身边的一切变化都在告诉着我们奥运就要开幕了。传说中，奥林匹克代表着人类对极限的挑战，不过现代奥林匹克有了更深的一层意义——每一届奥运会都将科技发展向前推进一大步。

    更高、更快、更强，这个奥运口号一直都是以世界纪录为最直观的体现方式，破纪录也成了奥运会上最高荣誉的象征。不过，在100年前人体潜能只发挥了75%，而今天已经有99%被激发，破纪录的难度当然也越来越大，可喜的是这也直接的促进了人体科学技术方面研究的不断突破。因此，奥运在人类社会的作用更加接近战争——它不仅是人类竞争的另一舞台，更成为人类进步的另一推动力量。今天我们先来说说力学原理对奥运的推动。

    物理学的很多理论都可以直接应用在运动之中，它也直接促进了运动员运动方式的进步，这点体现的最明显的项目要数跳高了。最早的跳高方式千奇百怪，运动员更多时候是按自己的习惯来跳，什么姿势舒服就用什么姿势。加拿大运动员沃夫兰在1839年创造的第一个世界纪录是1.69米，而他是以正面助跑，“孙悟空”式跳跃完成了这一动作。且不说这动作是否美观，单是考虑运动员的发力方式和运动轨迹也能让我们这些门外汉都笑抽了筋。接下来跳高记录的刷新几乎都伴随着运动方式和发力姿势的改变：1864年英国的柯奇采用侧面助跑的跨越技术创造了1.70米的记录；1895年美国选手斯韦尼用“剪刀脚”动作越过了19.7；1912年美国的霍拉茵用滚式跳高创造了2米的记录；还有从1936年开始一直到1968奥运会之前一直占统治地位的俯卧式技术，这个技术创造了2.29米的世界记录。

    我们都知道现在占主流的跳高姿态是背跃式，这个在1968年奥运会上第一次出现的跳高姿态也是所有姿态中最为符合物理学原理的方式。简单分析一下：跳高选手起跳以后，整个身体的重心就处于了既定的抛物线中，背跃式让运动员的身体成为反弓状，头、肩、臀、腿分别越过横杆，使得运动员过杆时一部分身体在杆上，而一部分身体可以位于横杆之下，总体重心并没有始终处于横杆之上，充分使用了运动员的弹跳能量，尽可能利用了腾空高度，这显然比其他姿势里要把整个身体一起丢过横杆去要合理的多。

    与跳高姿态有相似之处的项目是游泳。作为奥运会最早的项目之一，当年的游泳选手也是姿态各异的，直到1924年巴黎奥运会上，美国选手维斯穆勒首次在百米游泳赛中使用了两臂轮流划水一次、两腿打水六次的动作，确立了标准的“爬泳”姿势，自由泳才逐渐为大家接受。自由泳可以合理的帮助游泳运动员对抗压差阻力、摩擦阻力和波浪阻力，使运动员能更快的挤开水前进，因此它也是四大泳姿中速度最快的姿态。

    和游泳一样要披风破浪的项目是皮划艇，这项运动更需要对物理学有非常细致的研究来规范运动员动作。皮划艇项目中，运动员的质量要占到整个运动系统质量的70%以上，赛艇质量不足30%，桨的质量通常不到5%，三者重心始终处于相对运动。划桨动作将为整个系统提供“正力”，而回桨动作将产生“负力”，同时整个船身的左右摆动将浪费部分运动员作功的能量，形成其他方向上的分力，如何提升“正力”减小“负力”就是皮划艇运动中要研究的问题。现代科技给这项古老的运动增加了更多活力，孟关良和杨文军在2004年雅典奥运会上夺得双人划艇金牌，这张图片可以看到，他们所驾的菱形赛艇并不是水平的，两人前腿弓，后腿跪，两脚和膝盖形成的钝三角形支撑面落在船的几何中心上，以便于在稳定的力学结构上进行划桨的发力。另外，他们采用的桨频和划幅也是船运行速度的关键，赛艇的前进靠桨推动水产生的反作用力，所获得动量的大小等于桨推开水的质量和速度的乘积。因此用面积大的桨叶推动更多体积的水低速运动比用小面积桨快速推水效率高很多。所以我们可以看到比划艇比赛里划得快的不见得是划动频率高的，身体强壮的，不见得是划的最快的，科学的动作和频率才是关键。     

    爬上岸来，咱再说说咱们田径场上的骄傲——刘翔作为中国人在奥运短距离项目上的突破让我们更多的关注起110米栏。其实早期的110栏比赛的不是运动员的体能而是胆量，1896年奥运会上的110米栏成绩是17.6秒，因为运动员要跨越一个个钉死在地上的木栏，所以大部分人采取加速、刹车、起跳、落地的节奏来进行跑动+跳高的运动，直到后来栏架改成了一触就倒，并且出台了碰倒栏架不算犯规的规则，110米栏的成绩才大幅提升。我们今天可以看到，刘翔在整个110米栏的跑动过程中并不会有太多的重心高度变化，三步一个栏的栏间节奏非常连贯，整个重心始终保持在高速前进的状态，这样避免了提升重心增加向上方向的分力作功导致的平移速度减缓，因此现在让刘翔不跨栏的跑110米速度也不会快很多。

    至于跳远项目中的空中走步、标枪项目中的投出角度、铅球项目中的旋转、举重项目中的重心移动对运动成绩的影响都不难用我们高中学过的物理知识来解释，有兴趣的朋友可以自己画个受力分解图，姿态原理一目了然。说了这么多还真是应了当年的那句老话——学好数理化、走遍天下都不怕！随着人类体能接近极限，合理的发力姿态和运动频率当然是成绩提升的重要办法之一。除此之外，材料学、运动生理学等方面也对成绩的提高相当有帮助，咱们以后接着说。