如果沒(méi)有水波和浪花,奧運(yùn)會(huì)將變得多么枯燥和單調(diào)!游泳和跳水從來(lái)是舉足輕重的金牌大戶,也是上座率和收視率高居榜首的熱門項(xiàng)目。如果說(shuō)堅(jiān)實(shí)的地面是奧運(yùn)會(huì)“陸軍”角逐的戰(zhàn)場(chǎng),那么清澈晶瑩的游泳池便是奧運(yùn)會(huì)“水師”的用武之地了。
人類歷代祖先都是從江河湖海中“識(shí)水性”的。當(dāng)1896年雅典第一屆奧運(yùn)會(huì)把游泳列為競(jìng)賽項(xiàng)目時(shí),賽場(chǎng)就自然而然擺到了愛(ài)琴海的皮雷埃夫斯港灣。參賽選手被輪船送到海上的出發(fā)點(diǎn),一長(zhǎng)串漂浮的南瓜是路線標(biāo)志物,終點(diǎn)設(shè)在未經(jīng)準(zhǔn)確丈量的岸邊。號(hào)稱“匈牙利海豚”的第一屆奧運(yùn)會(huì)冠軍阿爾弗雷德事后回憶說(shuō),“在寒冷的13度海水中,迎著12英尺的大浪,我求生的渴望壓倒了奪取冠軍的激情。”
1900年巴黎奧運(yùn)會(huì)的游泳同樣在天然水體塞納河上舉行(圖1)。這種原始的比賽環(huán)境顯然無(wú)法確定運(yùn)動(dòng)員的真實(shí)成績(jī)。海水的浮力大于淡水,而江河具有一定的流速。1908年倫敦奧運(yùn)會(huì),組織者在白城體育場(chǎng)中間挖了一個(gè)100米長(zhǎng)的游泳池,雖然“水陸同場(chǎng),游跑并肩”,但奧運(yùn)會(huì)比賽總算第一次在人工游泳場(chǎng)進(jìn)行了。

(1)1900年巴黎奧運(yùn)會(huì)游泳比賽的出發(fā)臺(tái)
此后的游泳池往往“一專多能”。1948年倫敦奧運(yùn)會(huì)拳擊比賽的“擂臺(tái)”就是在游泳池上搭起的一座小橋,讓選手們飽受水面散發(fā)的氯氣熏嗆之苦(圖2)。1964年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)游泳池在比賽結(jié)束后鋪上地板馬上變成柔道競(jìng)技場(chǎng)了。

(2)1948年倫敦奧運(yùn)會(huì)游泳池上建起的拳擊比賽臺(tái)
隨著生產(chǎn)力突飛猛進(jìn)的發(fā)展,奧運(yùn)會(huì)游泳池作為水上項(xiàng)目的“操場(chǎng)”也日益正規(guī)化和專門化。迅速增長(zhǎng)的社會(huì)需求更使游泳池修建越來(lái)越成為“小菜一碟”。幾十年間,地球上的每座城市乃至大學(xué)、旅館、私人寓所都擁有了游泳池。這是一個(gè)五光十色的游泳池家族,有室外室內(nèi)之分,海水淡水之別。堪薩斯露天泳池面積相當(dāng)于城市的半個(gè)街區(qū);布魯塞爾的耐莫33游泳池深33米,是世界著名的潛水勝地;而智利的圣·阿爾芬索海水游泳池長(zhǎng)1000多米,面積達(dá)8萬(wàn)多平方米,被列入吉尼斯世界大全。但它們的功能都只限于公眾的休閑娛樂(lè),不能用于正式的重大比賽(圖3)。

(3)智利圣·阿爾芬索海水游泳場(chǎng)
現(xiàn)代的奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)游泳池的尺寸應(yīng)該是恰到好處的:長(zhǎng)度50米,允許誤差值為正3毫米,但不能短一絲一毫,并且必須用激光測(cè)距儀認(rèn)定;寬度25米,深度以2米為宜。正是這個(gè)2500噸的“水體”凝聚了無(wú)限的智慧和創(chuàng)造力。
打從1920年安特衛(wèi)普奧運(yùn)會(huì)上澳大利亞游泳選手控告美國(guó)隊(duì)阻擋他們前進(jìn),1924年的巴黎奧運(yùn)會(huì)便第一次用繩索穿上軟木塊,在游泳池面拉起了8條漂浮的分道線。今天高水準(zhǔn)的游泳池大都有10個(gè)泳道,分道線用不同顏色的塑料小葉輪串接而成,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員激起的水波向相鄰泳道傳遞時(shí),首先就會(huì)驅(qū)動(dòng)這些小輪子旋轉(zhuǎn),吸收和消解大部分能量,有效減少了彼此之間的干擾(圖4)。

