Kaiyun在高強度的興奮劑檢測和“人類做不到”的質(zhì)疑聲中，潘展樂繼男子100米自由泳決賽“飛魚大戰(zhàn)”中以46秒40打破由自己保持的世界紀(jì)錄奪冠后，又在男子4x100米混合泳接力決賽中，分段游出了45秒92的成績。

　　潘展樂創(chuàng)造的紀(jì)錄，不僅是心理與生理上對自我的極限挑戰(zhàn)，也是科技進步在體育領(lǐng)域應(yīng)用的一個縮影?，F(xiàn)代競技體育離不開科技的輔助，從運動裝備的減阻設(shè)計，到營養(yǎng)補給的精準(zhǔn)配比，再到運動數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，在這些加持下，一次次不可思議的零點幾秒提升，人類可以做到。

　　Youtube上一位博主分析了潘展樂的游泳，試圖盡可能理解潘展樂的成功：

　　首先注意他是怎么呼吸的，可以看到他的整個頭頂都在水面以上，而他的下半部分則完全在水下。慢動作下，當(dāng)他呼吸時，如果沿著頭的側(cè)面畫一條線，可以看到一條頭線和一條水線，這兩條線幾乎是平行的，因為他保持一只眼睛在水面上，另一只眼在水下。

　　從側(cè)面角度還可以觀察到他每次劃水的距離，劃水次數(shù)不多，但劃水距離都很遠，這讓他在整個100米的比賽過程中都能保持高效——前50米游了22秒多一點，但后50米仍游出了24秒。要保持這個速度必須要有非常好的劃水距離。

　　分析他的踢水，他的踢水簡直像臺踢水機器，像渦輪增壓、水上摩托，這讓他可以游得飛快。強力踢水使他手臂劃水、抓水和拉水更加有效。他的踢水力量大到幾乎聽不到聲音?，F(xiàn)在看來，潘展樂的秘密武器都是拜他的踢水所賜，踢水不夠強力使不出來這招。

　　對潘展樂的這一招，博主稱之為“強力踢水驅(qū)動的交替平板支撐”。強大的踢水讓他幾乎每次劃水都能保持懸浮狀態(tài)，手臂伸展時幾乎是暫停的，當(dāng)他手臂伸展時，踢水讓他懸浮在水面上，幾乎就像是交替平板支撐。由踢水所驅(qū)動的核心穩(wěn)定性，就像渦輪增壓，如果不能這么強力地踢水，他就無法保持手臂的長時間伸展。

　　跟旁邊泳道的選手相比，其他人都是很快就放下手臂進入抓水階段，而潘展樂有一個非常輕微的停頓。輕微的停頓使他可以在平板支撐中保持一條直線。

　　這位博主的分析很有價值，為我們理解潘展樂的成績，提供了一定的理性參照。其實，為了分析運動員的游泳狀態(tài)，現(xiàn)代科技已經(jīng)用到了技術(shù)高超的裝備和高深的數(shù)學(xué)知識，能發(fā)現(xiàn)許多視頻里看不到的信息。

　　潘展樂獨特的“秘密武器”，很可能是科學(xué)訓(xùn)練的結(jié)果。如今，在各類競技體育中，為了提高運動員比賽成績，科技手段的應(yīng)用越來越廣泛，游泳運動的競技已經(jīng)越來越變成一場科技競賽。

　　比如，AI技術(shù)被用于賽前訓(xùn)練，通過分析運動員的動作和表現(xiàn)，提供精準(zhǔn)的反饋和改進建議。中國國家籃球隊利用商湯科技的AI智慧籃球產(chǎn)品進行訓(xùn)練。在跳水比賽中，計算機視覺系統(tǒng)被用來全程追蹤運動員的位置，并生成3D圖像及入水速度等數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)直接用于比賽的判罰。

　　以不斷突破人類極限而引起爭議的游泳項目來看，科技手段的作用就更明顯。游泳運動員已經(jīng)用上了時髦的AI技術(shù)，用AI+VR，通過AI輔助姿態(tài)分析和VR模擬賽場環(huán)境來提高表現(xiàn)。

　　而最常見的辦法，是使用可穿戴設(shè)備來監(jiān)測心率和運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)。藏在運動員泳帽里的可穿戴設(shè)備，可以及時采集運動員每個強度下的心率和運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)，對運動員、教練員以及科研團隊更加直觀地了解運動能力提供針對性幫助。

　　中國游泳隊的背后就有一支科研團隊。從冬訓(xùn)到本屆奧運賽前，科研團隊已經(jīng)拍攝了幾千個視頻研究運動員的表現(xiàn)。除日常工作，駐隊人員晚上還要一對一給運動員講技術(shù)、改技術(shù)。國家游泳隊科研團隊發(fā)現(xiàn)，國家隊很多運動員真正落后并不是在游程上，而是在出發(fā)轉(zhuǎn)身，這些在教練員或運動員看來都是不起眼的細(xì)節(jié)問題。

