横杆下“钻”过去的跳高

科技之光

跳高历来被称为“失败者”的运动，每次都以运动员碰掉横杆而告终。但曾经打破世界纪录的跳高健儿却又都是无限风光的“成功者”，他们的矫健身姿和巅峰成绩永载跳高运动的史册。

今天的男子世界跳高纪录已经达到2.45米，而1896年第一届奥运会时，跳高成绩仅为1.81米。带来这一变化的原因与其说是人类弹跳能力的增强，毋宁说是充分掌握力学原理，不断改进跳高技术的结果。

最初的跳高都是“自由式”，运动员沿垂直方向跑近横杆，用随意的动作腾空跨越。1839年加拿大运动员沃夫兰跳过了1.69米，这是公认的最早世界纪录。

（１）罗伯特.柯奇创造了跨越式跳高

1864年英国选手罗伯特.柯奇（图１）创造了侧面助跑，两条腿交替过竿的跨越式技术，突破了1.70米大关,标志着古老原始跳高的终结。1895年，美国选手斯韦尼（图２）在杆上急速转体，起跳腿和摆动腿做剪绞动作，称为剪式，跳出了1.97米世界纪录并保持17年之久。直到1912年美国大学生霍拉茵首创滚式跳高突破了2米大关，这一姿势也独领风骚近20年。

（２）斯韦尼以剪式创造了新的世界记录

1936年柏林奥运会上，美国选手阿尔布里顿用“肚皮朝下、骑跨横杆”的俯卧式技术飞掠2米而获得银牌（图３），美国选手司蒂斯又在1941年以同样姿势跳出2.11米成绩，确立了俯卧式跳高在体坛上的统治地位。号称"黑色火箭”的美国选手托马斯，六破世界纪录、被誉为“宇宙飞行员”的前苏联运动员布鲁梅尔，以“喀尔巴阡山的女飞鹰”闻名的约兰达.巴拉斯都是俯卧式的明星人物。而中国运动员倪志钦1970年创造了2.29米的世界新纪录，民主德国运动员阿克曼1976年奥运会上获得女子冠军并在1977年首次突破2米大关，则是俯卧式跳高最后的辉煌与谢幕。

（３）阿尔布里顿使用了新的俯卧式技术

福斯贝里是美国俄勒冈大学21岁的学生。在1968年墨西哥奥运会上，他用一种前所未见的“背越式”跳过2.24米，摘取了奥运金牌（图４）。这种“背朝横杆面朝天”的怪异姿势引起了满场哗然和轰动，“他竟然能倒着跳？简直不可思议。”谁也没有料到福斯贝里的背越式竟带来了跳高的一场革命。

（４）1968年墨西哥奥运会上美国选手福斯贝里首创背越式跳高

此后，如日中天的俯卧式和初露头角的背越式并驾齐驱了一段时间，人们对两者的优劣得失各执一端，争论不休。1972慕尼黑奥运会上，16岁的联邦德国女选手梅法特以背越式跳出1.92米成绩平世界纪录获得冠军。1980年莫斯科奥运会上，默默无闻的民主德国选手韦西克以背越式一举跳过2.36米获得金牌，并打破了苏联选手雅什琴科用俯卧式创造的世界纪录，此后国际正式比赛上已经很难看到俯卧式的身影了。体育场上物竞天择、优胜劣汰的法则和自然界一样严酷无情。可以说背越式技术从根本上再造了跳高。直到今天，全世界运动员仍然沿用着福斯贝里当年在高中田径场上发明的姿势。

为什么跳高动作从跨越式、滚式、俯卧式到背越式越来越先进，越来越合理，越来越适合发挥人的潜能呢？我们不妨做一点简略的分析（图５）。

（５）跨越式、滚式、俯卧式

在研究人体运动时，为了抓住要领，常常进行抽象和简化处理，近似地将人体看成具有质量，但可以忽略大小、形状和内部结构的质点。跳高运动员所能跳过横杆的高度和三个距离有关，那就是起跳离地一瞬间身体重心的高度，跳跃后人体重心上升的高度，以及人体重心腾起的最高点至横杆间的距离（图６）。

