从1896年第一届现代奥运会到现在，奥林匹克的竞技本质始终未变。全世界最优秀的运动员齐聚赛场，竞逐更快、更高、更强。不过科技发展对体育运动的影响是巨大的，它使很多项目变得更现代、科学、精确，也为选手们突破极限提供了巨大助力。

剑与电

2020年东京奥运会期间，花剑运动员在铜牌争夺战中展开角逐

击剑是一门相当古老的运动，起源于决斗和自卫所用的剑术。从18世纪中叶开始，它开始从军事训练演变为体育运动。

剑客的较量电光石火，剑锋的落位常常毫厘千里。有时候对战双方几乎同时刺到目标。因此用肉眼判断剑客击中与否很困难很容易出错。

资深的击剑摄影师、国际击剑联合会通讯主管塞尔吉·蒂马切夫（Serge Timacheff）说道：“我们一直说，在奥林匹克运动中，唯一比击剑更快的东西就是子弹。”

好在，击剑运动一直有科技支持。早在19世纪，人们就开始尝试用电气装置帮助判断击中与否；1896年的伦敦奥运会首次在击剑项目中使用电子计分系统。

现代击剑分为三个剑种：花剑（foil）、重剑（épée）和佩剑（saber）。现在我们看到的击剑运动员挥舞的每种剑都是带电的。

电气重剑首次出现于1936年奥运会。重剑剑尖击中对手从头到脚任何部位都算触击，因此得分相对简单。剑尖有个活塞。当它以足够力度触碰对手时，就会压下去，从而闭合电路、记录下1分——分数立即传送到计分系统。

花剑则不同了，只有击中躯干才可算分。因此，这种为1956年奥运会推出的电气化花剑还要求给运动员配套导电的击剑服；于是服装设计师给织物引入了金属。

蒂马切夫介绍道：“当你击中导电背心覆盖的躯干区域，电路闭合，产生一个信号，触发计分系统；如果击中手臂或腿部，则会被检测为无效击中。”

从1988年奥运会开始，佩剑的整个剑刃都带电了。佩剑的得分规则是击中对手腰部以上除手臂外的任何地方。

花剑（foil）、佩剑（saber）和重剑（épée）的有效得分区域以红色显示

能追踪所有剑击的无线技术在东京奥运会上首次亮相，但目前尚未应用于大型国际赛事，巴黎奥运会上也不会有它的身影。

从羊毛到鲨鱼皮

美国队在1924年巴黎奥运会上获得女子4×100米接力金牌

游泳是一项与阻力对抗的运动。水的密度是空气的800倍，其阻力亦然。对运动员来说，他们一切的技巧都是为了减小水阻力，包括摩擦阻力、波浪阻力和形状阻力。随着面料科技发展，泳衣对泳将的重要性越发凸显，甚至一度达到备受争议的顶点。

一百年前的专业泳衣朴实得有点抽象。如上图中巴黎奥运会泳将的穿着所示，这些早期泳衣由羊毛制成。不客气的说，这种面料就不该出现在泳池里。

后来，泳衣逐渐变得轻盈和流线型。

1927年，澳大利亚人亚历山大·麦克雷（Alexander MacRae）推出了Racerback泳衣。女性穿上它后，肩膀和背部暴露在外——若以这种暴露程度出现于当时一些公共浴场，都算违法了。泳衣面料从羊毛变成光滑的丝绸。1928年，麦克雷创立了如今大名鼎鼎的运动品牌Speedo。

1932年，16岁的克莱尔·丹尼斯（Clare Dennis）在200 米蛙泳比赛中打破奥运会纪录。虽然她的Speedo泳衣符合奥运会书面标准，但她仍需面对抗议，因为泳衣未能遮挡住足够多的肩膀区域。

到1936年柏林奥运会，Speedo泳衣已成为常见的女性泳衣；而男性运动员开始赤裸上身。

1970年代初，“紧身泳衣”（skinsuit）风靡一时。它起初由近乎透明的棉布制成，后来改用了合成纤维，重量仅有上百克。这种泳衣紧贴人体，可极大地减少阻力。由于太过贴身，曾有许多人认为它们不够雅，但渴求好成绩的运动员都很快爱上了它们。根据多位奥运冠军的说法，紧身泳衣让他们感觉好像“什么都没穿一样”。

2000年悉尼奥运会上，Speedo研发的第一代鲨鱼皮泳衣，或者说“快皮”（Fastskin）进入泳池。该泳衣覆盖住游泳者从脚踝到颈部的身体区域，所用的材料在水中遇到的阻力比人体皮肤更小。快皮具备模仿鲨鱼皮凸起的脊状结构，可引导水流，提高游速。

到2008年，Speedo的第四代鲨鱼皮（Fastskin LZR Racer）北京奥运会上掀起狂澜：穿着该泳衣的运动员揽下98%的奖牌，创造了25项新纪录中的23项。四代鲨鱼皮能大幅减少阻力，由于运用聚氨酯纤维材料，还可增加浮力——这对提速至关重要。2010年，世界游泳联合会禁用聚氨酯或其他非纺织泳衣，并规定泳衣不可覆盖运动员全身。