　　可穿戴設(shè)備的普及，是科技水平進一步提高后，水到渠成的結(jié)果。國家游泳隊科研團隊負(fù)責(zé)人程燕就表示：“這幾年，可穿戴設(shè)備越來越小，也給運動員更舒適的穿戴體驗，通過設(shè)備采集可以精準(zhǔn)觀察50米、200米、1500米等各個階段的狀態(tài)，實時了解運動員的身體反應(yīng)，為我們及時反饋訓(xùn)練數(shù)據(jù)，有的放矢幫助運動員了解自身短板、調(diào)整狀態(tài)?！?/p>

　　助力游泳健兒奪金的，還有航天科技。對火箭或洲際導(dǎo)彈上的慣導(dǎo)系統(tǒng)，中國科學(xué)家加以了“緊湊”改良，來測量運動員在訓(xùn)練時的各種運動信息，幫助教練團隊優(yōu)化技術(shù)動作、減小阻力，提高運動成績。

　　一個體育界之外你意想不到的單位，中國航天科技集團，利用其在慣性測量與導(dǎo)航等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，為中國游泳運動員研發(fā)了智能測量與數(shù)字訓(xùn)練系統(tǒng)。

　　當(dāng)導(dǎo)航衛(wèi)星的信號不可用時，洲際彈道導(dǎo)彈要擊中目標(biāo)，就要依賴“慣性制導(dǎo)系統(tǒng)”，里面用到復(fù)雜的陀螺儀來跟蹤導(dǎo)彈的運動狀態(tài)、確定方位和導(dǎo)彈所處的位置，非常笨重?？茖W(xué)家將高精度陀螺儀的重量減輕到十幾克，變成運動員能直接穿戴的姿態(tài)測量裝置，可以舒適地配戴在肩膀和其他關(guān)節(jié)區(qū)域。

　　中國航天科技集團為游泳訓(xùn)練帶來的另一項技術(shù)是風(fēng)洞。風(fēng)洞被用于模擬游泳過程中所受的流場，測試不同技術(shù)動作姿態(tài)和阻力，為運動員提供科學(xué)的參考。戴上姿態(tài)測量裝置后，游泳運動員被放置在風(fēng)洞中，他們在逆風(fēng)中“模擬游泳”時，科學(xué)家進行數(shù)據(jù)跟蹤并計算。風(fēng)洞試驗通常用于研發(fā)飛機或?qū)?，但卻被中國航天科技集團用于訓(xùn)練游泳和賽艇運動員。東京奧運會上勇奪金牌的中國賽艇隊，也在訓(xùn)練中使用了風(fēng)洞。

　　訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)備當(dāng)然重要，但其作用也僅是更好的數(shù)據(jù)采集。最難的地方在于，如何通過數(shù)據(jù)分析出這樣的結(jié)論并提示運動員，這些結(jié)論又是否有效，比如：這是你向右呼吸的地方，但你抬頭抬得有點太多了。

　　美國人提高游泳運動員的成績，也大量使用傳感器，而在數(shù)據(jù)分析上，數(shù)學(xué)家都參與了進來。從數(shù)學(xué)上看，當(dāng)運動員劃水時，他們產(chǎn)生的力指向游泳的不同方向。使用線性代數(shù)，可以計算每個方向的百分比。由于運動員的身體一直在運動，如何確定力實際上是朝著游泳的方向去的，就是最大的挑戰(zhàn)。

　　數(shù)學(xué)的用武之地在于，加速度計非常敏感，數(shù)據(jù)嘈雜，如何平滑數(shù)據(jù)以抑制噪聲，需要深入的數(shù)學(xué)理論。找出平滑嘈雜數(shù)據(jù)的正確方法，所需要的復(fù)雜數(shù)學(xué)，這正是美國科學(xué)團隊的保密技術(shù)。

　　美國數(shù)學(xué)家肯·奧諾的目標(biāo)是幫助分析和提高一些美國最佳游泳運動員的表現(xiàn)，其基礎(chǔ)也是測量加速度、減速度和阻力。據(jù)他介紹，在最初的摸索階段，條件簡陋，他們的做法也顯得業(yè)余。他用保鮮膜和為追蹤鯊魚設(shè)計的加速度計，從海洋技術(shù)公司購買設(shè)備。借助保鮮膜，他把傳感器緊緊地包裹在運動員的腰上。有些游泳運動員太強壯了，保鮮膜無法固定，他就用妻子做的特殊皮帶，上面有一個小口袋用來放傳感器。一些傳感器對光非常敏感。所以不得不制作一些小塑料UV罩來保護它們。