（６）

起跳瞬间人体重心高度主要取决于运动员体型，因此跳高名将几乎无一例外的身材高挑，下肢修长。起跳姿势和摆臂、摆腿动作也能提高身体重心的位置。而从跨越式到滚式、俯卧式的跳高技术演进中，人体由臀部过杆变为腹部过杆，重心越来越低，离杆越来越近。这就意味着更经济的利用已获得的腾空高度，减少弹跳能量的浪费。

跳高选手一旦离开地面处于无支撑状态，身体重心的运动轨迹将不可改变。而背越式的革命性意义在于运动员的身体形成“反弓”和“背桥”，头、肩、背、腰、臀、腿部“分期分批，化整为零”依次滑过横杆，完全不同于其他跳高形式中身体必须在瞬间“一揽子”过杆。此时运动员身体一部分处在杆上，其他部分却可以垂在杆下，使总重心的位置移出体外并始终低于横杆。难怪有人形容背越式跳高是“从横杆下钻过去的”的跳高了。

助跑对跳高的作用不言而喻。从1900年到1912年奥运会的竞赛项目都曾设过双脚起跳的立定跳高，号称“橡皮人”的美国运动员尤里包揽了3届冠军，创造了1.65米的世界纪录，瑞典运动员阿尔曼此后的成绩曾达1.90米高度，但立定跳高在起跳时还必须向水平方向用力，以实现身体的“斜抛运动”。而助跑则提供了过杆需要的水平位移。起跳点和腾起角的掌握同样重要，如果重心最高点落在横杆前方将造成身体下落阶段碰杆, 重心最高点落在横杆后方会使身体上升阶段碰杆。

背越式跳高另外一大优势是“J形”的弧线助跑。随着最后三、四步的曲率半径越来越小，人体起跳时便在惯性作用下沿切线飞出，获得转向横杆的角动量并自然成为水平姿势（图７）。

(７)“J形”的弧线助跑平面图

助跑的弧线半径越短，速度越快，身体的内倾角就越大，人的重心就能够降得越低。有研究表明：身体内倾30度，重心将降低13厘米。起跳的工作距离因此而增大，有利于提高身体重心上升的幅度和加速度。

特别有趣和值得一提的是，背越式跳高在起跳腿蹬伸之前，身体重心便在摆动腿的最后支撑中开始提升。因此，起跳腿的工作并非“从零开始”，而是接过摆动腿产生的垂直初速度进行积累和叠加。因此，不少研究者把背越式跳高助跑最后一步摆动腿的支撑蹬伸当做起跳开始，称为第一动力源；起跳腿的支撑蹬伸则是起跳的继续和结束，为第二动力源。这种“双动力起跳”是任何其他跳高技术都无法比拟的。

百年之间，跳高设施的变化同样有许多可圈可点处。1924年巴黎奥运会上，美国选手奥斯本“施展绝技”，用手指捏住横杆使它不朝里边滑落。为了防止这种“小动作”，此后的横杆才设计成能从两边掉下。最居功厥伟的改进要算海绵垫问世了。80厘米厚的发泡橡胶新材料能确保运动员肩背朝下“软着陆”。没有它来取代沙坑，福斯贝里不可能产生异想天开的灵感，背越式跳高选手也一定会跌断头颈和脊梁了（图８）。

（８）海绵垫在跳高运动中的起着重要作用

如今跳高运动已经进入相对稳定期，1993年由古巴选手索托马约尔刷新的2.45米男子世界纪录无人挑战，1987年保加利亚选手科斯塔迪诺娃创造的2.09米女子世界纪录保持至今。明天会不会有新的跳高技术问世还很难逆料。1996年亚特兰大残奥会上，中国运动员侯滨以一个京剧武生的折体飞越动作，创造了1.92米的世界纪录。许多田径专家和运动生物力学家都大声呼好，认为这才是人类跳高的最佳模式（图９）。结论究竟如何，我们只能把答案留给历史了。

（９）嵌入式跳高示意图