(4)這些塑料小葉輪在游泳比賽中起著重要的作用
燈光調(diào)控在最佳的水平照度、垂直照度和標(biāo)準(zhǔn)色溫,并且不在池壁上投下影子;高靈敏度的計(jì)時(shí)觸摸屏精確到千分之一秒;設(shè)有壓力傳感器的出發(fā)臺(tái)得心應(yīng)手又鐵面無(wú)情;大屏幕電視和成績(jī)公告牌及時(shí)傳遞著賽場(chǎng)的信息,無(wú)論運(yùn)動(dòng)員、觀眾和傳媒記者都能處處享受到現(xiàn)代科學(xué)的恩惠。
可別以為游泳池就是在地上挖個(gè)坑再灌滿水。現(xiàn)代游泳館是一個(gè)精妙復(fù)雜的高貴建筑,懸空的池底鋪滿縱橫交錯(cuò)的管道,外壁四周支撐著成排的液壓鋼架,整個(gè)游泳池完全像一個(gè)巨大“保溫瓶”的“內(nèi)膽”,是一個(gè)被高科技捧起的掌上明珠(圖5)。

(5)高科技的現(xiàn)代游泳館
也別以為池子里會(huì)是死水一潭,數(shù)臺(tái)強(qiáng)大的水泵驅(qū)動(dòng)著滿池清波不斷循環(huán)。由3個(gè)氧原子構(gòu)成的臭氧大量分解出游離氧,高效、廣譜殺滅各類細(xì)菌并氧化水中的有機(jī)物。這種氧氣的同素異構(gòu)體氧化能力比氯氣強(qiáng)得多,卻不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)殘留物帶來(lái)二次污染,殺菌效果比紫外線好得多,卻不會(huì)由于直線傳播而留下死角,同時(shí)具有理想的除臭、去味、脫色功能。由石英砂、活性炭、硅藻土等制成的過(guò)濾器將毛發(fā)和各種雜質(zhì)祛除,使游泳池的水質(zhì)保持最佳透明度,并始終達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。
無(wú)論春夏秋冬,風(fēng)霜雨雪,游泳館里必須四季如春,池水溫度嚴(yán)格保持在25℃~28℃。這里的恒溫系統(tǒng)大多以高溫蒸汽為熱交換傳媒,而汩汩暖流從均勻分布的水口緩緩流出時(shí),并不會(huì)對(duì)造成池水的干擾和攪動(dòng)。游泳池的恒溫還不僅為了保證運(yùn)動(dòng)員感覺(jué)舒適,中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在觀察漏壺時(shí)就發(fā)現(xiàn)“冬日水澀,夏日水利”,科學(xué)試驗(yàn)表明,流體的粘滯性隨溫度升高而降低。水溫每升高5℃,粘滯性將降低大約10%。因此不同溫度的水會(huì)因摩擦阻力不同而影響比賽成績(jī)。不過(guò),如果你要指望到粘滯性較小的30多度熱水中打破世界紀(jì)錄的話,一定會(huì)很快引起中暑(圖6)。

