1. 日本撑杆跳高称雄一时的深刻含意
在今天，人们已经清楚地知道，无论什么样的体宵竞技比赛，单凭材料的改进来让世界第一流选手创造世界纪录是极为艰难的。任何体育纪录的刷新，只有在运动员个人才干、训练方法和完善的体育器材、设施（包含着材料）融为一体时才有可能出现。
体育竞赛有许多项目，其中最能反映新材料开发对仓we新纪录的巨大作用的要数撑杆跳高。纵看二次世界大战前后的撑杆跳高发展史，运动员用的杆子历经了由竹杆到金属杆、玻璃纤维杆的沧桑之变，相应地撑杆跳高纪录也有了惊人的提高。
在撑杆跳高史上，日本的成绩曾辉煌一时。1932年，在洛杉矶奥运会上，日本选手西田修平过关斩将，奇迹般地越过了4.30米的高度。虽然他仅以1厘米的优势险胜美国的米勒而获得亚军，但这一成绩却令同行刮目相看。紧接着在柏林奥运会上，日本人雄风未减，最后囊括撑杆跳高银牌和铜牌。
那个时候，能使日本撑杆跳高称雄一时的重要原因，正是由于日本有着丰富的竹资源。战前的撑杆跳高，运动员采用的是竹杆。日本和台湾（处于日军的占领下）都是有名的竹乡，世界优秀撑杆跳高选手无一例外地使用着日本加工出来的竹杆。日本京都和四国一带均盛产质量上乘的竹子。竹杆的加工，一般都要经5年左右的时间阴干，以使竹油能得到充分地排尽。虽然竹子的砍伐是在阳光下进行的，但毫不影响竹芯的强度和韧性。像这样得天独厚的条件，无疑会引来日本撑杆跳高的黄金时代。
2. 金属杆在战争的苦难中降生
1942年，美国的瓦马塔姆以一种新型材料的杆子创造了4.77米的撑杆跳高最好成绩，从此之后，竹杆便在世界纪录中失去了它昔日的光彩。
这一事实的出现，乃是由于二次世界大战的爆发面迫使撑杆材料的转换。很清楚，战火的弥漫使竹源中断，欧美各国也为此而大伤脑筋，所以只有开发轻质合金的金属杆才能应付时局的变化，就这样，撑杆跳高开始了金属杆时代。
另一方面，日本也因战争的爆发而使撑杆跳高遭到重创。由于战事的繁忙，竹杆的加工不得不以工减料来对付。竹子一经砍伐，就在太阳下晒干了事，这自然会造成日本撑杆跳高日益衰落。因此，可以说金属杆完全是人类被卷入战火后不得已才采用的。正如曾统率日本撑杆跳高界10年（1950年 ~ 1960年）的安田矩明所道破的，这并非是由于金属杆生来就优于竹杆。
当然，就金属杆本身材料均匀且不易弯曲这些特点来看，确实胜过竹杆。然而正是抗弯性能好的杆子在插入插穴时会产生很大的冲击力，这就要求运动员必须使上肢练就出发达的肌肉。后来，新的撑杆跳高世界纪录确实出现了，但最高也只达到了4.83米（英国的德比斯创造）。由于战争的影响，撑杆跳高的成绩在整个金属杆时代的忉年中只提高了6厘米。
3. 玻璃纤维杆刮起了世界旋风
真正使撑杆跳高纪录腾飞起来的，还是玻璃纤维杆。早在1948年，美国杰克斯就曾想到过撑杆的工业生产，以使其具备竹子的性能。虽说玻璃纤维杆的弯曲性能在出世时并不太理想，但它的风姿却出人意料地迅速席卷了全球。1956年，在墨尔本奥运会上，钢闷杆还居于统治地位。可是希腊选手鲁巴尼斯拿出了玻璃纤维杆，赢得了撑杆跳高铜牌。尽管如此，还是未引起人们的重视。因此在以后的各种大型运动会上，玻璃纤维杆只能小露尊容。-
