里约奥运会已经接近尾声，虽然一路磕磕绊绊，出现了诸如“蓝池”变“碧池”等小插曲。不过，从成绩上看，本届奥运会还是交出了一份令人满意的答卷：总共包括5大项，20小项在内，共有22项世界纪录被打破。
那么我们今天就来扒一扒，除了运动员自身努力外，还有哪些因素导致了这么多项的世界纪录被打破？
一、薄如纸的游泳纪录
本届奥运会被打破最多的就是游泳纪录，共有6项游泳纪录被打破。不可否认，本届奥运会游泳高手云集，来自美国的莱德茨基、瑞典的萨拉·舍斯特伦，以及英国的皮缇·亚当等，都纷纷碾压过去的世界纪录。
但是，相比于其他竞赛项目动辄几十年都难打破的纪录，游泳纪录的脆弱其实也跟科技的发展密切相关。
1. LED运动传感器
在游泳项目中，运动员必须冲破“压差阻力”、“波浪阻力”和“摩擦阻力”，三大阻力与速度、姿势都有非常大的关系。所以，如何获得最大的动力同时减小阻力，是每个运动员训练的目标。以前，只能靠教练根据经验来纠正运动员的泳姿和划水、打水等技术动作。现如今，很多美国运动员都在训练时，在身上捆绑LED传感器，利用高速摄影机拍摄整个游泳过程，并且记录下LED的运动轨迹。最后，将视频导入分析软件，利用相关算法转化为可视化图形，纠正泳姿和动作细节。这些LED传感器能够捕获运动员的每一个动作，细致到脚趾的角度，为提高运动成绩起到了重要作用。
2. 泳衣
提到泳衣的作用，大家都会想起鼎鼎大名的“鲨鱼皮”泳衣，2000年澳大利亚选手伊恩·索普穿黑色连体紧身泳装，一举夺得3枚金牌，使得鲨鱼皮泳衣名声大振。
一般情况下，人们会认为物体表面越光滑，阻力就越小。但是，科学家根据仿生学对于鲨鱼皮肤表面进行了研究，发现其表面呈鳞片和类似圆谷状的非光滑盾鳞结构，盾鳞沟槽方向与游动方向平行。正是这些沟槽结构，使得水分子在通过表面时，产生无数微型的涡流，使得产生阻力的“边界层分离点”推后，减小了阻力。人们根据这种原理，在泳衣上设计了百万个细小的棘齿结构，使游泳时能够降低3%的阻力。
后来，在2010年国际泳联规定了，比赛中禁止使用高科技泳衣，而且泳衣不得覆盖四肢等规定，才使得我们今天能够看见各种小鲜肉。否则，大家都裹得严严实实的，多没意思啊。
不过，我们现在依然可以通过对泳帽、泳镜、泳衣三者进行标记研究，寻找三者协同作用的最佳设计方案。据称，孙杨身上穿的“快皮3”泳装系统，能够减少16.6%的阻力和11%的氧气消耗。
3. 泳池
这个可能是大家都没有想到的，千万不要以为奥运泳池就是地上挖个坑再灌点水那么简单呦！
国际泳联自2008年北京奥运会开始，就开始推广3米深的标准泳池，相比于原来的2米水深，现在的泳池可以提供更好的浮力环境并且大大减小泳池底部的“粘性”摩擦力带来的阻力效应。
另外，为了防止水波激起过大的水花，泳池中安排了顺畅的排水系统，生成的涟漪可以迅速消散，让运动员更加行云流水；同时，为了防止产生的水波干扰别的队员，分道线都是利用塑料小叶轮串接而成，这样水波在向邻道传递时，会驱动这些叶轮旋转，吸收大部分能量。
泳池还有1.5万个小孔负责调节通风系统，保证水温严格控制在25至28摄氏度之间。其实，水温每升高5摄氏度，水的粘性将降低10%。所以，想提高自己游泳成绩的朋友，不妨找个水温高一些的泳池试试。
最后，为了防止运动员忘记自己到底游了多少圈，泳池边还设置了数字记圈器。数字记圈器的一端被安置在每个泳道的底部靠近转身出，当运动员触壁后记圈器就会自动更新他们所游的圈数。
当然，我们也看到有俄罗斯媒体爆料，里约奥运会的泳池整体短了3厘米，所以才诞生了这么多的世界纪录。对于这一点，奥组委应该是利用激光测距仪认定过，最终的答案我们只能等官方说法。
二、超酷的自行车比赛