(6)《夢(mèng)溪筆談》記述了漏壺“夏日水利,冬日水澀”的現(xiàn)象
游泳池中所有物理化學(xué)指標(biāo)都接受全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制。在回水管路上,不同的探頭能把水的雜質(zhì)、ph值、溫度等參數(shù)傳給電腦分析,然后準(zhǔn)確發(fā)出相應(yīng)的指令。
盡管游泳池已經(jīng)清澈見(jiàn)底,但水花的飛濺和光線的折射仍妨礙對(duì)水下動(dòng)作的欣賞和觀察。巨大環(huán)形玻璃視窗也許是向水族館學(xué)習(xí)的結(jié)果。而水下攝像機(jī)的安裝則不僅延伸了觀眾的眼睛,也給裁判提供了更多依據(jù)。如果早有水下現(xiàn)場(chǎng)攝影裝置,1956年墨爾本奧運(yùn)會(huì)上前蘇聯(lián)和匈牙利水球隊(duì)廝打混戰(zhàn)、血灑波濤的事就可以有根有據(jù)地提前制止了。
因?yàn)榕允敲利惖男詣e,花樣游泳就成了專為女性設(shè)置的奧運(yùn)會(huì)項(xiàng)目。這些凌波仙子的“水上芭蕾”卻是靠音樂(lè)的節(jié)奏來(lái)協(xié)調(diào)和指揮的。潛入水下后,空氣中的聲波被水面反射,完全不能聽(tīng)見(jiàn)。這時(shí)姑娘們接受的是來(lái)自水下擴(kuò)音器的音樂(lè)指令。不過(guò),她們聽(tīng)到的聲音不是通過(guò)耳膜傳遞,而是水中的聲波引起頭骨的震動(dòng),使信號(hào)越過(guò)外耳和中耳直接傳到內(nèi)耳的耳蝸并被大腦接受。這種“骨傳導(dǎo)”的聲音像“水晶般的透明”,可惜失去了兩只耳朵的聽(tīng)覺(jué)差來(lái)辨別方向,因此就無(wú)法達(dá)到立體聲效果了(圖7)。

(7)花樣游泳運(yùn)動(dòng)員在水下無(wú)法聽(tīng)到空氣中的聲波
人的視覺(jué)同樣會(huì)在水中大打折扣。由于水的折射率為1.33,和人的角膜的折射率1.37非常接近,因此在水中睜開(kāi)眼睛后,角膜無(wú)法完成正常的“屈光”功能,就會(huì)使影像遠(yuǎn)遠(yuǎn)落到視網(wǎng)膜后面,如同戴上高度近視鏡而變得兩眼昏花。游泳運(yùn)動(dòng)員在水中使用防護(hù)眼鏡,不僅是為了避免眼球和水直接接觸的刺激,還為了確保光線從空氣介質(zhì)射入眼睛,從而獲得一個(gè)清晰的水下視野。
跳水池和游泳池的距離不得小于5米,這里卻是一個(gè)三維空間的天地。百年以來(lái),跳水設(shè)備最大的變化莫過(guò)于跳板的改進(jìn)。1948年,諾曼第人巴克用二次大戰(zhàn)剩下的300個(gè)鋁管制造了一種“巴克跳板”,使彈跳性能大為提高。此后更堅(jiān)實(shí)輕捷的鋁合金跳板接踵問(wèn)世,讓1米板跳水成為可能。如今的跳板大都由木材、合金、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合制成,具有良好的防滑表面。更輕的材質(zhì)和更佳的彈性能減少對(duì)頭部的震蕩,并能將身體彈升到足夠高度,為空中完成復(fù)雜動(dòng)作贏得了更加從容和寶貴的時(shí)間。
從跳臺(tái)上試一俯瞰,會(huì)看到水下連續(xù)的氣泡或水面細(xì)小的射流激起輕柔的漣漪,這種“造波設(shè)備”是提示距離的醒目標(biāo)志。游泳池太透明了恐怕找不準(zhǔn)水面,設(shè)計(jì)者對(duì)運(yùn)動(dòng)員真可算體貼入微了。
2008年北京奧運(yùn)會(huì)的國(guó)家游泳中心“水立方”也許稱得上當(dāng)代科技與藝術(shù)的結(jié)晶。來(lái)自開(kāi)爾文“氣泡構(gòu)造”的靈感,3000多個(gè)聚四氟乙烯薄膜“氣枕”砌起一座華麗建筑,用夢(mèng)幻般的蔚藍(lán)展示著水的柔情和水的質(zhì)感。高度智能化的設(shè)施處處煥發(fā)著科技的光彩。國(guó)際奧委會(huì)主席羅格稱贊“水立方”為體育界的“歌劇院”,中國(guó)公眾則推
選她為北京奧運(yùn)建筑的“最佳女配角”(圖8)。

(8)科技與藝術(shù)的結(jié)晶——“水立方”
誰(shuí)說(shuō)現(xiàn)代游泳館不是體育的奇跡:她有大腦、有神經(jīng)、有心臟、有新陳代謝、有恒定體溫......當(dāng)我們真實(shí)感受到這一切時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)她仿佛是一個(gè)鮮活而美麗的生命。