日本领略玻璃纤维杆的英姿，还是1958年在日本小田原举行日美田径对抗赛时。赛时，日本的安田矩明用钢杆经三次试跳横越了4.36 m的高度，而美国的查尔斯仅在第二次试跳中就轻松地越过了这一高度，最后安田还是败给了查尔斯。当时，查尔斯用的是玻璃纤维杆，并且还递给安田，安田试了试，只因杆太粗，握起来不顺手而未使用。后来，安田参加了I960年的罗马大赛，日本才决定引进玻璃纤维杆。
正值撑杆跳高向新的纪录冲刺时，出现了一种舆论：人的体力已到极限，只能跳过4.87米。恰好在此时，美国的尤尔塞斯却用玻璃纤维杆飞越了4.89米的高度，“极限说”被打破。打这以后，撑杆跳高的成绩像雪崩一样从各方面突飞猛进（图1）。仅1962年的一年内，世界纪录就改写了三次，连续提高了11厘米。第二年，世界纪录又刷新四次，共提高26厘米。1964年，在东京奥运会上，选手们用玻璃纤维杆又展开了一场鏖战。一时间，像所谓“用玻璃纤维杆跳高不是体育运动，应取消玻璃纤维杆”之类的说法此起彼伏。然而这些论调未能阻止撑杆跳高运动的发展。如今，撑杆跳高的世界最好成绩已经突破6米大关。日本的撑杆跳高全国纪录，现在一直在5.55米的高度上徘徊，若要赶超世界纪录，还得在运动技术上努力提高握杆点的位置。
4. 标枪投掷——在新材料的发展中起落
体育纪录的创造与材料的发展密切相关。体育创纪录比赛，也就是器材技术改进的比赛。为了创造新纪录而费尽心机地对器材进行改革性的研究，其中最说明问题的莫过于标枪投掷这一项目。
标枪的材料，一直是采用木材，后来有美国的赫尔德兄弟标新立异，将木材改成铝材。哥哥博布是标枪运动员，与弟弟荻克合作，共同制作了铝材标枪。为了探索并减小标枪的空气阻力，两人还专门学习了空气动力学。1952年，世界第一根铝制标枪就这样在他们手中问世。后来他们又发现标枪的升力不够，于是又对标枪头部太粗等等缺陷加以改进。自东京奥运会后，金属标枪完全取代了木制标枪。与此同时，瑞典研究的钢制标枪也应运而生。
金属标枪出现后，标枪的投掷纪录连连刷新。然而正是纪录的不断刷新，使得一个令人困惑的问题出现了。1984年，在洛杉矶奥运会上，东德选手乌贝霍恩投出105 m的世界最好纪录，这一高水平的纪录，引起了田径界的不安。大家知道，运动场的跑道通常是400 m，它限制了标枪投掷的视界。可是标枪飞出100 m之后，就有可能超越视界，这自会引起人们的忧虑。鉴于这一情况，国际田联于去年便作出了标枪重心最大距离向前移4 cm的规定。从这以后，标枪的世界纪录下降了约20 m。因此，今后要创造好的世界纪录，只有在标枪的加工和投掷技术寻求出路。
5. 在风洞实验的推波助澜下进步的跳台滑雪
近代的体育项目，无论在训练方法的改进上，还是在器材的开发上，都明显地反映着自身的科学性，像跳台滑雪就是其中最典范不过的例子。
80米跳台滑雪，从起滑到着陆大约要3秒钟。在这短暂的时间里，要想获得较远的飞跃距离，就得设法使运动员的升力增大，阻力降低。在理论上讲，升阻比越大，跳雪者留空时间就会越长。而从运动员体型来看，身材越长且体重越轻，则越有利于运动员飞行。换言之，只要运动员身体投影面积越大，则越能产生较多的升力，也就越能获得较远的飞行距离。如果体重轻，还能使运动员获得更长的留空时间。