Speedo在2008年北京奥运会前推出第四代鲨鱼皮泳衣

不过禁令颁布不久后，穿着符合新规的泳衣的运动员们又开始刷新纪录。

撑杆跳，变材料

1920年安特卫普奥运会上，美国撑杆跳运动员弗兰克·福斯（Frank Foss）先以4.00 米的成绩创下了新的奥运会纪录，随后又以 4.09 米的成绩创下了新的世界纪录

撑杆跳运动见证了材料工程在体育领域的一系列创新应用。撑杆可以用任何材料制造，这种灵活性是创新的前提，而撑杆的创新也改变了运动员的技术，将这项运动推向新高。

最早期撑杆由坚硬的白蜡木或山核桃木制成，很重且无法弯曲。在第一届奥运会之前的几年间，撑杆跳运动员需要先把杆叉地上（利用铁叉），再爬到杆上，待杆要倾倒时越过横杆。此技术在现代奥运会开始前就被禁止了。

20世纪初，参赛者使用可以稍微弯曲的竹竿。运动员冲刺一段距离后，将竿插穴，通过竹竿弹性形变和恢复原状的过程，把自身的巨大动能转化为重力势能，从而在高点处越过横杆。

竹竿弯曲到一定程度就会断，而且它的重量对助跑速度有不小影响。撑杆跳运动员想找到更理想的替代者。

1940和 50 年代，他们尝试了钢制和铝制的杆。而推动这项运动达到新高度的材料是玻璃纤维。

玻璃纤维杆，以及后来的重量不到2.27千克的碳纤维杆，使运动员跑得更快，获得更多向上的能量。随着运动员和教练不断改进、发明撑杆跳技术，我们最终看到了6.03米的奥运会纪录。

跑鞋底的乾坤大挪移

肯尼亚马拉松名将埃鲁德·基普乔格（Eliud Kipchoge）穿着“超级跑鞋”赢得东京奥运会马拉松比赛金牌

现代奥运史的大部分时间里，跑鞋都没什么变化。马拉松和长跑运动员穿着橡胶鞋底配皮革或帆布鞋面的鞋子慢跑；短跑健将则脚踩带金属钉的皮革制跑鞋疾驰。

1924年奥运会上，百米冠军哈罗德·亚伯拉罕（Harold Abrahams）所穿的跑鞋为当时最先进产品，主要材料是轻质皮革，鞋底前部带有金属钉，其制作者则是如今锐步公司创始人的爷爷约瑟夫·威廉·福斯特（Joseph William Foster，孙子也叫这名字）所领导的团队。

1970年代，泡沫材料的引入使得跑鞋鞋底发生根本性变化，变得更具弹性更加轻盈。

2017年，耐克推出Vaporfly系列高端跑鞋，也将长跑推入新时代。Vaporfly鞋底的轻质泡沫层和加固碳纤维板结构能将跑动时产生的冲击能量快速吸收并返回给跑者——缓冲，回弹，让运动更有能量。

相关研究表明，Vaporfly的革命性设计帮助跑步者，尤其是长跑运动员，将跑步效率提高4%。部分运动员比换鞋前快了可能决定名次的几秒钟，马拉松健将的成绩则有2~4分钟的提升。但随着新产品普及，世界田径联合会感到不妙，因为自2016年以来，穿着Vaporfly系列超级跑鞋的运动员打破了从5000米到马拉松的所有户外田径世界纪录。

而这些成功又推动跑鞋技术更高更强，催生了诸如Alphafly等新版本。

最终，世界田联采取行动，于2020年禁止运动员穿着含超过一块碳纤维板或中底过厚的超级跑鞋。当然，赛事规则并未影响跑鞋技术继续发展。

更高、更快、更准

2008年北京奥运会上，牙买加“闪电”尤塞恩·博尔特（Usain Bolt）夺得男子200米冠军后，在计时器旁拍照

在第一届奥运会的马拉松比赛中，裁判带着计时用的手表，骑自行车行进领先所有选手，并于终点线等冠军抵达的那一刻停止计时。由此可知，除了第一名，其他选手都没成绩。早期奥运会就是这么简陋。

1932年洛杉矶奥运会上，一位欧米茄制表师带着个装有30块秒表的手提箱从瑞士前来。每块秒表都配备追针，具有分段计时功能，可为所有参赛者准确测量成绩。

这届奥运会也首次引入终点摄影，并帮助百米赛场解决了成绩相同难题：埃迪·托兰（Eddie Tolan）与拉尔夫·梅特卡夫（Ralph Metcalfe）的秒表成绩同为10.38秒，但图像显示托兰是率先冲过终点的冠军。

1948年奥运会期间，世界上第一台终点摄影机“魔眼”（Magic Eye）大显身手，协助计时人员以前所未见的精度确定运动员越过终点线时的身位差距。

在1968年奥运会上，游泳运动员发现每条泳道两端都装了一个触摸板计时器。当他们的指尖触及终点，计时即停止。这一先进系统消除秒表误差。

从1984年洛杉矶奥运会开始，起跑器变得相当智能了。它们利用压力传感器系统来检测是否有选手在信号发出后不到十分之一秒内起跑。

如今，我们将精确计时视为理所当然，享受田径、游泳、自行车等项目赛事中实时计时的乐趣，愉悦接受传感器提供的分段计时、实时速度以及与世界纪录的差距等信息。而运动员，甚至在自己放慢速度前就已感知到胜利的喜悦或失败的苦涩。

资料来源：

From Sleek Swimsuits to Specialized Running Shoes, These Five Innovations Transformed the Olympics

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