顏士州

氣象萬千的自然界歷來就是人類技術(shù)思想的豐富源泉。模擬生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學(xué)，同樣和體育運(yùn)動(dòng)結(jié)下了不解之緣。今天，人們正從原始模仿生物動(dòng)作，進(jìn)入到模擬生物系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)的新階段，從而大大促進(jìn)了體育科學(xué)的迅猛發(fā)展。

運(yùn)動(dòng)技術(shù)的仿生

人類很早就羨慕青蛙的游水動(dòng)作，早在兩三千年前，人們便模仿創(chuàng)造出蛙泳。1875年，英國人維帕大衛(wèi)采用蛙泳橫渡英吉利海峽，從而使這種最古老的泳姿重新煥發(fā)活力。1936年以后，蝶泳又出現(xiàn)了，這是由于人們觀察到海豚游水時(shí)身體和尾巴不停地左右擺動(dòng)，造成水浪后涌，產(chǎn)生提高泳速的反作用力，從而受到啟發(fā)。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員游進(jìn)中，兩臂的動(dòng)作好比蝴蝶一樣飛舞，所以稱作蝶泳。從游泳技術(shù)發(fā)展中可以看出，人類模仿魚、蛙等動(dòng)物的活動(dòng)形態(tài)，以不斷改善游泳技術(shù)。至于體操競技中的魚躍滾翻、燕式平衡、單杠貓?zhí)歉鞣N動(dòng)物千姿百態(tài)的模仿。古代把摔跤稱為“角抵”，最初就是模仿野牛相抵動(dòng)作；猴拳更是吸取猴子敏捷靈活、機(jī)智好動(dòng)等特點(diǎn)，結(jié)合武術(shù)中的踢、打、摔、跳躍、翻騰等技巧而自創(chuàng)一體的拳術(shù)；鷹拳亦是如此。

訓(xùn)練方法的仿生

當(dāng)前，世界各國都在探索新的訓(xùn)練途徑。具有世界先進(jìn)水平的日本長跑界，曾經(jīng)仔細(xì)觀察鹿上下坡的動(dòng)作，認(rèn)為鹿上下坡需要很大力量。為了挖掘人類這一方面的潛力，日本早稻田大學(xué)田徑部最先提出“山坡訓(xùn)練法”。20世紀(jì)80年代初，具有世界先進(jìn)水平的南斯拉夫800米賽跑選手薩維奇，在訓(xùn)練中時(shí)常運(yùn)用拉500千克重的車上坡跑的手段，有效地提高了腿部力量的耐久力?？茖W(xué)家通過研究，發(fā)現(xiàn)袋鼠一類的動(dòng)物在提高其奔跑速度時(shí)，跨步頻率幾乎保持不變，以保證肌肉維持最佳收縮效率，減少能量消耗。據(jù)此，人們創(chuàng)造出“平均速度訓(xùn)練法”，現(xiàn)在已廣泛運(yùn)用在田徑和游泳的中長距離訓(xùn)練中。前蘇聯(lián)女子400米欄運(yùn)動(dòng)員塔吉雅娜·捷蓮采娃在年近三十歲時(shí)，由于運(yùn)用了“平均速度訓(xùn)練法”，于1977年和1978年連續(xù)兩次打破世界紀(jì)錄。

運(yùn)動(dòng)器械的仿生

體操運(yùn)動(dòng)器械中的木馬、鞍馬、山羊，現(xiàn)代潛水運(yùn)動(dòng)中廣泛采用的鴨掌、蛙鞋、魚尾形鞋掌……在它們身上，人們都不難看出它們所模仿的動(dòng)物原型。

蒼鷹在高空矯健地翱翔，它能根據(jù)不同飛行姿勢調(diào)節(jié)羽毛相對(duì)氣流的位置，從而提高升力與阻力之比。人們因此仿制出一種高級(jí)滑翔機(jī)，能在萬米高空飛行一千多千米，留空時(shí)間曾達(dá)五十多小時(shí)。荷蘭國家應(yīng)用科學(xué)研究中心認(rèn)為：用椰子殼做的摩托車運(yùn)動(dòng)員頭盔是最安全的頭盔，因?yàn)橐瑲の照鹗幍哪芰h(yuǎn)比任何其他材料強(qiáng)。人們因而努力研制一種盡可能與椰殼相似的纖維結(jié)構(gòu)塑料，來保護(hù)運(yùn)動(dòng)員的頭部。

體育建筑的仿生

龐大的現(xiàn)代體育館為了開拓觀眾的視野，改變了原有的建筑方法，盡量減少或不用支撐屋蓋的柱子、棟梁。這個(gè)難題的解決，科學(xué)家恰恰是從小小的雞蛋殼中得到的靈感，他們發(fā)現(xiàn)蛋殼具有驚人的強(qiáng)度，從而創(chuàng)制出一種新的混凝土構(gòu)件——“殼式”弧形屋頂。這種混凝土屋頂?shù)膹?qiáng)度簡直令人難以置信：厚度不過7厘米，竟能橫跨250英尺（約75米）的距離而不斷裂。加拿大建筑師則模仿橢圓海螺殼結(jié)構(gòu)，成功地建造了可以容納74000名觀眾的立體運(yùn)動(dòng)場。人們還根據(jù)動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)液體和氣體對(duì)細(xì)胞壁的壓力，即所謂“氣液靜壓力”的原理，建造了各種用尼龍等人造纖維外殼的充氣體育館、充氣游泳池等。南美洲亞馬遜河流域有一種“王蓮”，葉片直徑達(dá)2米多，浮在河面上可以托住一個(gè)小孩?；蛟S，不久的將來，人們又將模仿其葉脈設(shè)計(jì)、建造出美觀輕巧、牢固穩(wěn)定的新型體育館。