除此之外，跳雪者的姿势也不容忽视。在跳台滑雪的早期，身体前倾很少，而且手臂还反复往后摆动。有人认为，手臂往后摆动，会有助于身体朝前突，至少可获得1米的飞跃距离。
按照空气动力学的原理，将以上飞行姿势用风洞进行实验、分析，那么过去的那种不科学的看法便不攻自破。
最早进行这一风洞实验的，是瑞士的工程师斯德洛曼。日本的谷一郎（1967年）也做了同样的实验，得出的结论是：手臂来回摆动会增大空气阻力。
以上风洞实验的结论，在1972年的札幌冬奥会上得到了证实，而且得出了最理想的飞行姿势：手臂紧贴身体而伸向后方，使整个身子保持斗笠底形状。
6. 大飞鼠式跳雪服装粉墨登场
就文章的本意而言，并不打算对风洞实验推动飞行姿势改变进行高谈阔论。有意义的是，风洞实验的结果在无形中导致了运动员服装的变革。在札幌奥运会上，一种红色方圆套领、前身为藏青色的紧身连裤服，十分出色地震示了斗笠底一样的飞行姿势。这种服装，完全避免了衣服在空中的飘荡，从而大大地减小了空气的阻力。
1974年，双向伸缩的聚胺基甲酸脂材料问世，很快这种材料就用在了上面的那种连裤服上，使得空气阻力变得更小。据说现在已有人在开发一种“理想的运动服”，至于衣服款式，还鲜为人知。
上面已经指出，身体的投影面积越大，产生的升力也就越大，飞行距离也就越远。根据这一原理，“大飞鼠式”服装、“充气式”服装涌现了。所谓“大飞鼠式”，也就是袖子和衣服之间不用布料，运动员飞行时如同插上双翼。“充气式”服装，则是将后背做的很宽松，当空气从胸部的网眼中流入时，后背便膨胀起来，如同背了气球似的。
以上两种服装，哪一种会更受运动员青睐呢？“充气式”的有所谓“比过去多飞出10米”的说法，但稳定性很差，最后短了命。不过从理论计算的结果看，穿着这种服装很有潜力飞出更远的距离。难怪还有人对这种服装的夭折引以为憾。
大约在1980年左右，服装材料由单层变成了三层结构。另一方面，衣服表面的平滑性从1985年以来又得到不断地提高，因而又进一步降低了空气阻力。然而面料过分光滑，由此引起的人体滚转又成了一个亟待解决的问题。
材料的发展，总是从各方面来促进体育纪录的创造。借助风洞实验完成的滑台改进，进一步提高了运动员的下滑速度，因而在萨拉热窝冬奥会上90米跳雪会有116米的飞行距离。
7. 改进后的滑雪板的滑行面
滑雪的滑降性能提高，也和运动员的服装有关，但更重琴的还在于滑雪板的改进。
要说滑雪板的改进，1960年美国斯阔谷冬奥会是一根本的转折点。此届奥运会前，由胡桃木制成的层板一直是滑雪板的主要原材料。后来，出现了一种表面贴金属层的所谓“人工材料”滑雪板，但最初由于滑行时振动大、性能差而一度受到滑降选手的冷落。直至法国运动员比阿鲁勒在斯阔谷用这种“人工材料”滑雪板夺得优胜后，情况才有所好转。
对滑雪板滑行面的研究，其着眼点主要在降低滑行面和雪面的摩擦阻力上。滑雪板在雪面上滑行，依靠的是雪水，但雪水融化过多，则粘性会增加，于是摩擦阻力变大，滑行困难。
