花滑运动员是如何修炼出转不晕神功的?
内耳:头晕的起源
当长洲未来(Mirai Nagasu,美国著名女单花样滑冰运动员)旋转着完成前外一周半跳时,当陈巍(Nathan Chen,美国华裔花样滑冰男子单人滑运动员)像芭蕾舞者一样跳起来在落地前转上四周时,当亚当·里彭(Adam Rippon,美国花样滑冰运动员)伴着长音节的音乐单腿旋转,摆出一系列流畅的造型时……控制运动传感器的,都是人体的内耳。
在脊椎动物的内耳都有一个掌管平衡感的器官——半规管,它同样是维持平衡和与控制生物体姿势的一内耳感受装置,包括球囊、椭圆囊和半规管。内耳的三个半规管中充满了液体,头部一动 ,管内的液体就会轻轻晃动,而传感器就像半规管里的小块海藻,漂浮在液体中,感知发生的一切。这就是头晕的起源。
点点头,上下方向的半规管中的传感器就会被激活。摇摇头,另一个方向的半规管就会发送信号给大脑。晃动脑袋,就能激活最后一个方向的传感器。
那我们来尝试解释一下在椅子上旋转后站起来会晕的原因:当你在转椅上持续旋转,耳朵中的液体吸收了足够多的动力,在椅子停下来之后也能长时间保持晃动,并通过传感器向你的脑袋发送信号:说我们的身体还在运动之中。大脑试图校正这种运动,于是让眼睛颤动,促使你的身体向一边倾斜,于是开始让人东倒西斜。
△这一系列动作转完之后半规管里的液体恐怕已经翻江倒海了
如果我们能够在身体旋转时将视线的焦点固定在世界中的某点上,通常就不会感到恶心了。但当我们对地方和运动的感觉失控时,视线就会开始断续性地闪烁,试图跟上实际并未发生的运动。这种效果就好比摄影师拍摄时手不稳造成的效果相当。
基于这些反应,我们的身体天生不适合连续旋转,因为这个动作会在很大程度上干扰内耳和惯性。
花滑运动员们也自然并非对这些影响免疫,他们的内耳与你我的没有任何区别。没有人能训练那些流体 ,让他们无视自然法则。
而他们之所以可以战胜旋转时头晕的奥秘就是:练习,反复练习。
△蹲踞旋转
就像你一开始吃甜的东西,吃了一段时间之后它就没这么甜了。旋转也是一样。为了准备奥运级别的高速旋转,花滑运动员需要适应一整套的感官输入体系。这比让自己慢慢下到冰冷的水池中可困难多了。
我们至少可以确定,花滑运动员为比赛所做的精神训练至少不会比他们在身体素质上所做的准备少。
在下面这段视频之中,长洲将自己绑在设备上,她的教练利用这种设备把她抬起来,开始迅速旋转。这是对内耳巨大的冲击,需要大量反复的练习才行。即使如此,训练也并不能彻底解决转晕的问题。
为什么还能越转越快
2014年Slate报道称,滑冰运动员的教练告诉他们,旋转时要把视线锁定在一个标记上。
提前选好转完一圈后凝视的标记,那么花滑运动员可以在旋转一圈后固定视线,在空间中定位。这样的话,即使内耳提供的是错误的信息,但至少眼睛还能派上用场。
但是,为什么他们还能越转越快?
大家不妨跟着来做这么一个动作:
1.手上拿个装满水的矿泉水瓶,或者随便什么其他的重物,单手伸直平举。
2.坐在转椅上慢慢转动。
3.几圈之后,快速将双手收拢靠近身体。
现在,你有没有感觉自己的转动速度明显加快了?没有人推你,仅仅是自己把手臂收回来,为什么转速就会变呢?
这其实就又涉及到一个力学知识。在转椅上的你,所受到的外界作用力只有重力和地面对椅子的支撑力,但这些力都与转轴(你垂直的上身)平行,对转速是没有影响的。
根据力学原理“动量矩守恒定律”(物理学中称为“角动量守恒定律”),转动速度与距离的乘积是不变的。所以你在收拢手臂的前后,矿泉水瓶与转轴的距离变小了,为了保持乘积不变,转动速度必须加大,也就是越转越快啦。
有了上述结论后,就很容易理解花样滑冰运动员最快速的旋转是双手举高,让自己变得像一根“筷子”一样细长了:运动员先张开双臂,缓慢转动起来。冰面的摩擦力可以小到忽略不计,所以运动员受到的外力就像转椅上的你,都对转速没有影响。那么根据“动量矩守恒定律”,把四肢收拢相当于减小了转轴的距离,为了保持速度与距离的乘积不变,转速自然就会加快!
△伟群哥哥的快速旋转,快的脸都模糊了
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好了,不知道看到这里的你有没有理解?小H君可是查这些资料都快查晕了。不管怎样,花滑运动员们在冰上为我们带来的精彩表演,背后都蕴含着他们在练习中所付出的巨大努力,我们一起为他们加油点赞吧!
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