8月12日，在2016年里约奥运会场地自行车女子团体竞速赛预赛中，中国选手宫金杰携手钟天使以32秒305打破了自己和郭爽在伦敦奥运会上创造的奥运纪录。接着在首轮比赛中，两位姑娘又以31秒928打破她们在2015年世锦赛上创造的世界纪录。最终在决赛中以32秒107的成绩轻松夺冠。
同一天，在2016年里约奥运会场地自行车男子团体追逐赛决赛中，英国队以3分50秒265的成绩获得冠军，并打破世界纪录。
中国姑娘炫酷的运动头盔吸引了在场观众，而真正帮助他们打破纪录的，是她们脚下“快到起飞”的高科技自行车。这种自行车只有一个齿轮，无闸，科技含量颇高，是国家体育总局专门开发研制的。而英国队获胜的法宝，同样是让他们引以为傲的Cervelo T5GB场地赛车。据说T5GB的研发，应用了F1方程式赛车的技术，经历了数百个小时的风洞分析、压力测试和计算机模拟，最终在F1赛场上测试，造就了Cervelo迄今为止最强的场地战车。
Cervelo T5GB场地赛车
风洞实验
而在训练中，有些国家甚至已经开始启用增强现实智能运动眼镜，就是传说中的AR眼镜。在运动员训练时，自行车内的感应器会自动采集时速、脚蹬转速、单圈耗时等指标性数据，然后显示在运动员佩戴的眼镜上。根据这些实时数据反馈，运动员可以随时对自己的状态进行调整。虽然这种眼镜在比赛中被禁止使用，但这并不妨碍运动员在训练中广泛使用这种眼镜，从而让身体形成记忆，以应对比赛中的各种状况。
当然，在自行车赛场上，除了讲究高科技的装备，配合也极其重要。我们看到，高水平的自行车选手从来都是不即不离，衔尾相随的。这与大雁在天空飞行的队形非常类似，都是运用了空气动力学原理。尾随选手待在领骑者背后的涡流里，空气阻力会明显减小，这个大家可以理解。而有趣的是，后面选手因为削弱了涡流效应，也能够使前面的运动员受益，减小所承受的压差阻力，实现共赢。这就是为什么两位选手成双要比单独的孤骑速度更快。
双人骑行的空气阻力分布情况
三、传统项目的新突破
本届奥运会上，中国队破纪录最多的当属举重项目，中国选手龙清泉、吕小军、邓薇分别打破了所在组别的世界纪录。
而传统项目上比较难打破的田径方面，也频频刷出新的世界纪录。
埃塞俄比亚选手阿亚娜打破了由中国选手王军霞保持了23年的女子10000米世界纪录， 南非选手范尼凯克以43秒03的成绩打破男子400米世界纪录，还有链球等田赛项目的纪录等。
那么，我们不禁要问，对于这些传统项目，还有高科技辅助吗？
答案是肯定的！
美国光环神经科学公司发布了一款类似于耳机的“光环运动”装置。据称，它能够利用电流刺激大脑，活跃机体功能，使运动员的力量最高提升12%。一些国家的运动员已经开始利用这种设备辅助训练了。
Whoop Strap 2.0手环则是一款专为运动员设计的智能手环，主要用来在训练中检测皮肤导电性和心率，分析运动员身体在运动时所受压力是否过量，并提供纠错意见，对于激发运动员潜能，减少训练伤病起到重要作用。很多国家的运动员都在使用类似的专业手环。
而对于田径运动员的服装材料，各大公司也是各显其能，通过改造及简化构造使重量降到最轻。比如中国田径队选用耐克公司的AeroBlades技术，其服装和臂带、护腿等辅具都经过数百小时的风洞测试，可以引导运动员周围的空气流动，降低风阻。
阿迪达斯设计的EnergyBoost跑鞋，由发泡热塑性聚氨酯(E-TPU)构成，具有很强的弹性和减震特性。跑动时，其内部含微型密闭气泡的椭圆形微球的体积将增大10倍，产生的高回弹效应可反馈大量能量，为跑步者提供更好地前进动力。
当然，无论多么高端的科技，想要破纪录还是要靠运动员自己的努力和坚持，两者结合才能够发挥出最大的作用。世上只有一个人敢于完全不理会这些辅助设备，而地球上可能还没有人知道他的极限在哪里。
出品：科普中国
制作：中国科学院力学研究所老三
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