由此看来，不易沾水的材料，其滑行性能就好。人们很早也想到了将石蜡涂在木制滑雪板上以改善其滑行性能。而现在考虑的是如何研制出一种表面性能如同涂有石蜡一样的材料。10年前出现的超高分子聚乙烯正好是具备这种特性的材料，它的防水性很好，纵令石蜡材质是最优良的，也要相形见绌。
目前，为了防止滑行静电效应引起滑雪板吸上杂质，又推出一种具有导电性能的滑雪板，也就是使超高分子聚乙烯材料具有导电性。以后，人们又在这种材料中添加了玻璃和石墨，进而改进了滑雪板在雪面上的追随性和操纵性。
8. 一度惊扰了田径界的全天候跑道
如今提到全天候跑道——塑胶跑道，人们已不感到陌生。但是它在墨西哥奥运会上初露头角时，却因其性能不详而一度让田径界焦虑。钉鞋在土跑道上的最佳摩擦力，通常是通过调整鞋钉长度获得。但在塑胶跑道上，多长的鞋钉为宜，在当时就连国际田联也不知道。在田径运动中，运动员刚起跑时较容易滑倒，因此要求鞋和地面的摩擦系数不得低于1.7。当运动员全速奔跑时，摩擦系数须控制在0.8左右。但鞋底和地面的摩擦系数一般只有0.4 ~ 0.6，因此需要鞋钉来增大摩擦系数。
日本的小林一敏曾仔细研究过鞋钉和塑胶跑道间的摩擦系数，但由于塑胶跑道在钉鞋踏上时，其表面会凹下，于是小林改变了思路，转而致力于无钉鞋底在跑道上的摩擦力的研究。为了深入进行探讨，小林把灯芯绒、维尼龙及三合土弄进了实验室，几乎将所有的东西都粘在鞋底上试验过。最后，他决定推翻常规跑鞋的制作惯例。
9. 夭折在奥运会揭幕前的带发条跑鞋
1968年，各种秘密体育器材随新式跑道相继在墨西哥奥运会上露面。日本小林一敏带到这届运动会上的是一双带发条跑鞋，这种鞋的鞋底呈波状，装有扭成“S”字型的钟表发条。这双鞋的粘接剂还未干，就由沢木啓祐（是5000米跑的属望人物）带入了大会。谁知开赛前，国际田联突然宣布，禁止使用任何特殊结构的跑鞋，小林的苦心制作未显身手就这样化为泡影。尽管如此，小林至今还骄矜地认为“日本的运动鞋是出类拔萃的。”
在慕尼黑大会前夕，小林又对跑鞋作认真的研究，他将鞋钉前端制成圆柱形，在投入实际应用时，日本队固执地认为鞋钉会扎入跑道而拒不采用。但是到了慕尼黑一见美国队的跑鞋后，不免为之一震，美国队跑鞋上的鞋钉就是圆柱形的。
虽说日本队最后还是采用了小林一敏开发的这种跑鞋，然而始终未搞清楚这种鞋对提高成绩的好处在那儿。要说这种跑鞋的特殊功能，有可能就在于它能将不同选手的用力吸收到一定的适度。
10. 箭的命中率在弓弦材料的更新中提高
提高射箭的成绩，关键是提高弓和弓弦的比弹性率。弓的恢复力越大，箭飞行的距离就越远，其命中率也就越高。日本为了发展弓力很强的弓，很早就开始利用环氧树脂将玻璃纤维制作成FBP材料，同时促使弓箭材料国产化，尽管射箭运动并非本国的强项，在弓箭材料的开发中，最引人注目的还是弓弦材料的开发，因为它在很大程度上决定着射箭的命中率。
新的弓弦材料的出现，使得中断了50年之久的射箭运动又在奥运会上恢复了生机。1972年，在慕尼黑大赛中，美风队获得相当好的成绩，用的就是涤纶加聚脂的新型弓弦材料——凯布勒弓弦材料。这种在大会临将揭幕前才露面的弓弦材料，质轻且比弹性率高，用在弓上后可使箭的速度增大5%。有人计算过，有了这样的速度提高率后，若用45磅弓力的弓射箭，实际上可使箭的速度增加3米/秒，相当于弓的弓力提高了5 ~ 8磅，但另一方面，弦的比弹性率提高后，弦的弹力恢复快，引起箭的蛇形轨迹也就越明显，相应地对射手来说，滑槽技术的掌握也就越困难。所以，到后来美国人还是放弃了凯布勒弦的使用，不过这已是这种弦使用过三年之后的事了。
