白质构成了肌肉的根本成分。
因此,NBA球员们需遵守诸多忌讳,诸如:忌食热狗、忌食汉堡、忌食全蛋、忌食糖果、忌食黄油、忌食熏肉、忌食煎炸食品、忌食冰淇淋。
为什么?因为这些食品含脂肪太多。
故此,若想成为杰出的运动员,抑或成为理性的健身追求者,我们需首先严控饮食,确保所摄入食物的营养价值。
制定科学的训练方案
为了制定针对性的训练计划,我们必须掌握每位运动员的体质状况以及他们的训练程度。
比如说抽血、测速度、测力量、测心肺功能、测运动后的血乳酸。
在进行一个赛季的训练规划时,需先稳固物质基础,继而在此基础上,逐步增强肌肉的体积。
肌肉量有所增加,肌纤维的数量与质量亦有所提升,继而通过练习规范动作来稳固其技术,接着增强爆发力,使他的力量更具实效性,随后提升力量耐力,以便他能够持续奔跑和对抗。最终,将运动员保持在较高竞技水平,参与比赛。
除了力量的过程,还有技术的过程、战术的过程和速度的过程。
因此整个训练计划的设计是一个多维度的复杂过程。
根据这种设计理念,我们将深入探究各种训练方法的具体实施过程,例如在练习投篮、引体向上或卧推等动作时,究竟哪一种方式能带来更佳的效果?
卧推这项运动,它之所以被提及,是因为引体向上属于远固定动作,与之相对,卧推则是静固定动作,而投篮同样也是静固定动作的一种。
我们必须先对需求进行深入剖析,接着确定目标肌肉群,随后挑选合适的训练方式,包括训练的频率、顺序、次数以及休息间隔,只有这样,才能构成一个全面且科学的训练方案。
例如,首先进行包括蹬腿、卧推在内的15个动作,每组动作间需休息2分钟,随后进入第二组训练,该组训练的强度更高,每完成15次动作后,还需额外进行1分钟的跳绳运动。
把这些元素都贯彻其中才是完整的训练计划。
此外,必须注意调整动作的速率、保持动作的稳定性、规范呼吸的技巧,以此提升训练的效果。
接下来,必须提升训练的严谨度,这涉及到教练员制定周密的教学方案、规范的动作示范、全神贯注的授课态度以及充分的准备活动,同时杜绝个人随意行事。
完成牵拉训练后,最终需将所有积累的力量转化为我们特有的专项力量以及专项技能。
我们还要依据他奔跑的能力为他选择不同的鞋。
若鞋子无法调整,我们便可以为他定制鞋垫,以此增强鞋底的摩擦力,确保训练活动的科学性得以顺利进行。
好车加好油,人也一样
在此过程中,根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度,肌肉得以形成,然而,这些肌肉的能量究竟从何而来?答案是糖、脂肪以及蛋白质。
那么对于运动员来说,这辆好车要加好油,什么是好油?
碳水化合物。
碳水化合物充分燃烧生成二氧化碳、水和能量,没有尾气。
脂肪与蛋白质在分解过程中,会产生若干废气,这些废气我们通常称之为血乳酸。
氧气进入身体要考虑肺活量。
肺活量较高时,氧气得以顺利进入人体并与血红蛋白相结合;这些结合后的血红蛋白位于红细胞内;红细胞在血管中流动;而血管则负责将氧气运送至身体各部位的细胞。
也就是说,必须具备充沛的肺功能、充足的氧气供应、高效的运输工具、便捷的交通网络以及卓越的发电设施,以确保能源物质与氧气能够充分燃烧,进而产生能量。
这是我们运动员产生能量驱动力量的过程。
为了确保代谢过程稳定、流畅且高效,我们必须对运动员的肺活量、血红蛋白含量、红细胞计数、血管状况、心脏功能以及线粒体酶的活性进行综合评估。
我们怎么做?运动员运动时戴氧气面罩。
通过加速过程中氧气和二氧化碳的比值来评估。
随着运动速度的提升,人体对氧气的摄取量逐渐增加,同时二氧化碳的排放量也在增多,直至达到一个峰值,我们称之为最大摄氧量。在这一过程中,与之相对应的心率即为最高心率,即心跳达到最快时的速率。
我们可以利用心率这一指标来衡量运动员所承受的负荷强度,这种强度直接关系到运动员的训练效能、竞技水平以及个人进步的幅度。
这些氧气的供应,以及有氧和无氧运动分别代表了不同能源物质在供能时的功率、维持时间和稳定性。
获得足够的强度后,我们便能够借助心率、呼吸速率、血乳酸水平、肌酸激酶含量以及主观疲劳量表等生理、生化及物理指标,对训练的强度进行评估。值得注意的是,强度构成了所有训练活动的核心要素。
在这种引导下,是否就意味着已经完善了呢?答案是否定的,我们的运动员还需进行充分的热身准备。
篮球赛场上,球员们在第一节比赛中奋力拼搏,汗水淋漓,呼吸急促。这种激烈的运动使得人体肌肉对氧气的需求变得极为迫切,然而,由于呼吸肌属于平滑肌,其供氧能力存在一定的滞后性。
由于氧气需求量极大,然而呼吸肌并未充分激活,导致氧气供应不充足,因此人们会感到呼吸困难,喘息不止。
在完成1500米跑的过程中,起初一圈并无不适,但行至第一圈半时,呼吸变得急促,几乎想要放弃,这个阶段被称作极点,亦即所谓的第二次呼吸。
经过你的努力调整,氧气供应与需求达到均衡,呼吸顺畅,跑步的感觉也就变得愉悦起来。
运动训练的过程亦然,起初必须进行热身活动,以确保运动员的心肺功能得到充分激活,随后方可进行训练和比赛。
训练结束、赛事落幕之后,涌现出大量废气,诸如血乳酸等物质,我们应如何妥善处理它们呢?