　　通過高清視頻、加速度計和力槳，他記錄下運動員的游泳數(shù)據(jù)。他測試運動員在不同節(jié)奏下踢腿時如何游泳，測試他們的靈活性，在完成特定任務(wù)后他們有多累，以更好了解他們的能力。游泳測試期間，他會測量運動員的腿、臀部擺動和手在三維空間中產(chǎn)生的力。

　　高清視頻通常每秒只能捕捉24個截圖，但每個傳感器每秒能提供512個力向量，揭示視頻看不到的東西。比如，運動員可能在離泳池端壁三劃的地方改變踢腿的執(zhí)行方式，導(dǎo)致他們浪費時間，但用眼睛是看不到這一點的。

　　測試能尋找到運動員無緣無故減速的地方。比如，一些運動員在到達端壁執(zhí)行轉(zhuǎn)身動作的過程中很掙扎，又比如一些運動員可能需要糾正他們的頭部位置，因為在水下滑行時他們實際上并不游泳。在奧運會和世錦賽中，比賽可能取決于百分之一秒，這些事都很重要。

　　科技和數(shù)學(xué)不會撒謊，也不會讓運動員自欺欺人。根據(jù)大量的測量結(jié)果，在四種泳姿——自由泳、蛙泳、蝶泳和仰泳中，沒有任何人的效率超過60%，這聽起來似乎不可思議。測量美國奧運選手佩奇·馬登劃水和恢復(fù)時手的路徑后，計算發(fā)現(xiàn)，她游泳的第一圈中，右手產(chǎn)生的力有59.1%是在推動她向她想去的方向前進，但到了第八圈，只有42.1%的力量在推動她前進。她不僅更累了，而且她的動作執(zhí)行已經(jīng)開始瓦解。

　　通過線性代數(shù)的知識和洞見，肯·奧諾團隊給了佩奇·馬登一些如何以不同方式游泳的提示，第二天，在第八圈，她達到了接近50%。一個月后，她游出了個人最好成績。佩奇·馬登獲得了2024年巴黎奧運會女子4X200米自由泳接力亞軍、女子800米自由泳季軍。

　　基于這些捕捉到的運動數(shù)據(jù)，美國的科學(xué)團隊會構(gòu)建運動員的“數(shù)字孿生”，可以理解為復(fù)雜系統(tǒng)和過程的數(shù)學(xué)模型，可以在計算機中模擬運動員在不同條件下的比賽。肯·奧諾團隊收集了100多名美國頂級運動員的數(shù)千次游泳數(shù)據(jù)。他們可以把數(shù)字孿生的比賽數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進行比較，進行調(diào)整，并組裝出運動員應(yīng)該使用的最佳公式，比如，從跳水開始時踢多少次腿，進入轉(zhuǎn)身時手的位置在哪里，呼吸多少次，又以什么模式。這是為每個運動員量身定制的。

　　數(shù)字孿生之間的模擬比賽，還會樹立運動員的信心，數(shù)字競爭對手一開始會領(lǐng)先，但后期會放慢速度，運動員會趕上。這會給受訓(xùn)的美國運動員一種額外的自信，好像他們不會輸，在他們心中認(rèn)為，如果我按照那個公式游泳，我就贏了比賽，會一直贏。

　　不過，據(jù)潘展樂說，雖然他距離真正標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)還差很多，沒想到老外“比我還差”，“他們那種死肌肉沒用”。

　　體育競賽的核心原則之一是公平競爭。興奮劑的使用打破了運動員之間的自然平衡，并可能對運動員的健康造成嚴(yán)重?fù)p害。

　　物理手段（如運動器材、訓(xùn)練設(shè)備、運動服裝等）在一定程度上被允許，是因為它們可以被視為運動員訓(xùn)練和比賽的輔助工具，不僅相對容易監(jiān)管和控制，也沒有像興奮劑那樣，直接作用于人體生理機能，而是需要運動員的技能和體能來實現(xiàn)性能提升，符合運動員通過訓(xùn)練和天賦來提升表現(xiàn)的體育精神。

　　興奮劑問題一直是游泳項目的爭議點，如果說，公眾的注意力被化學(xué)手段這類科技的“黑暗力量”吸引，更多關(guān)注了與之有關(guān)的種族歧視、大國博弈、話語爭奪等焦點，那么數(shù)學(xué)、物理手段等科技的“光明力量”，可能處于一個被忽視的戰(zhàn)場。

　　隨著算力的發(fā)展、人工智能技術(shù)的進步，科學(xué)方法一定會繼續(xù)刷新人類速度極限，奧運會也必然成為大國科技競爭的舞臺。