的确，弓弦从涤纶弦变到凯布勒弦后，箭的命中率是提高了很多，但也只有在箭的飞行轨迹越接近直线时才有可能。在通常情况下，采用涤纶弦可得分1200环（最高可达1440环），而采用凯布勒弦可得分1250环。1985年，一种新的超高分子聚乙烯弓弦材料出现了，它无疑会使射箭的命中率大为提高（图2）。
11. 难以捉摸的游泳衣在创纪录中的功绩
日本的木原美知子说过，裸泳可创造最好的世界纪录。这一说法固然是她的经验之谈，但实际上是否果真如此呢？
对游泳衣的性能进行定量的研究，历来都很少。要说这方面的研究，只有荷兰人对穿游泳衣和不穿游泳衣时做过的一项阻力对比实验。实验表明，不穿游泳衣要比穿游泳衣时的阻力（平均阻力）大9%（图3）。由此可见，运动员穿游泳衣会更有利于速度的提高。
其实，道理也很简单，穿游泳衣可遮住身体凹凸使之更趋于流线型，甚至水阻力引起的身体变形也可得到一定程度的减少。像100米自由泳，其速度高达2.5米/秒，因此切不可轻视水中阻力的减少。
正因为如此，目前对游泳衣面料及裁剪方法的研究，算重放在了以下三个方面：①抵消身体凹凸；②使水流沿身体表面流动；③防止水进入游泳衣内或者尽量使水从游泳衣内排出。
日本前泳坛高手前畑秀子穿的游泳衣曾是用丝绸做的。从1950年起，尼龙游泳衣开始风靡齿界。尼龙游泳衣可随身体自由伸缩，尤其是在经线方向更易伸长，因此在胸褡处衬入橡胶层。然而这一现状仅维持到1968年的墨西哥奥运会。到1972年慕尼黑奥运会时，一种毛线游泳衣出现了，但这游泳衣的伸缩性实在是太差，这预示着新型材料的游泳衣不久将出台。
1976年，在蒙特利尔奥运会上，游泳衣再展新容。美国杜邦公司1974年生产的一种双向伸缩的聚氨基甲酸脂纤维，促成日本推出了一种不用胶层也不再像裙形的游泳衣。在这种游泳的反面，用的就是双向伸缩的聚氨基甲酸脂纤维，它能防止衣服伸长时或者从7处衣缝流入过多的水。时至今日，人们还没有停止对面料伸缩性以及游泳衣阻力的探讨、研究。至于说游泳衣一经改进后，究竟能降低多少阻力，或者换言之，如何使游泳衣的力减少，迄今还不清楚而且也无高招。
前面提到的前畑秀子所穿过的那种老式丝绸游泳
衣，在外观上与现在的游泳衣差别不太大。但是由于丝绸的网眼粗糙，漏水很不通畅，这就使人体会到了开发一种新型游泳衣是势在必行的事。应该说，人的实际感受最终还是会和科学分析的结果相一致的，而不可能是大相径庭。
总的说来，在体育科学的领域内，有许多方面还有待使之向更深的方向发展。日本体育科学委员会的松井秀次（国际武道大学教授）指出，对体育纪录提高的研究工作应着重放在：①人才的开发；②与人体成长合一的一贯训练制度；③器材、设施以及含有教练在内的体育训练场所的齐备、完善。总之，对体育应灌注科学精神，这就是当前应从头切实做起的现实。
［最新技术情报志（日）1987年7月］