研究显示,在完成锻炼或运动后的20分钟内进行慢跑,乳酸的消耗速度最为迅速。因此,我们在健身结束后,务必进行放松活动,切不可忽视这一关键的环节。
普通人如何进行科学健身
张伯伦,这位杰出的运动员,拥有2.16米的身高,百米冲刺成绩为10秒9,四百米跑进47秒,跳高成绩更是达到了2.02米。他不仅具备出色的奔跑和跳跃能力,而且耐力持久。
经过科学体系的严格培养,他成长为一代传奇人物,这不禁让我们思考,他给普通民众带来了哪些启示?
有一个38岁的女子,想两个多月挑战120公里的戈壁。
她抵达此处进行测试,首要任务是进行运动风险评估,以确保其各器官均满足健康标准。随后,她将进行身体机能的探究、对身体结构的评估、强度的测定以及负荷的识别,最终目的是对伤病进行诊断。
对其跑步动作进行了细致的科学评估,以协助她调整步伐;接着,实施了针对性的力量锻炼,同时协助她挑选合适的跑鞋、装备和饮品。
最终,经过两个多月的刻苦锻炼,她的体重减少了0.5公斤,与此同时,肌肉却增加了2公斤。
她的肌肉变得强健,体重有所减轻,跑步姿态也随之变得更加优雅,训练强度已满足比赛要求,最终她勇敢地挑战了120公里的极限,并取得了胜利!
有兴趣的朋友们不妨观看中央十套播出的《走进科学之征战戈壁》,这部纪录片共有三集,其收视率相当之高。其中蕴含了丰富的科学知识。
对于一个爱好者是如此,那么对于老百姓,运动是什么?
运动犹如良药,它不仅能促进健康,还能缓解诸多慢性病症,有效管理糖尿病和血压,甚至对心理健康产生显著的积极影响。
但是运动是良药,是药三分毒。
目前,在众多马拉松赛事中,超过八成的参赛者遭遇了损伤。例如,在某次赛事中,参赛者总数达两万人,其中就有九千人之多出现了肌肉拉伤的情况。那么,这究竟是为何呢?
比赛前并未进行充分的热身与拉伸活动。若是事先进行了这些必要的准备,便可有效预防运动伤害的发生。因此,我希望大家能够牢记“运动虽为良药,但过量亦如毒药”的道理!
国际上存在一个观念,即把每一位患者视作运动员,那么这究竟意味着什么呢?
康复意味着病人恢复健康,重返家庭与社会,他们需重新融入正常生活,同时,病人还需重返工作岗位,贡献自己的力量,成为对社会有益的人。
如何确立目标,并像对待运动员那样去对待它们?通过训练,帮助他们恢复健康,增强体质,使其能够承担起社会责任,这是我们目前正在积极推广的一项重要活动。
运动对个人一生的益处显著,孩子们若自幼热爱运动,不仅能够将肥胖率降低约30%,还能减少请假天数约2天,同时受教育水平不断提升,工资收入也将相应增加,此外,其医疗保健方面的消耗也将相应减少。
若他不喜运动,或许会体重超标,加之频繁请假,学业成绩也可能不尽如人意。因此,步入职场后,他的薪资可能降低,医疗费用上升,最终可能导致寿命缩短五载,且可能将不良基因传给下一代。
父亲不喜运动,母亲亦然,这样的习惯很可能会在孩子身上延续,进而影响他们一生的生活习惯。因此,我们倡导每个人都要持之以恒地进行体育锻炼,将运动融入终身。
这种锻炼的科学指导究竟需要什么呢?它需要知识的广泛传播。借助知识的力量,我们可以构建理念,而理念则能够引导我们的行为,最终通过这些行为,我们能够塑造出良好的习惯。
运动有时会被视为一种“瘾”,以马拉松爱好者为例,这种成瘾性实则已转化为一种日常习惯。
这种习惯能够让我们享受一生的幸福与健康,真是一件无比美妙的事情啊!若是没有全民的健康,全面小康的目标就无法实现。
我国老年人口众多,一旦他们健康状况不佳,家庭负担便会加重,进而影响家庭幸福;对于劳动者而言,若体魄不强健,其生产力将受到影响;至于青少年,若投身军旅,若体质不强,便难以承担保卫国家的重任。
体质的提升与健康促进对中华民族的长期发展至关重要。我们必须致力于实现全民健身与全民健康策略的深度融合,并深入发掘中华民族实现伟大复兴的巨大潜力。
“格致论道”,原名“SELF格致论道”,系中国科学院倾力打造的科学文化交流平台,由中国科学院计算机网络信息中心与科学传播局共同承办,并由中国科普博览负责执行。该论坛专注于卓越思想的跨领域传播,力求秉承“格物致知”的理念,深入探讨科技、教育、生活以及未来发展趋势。欲了解更多详情。本作品源自“格致论道讲坛”官方公众号,如需引用,务须注明来源公众号,且未经正式许可,严禁擅自转载。