科学原理解读菲尔普斯水中强势转身
菲尔普斯为什么可以拿这么多金牌，一直保持顶尖的竞赛水平？ 很多报道都在说，因为他的天赋出众，长期坚持科学训练，还有坚定的决心。
不过在临场的发挥中，决定胜负的因素还有很多。菲尔普斯转身后的一项技术一直令人惊奇，甚至在今年里约奥运的接力比赛上，他用一个转身超越对手，帮助美国队逆转夺冠。
里约奥运男子4X100米接力，菲尔普斯比赛部分
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4x100米自由泳接力决赛的第一棒，法国队保持领先，美国队紧随其后。第二棒菲尔普斯前50米触壁时仍落后于法国的比安·吉洛，不过转身后，他超越了对手，并一直保持领先优势，美国队也因这个超越，时隔八年再度夺得该项目冠军，菲尔普斯同时夺得个人第十九金。
这个转身被称为“史上最佳”的水中转身，借用解说周雅菲的话，“这是一个非常强势的转身，几乎潜泳了15米” 菲鱼在水中待的时间比其他对手都长，露出水面后已经遥遥领先。
“通过这个转身，菲尔普斯惊人地领先了首先触壁的法国人2.5秒，” 运动网（Deadspin）的提摩西·波克（Timothy Burke）写道。
这是泳坛人尽皆知的技巧：在转身之后， 水下海豚式打腿比在水面游动要快得多 —— 在水面上，游泳者会制造出一种形成阻碍的弓形波，还会受到表面阻力的影响，而在水下则可避免水体表面对运动员身体的反向摩擦力。波阻随着游泳者的速度递增，所以在水面全力前进绝非最有效的方法，可由于在水下游动太过流行，官方已经出台了 “在入池后或做转身时只能在水下游动15米” 的规定。
“水下打腿是 最快的游泳方式，你受到的迎面阻力和波阻更小。” SwimmingScience.net网站创始人、 奥林匹克运动员理疗师 约翰·穆伦（John Mullen）告诉我。
那么问题来了：水下游动是公认的好，可为什么只有菲尔普斯能在水下待这么久？诚然，他是运动员中的奇才，是空前绝后的 “无敌奥运飞鱼”，但是他的对手也不是吃软饭的，为什么他们没达到距离上限就会游出水面？
国际游泳科学界对于水下游动策略的争议正逐渐发酵。有人认为，菲尔普斯的对手先浮上水面肯定不是因为他们太笨，而是因为这是能让他们更好发挥的最优泳姿搭配（值得一提的是，菲尔普斯个人泳时仅排该场比赛第四名）。
虽然过去20年间我们已经知道，海豚式打腿可能是最快的游泳方法，但要用好这种泳姿极为困难 —— 即使在今天，也只有极少数人能够用这个方法游完规定允许的15米。
穆伦解释道：“这个方法也有一些缺陷：如果你待在水下很长时间，你会背负 氧债，还会增加呼吸肌承担的工作压力。” 他还补充说，除非能够精准地掌握，在水下太久未必适合游泳者。“有一些研究已经显示这种方法最快，但还有整整一代奥运选手可能在小时候，或者说真正游泳启蒙的时候没有受过水下训练。”
人类（跟鱼相比）比较不擅长游泳，而这却为我们游泳的策略和技术改进留下了许多空间，这也是奥运游泳比赛令人兴奋的原因。专业的科学研究现已向我们揭示了人类在水中运动的最佳方式 —— 但除非你是像菲尔普斯一样的奇才，这些理论成果在实际比赛中未必有用武之地。
今年三月发表于 《欧洲运动科学杂志》（European Journal of Sport Science）的一篇题为《世锦赛领先选手是否比其他选手在水下待的时间更长》的论文发现，在过去数十年间，虽然运动员水下游动时间大体上有所增加（比过去平均增长了2到6个百分点），但在100米自由泳比赛中，世界顶尖选手待在水下的时间却略少于落后于他们的选手。
“世锦赛100米比赛中，速度较快的选手并没有比相对较慢的选手在水下待更长时间。” 研究2013世锦赛中水下与水面游动用时的圣地亚哥·维加（Santiago Veiga）写道，“这个结果令人意外：100米的精英选手会优先浮上水面游动，而不是在水下长距离前进以增加速度。”
维加在马德里游泳总会（Madrid Swimming Federation）研究游泳科学，他发现并非每人都能像菲尔普斯那样完成出色的水下海豚式打腿 —— 水下打腿一直是游泳比赛中仰泳和蝶泳选手的技能，因为那比正面泳姿的阻力小；而菲尔普斯是一名杰出的蝶泳运动员，所以他可以在比赛中善用自己的水下技巧。
维加在邮件里告诉我，自由泳选手是最不愿意使用水下游动姿势的，因为正常自由泳的速度几乎和水下游动一样快 —— 相比仰泳和蝶泳者，专业自由泳选手并不待见水下游动的速度优势。
“自由泳有点不同，其水面游动速度比其他几种泳姿都快（自由泳的速度约为2米每秒，而仰泳和蝶泳为1.7到1.8米每秒），所以只有那些水下速度很快或者极擅水下打腿的运动员才会更多地运用水下打腿 —— 这通常发生在参加自由泳比赛的蝶泳或仰泳选手身上，比如菲尔普斯，法国的杰瑞米·史特拉维斯（Jeremy Stravius）或者南非的查德·拉·克洛斯（Chad Le Clos）；而我们很少能在专业自由泳选手中见到出色的水下打腿。”
顶级游泳选手应该尽可能在水下前进，因为这样更快，但在水下游泳的优势不再的时候，他们就应该回到水面继续泳 —— 这看起来再合理不过，然而直到最近，我们才在短池自由泳比赛中看到更多的人增加水下游动距离。
维加解释说，“我们最新的研究发现，游泳选手增加水下前进距离对他们的水面游动也有好处。对于更擅长在水下游动的仰泳和蝶泳选手来说，他们重新回到水面游动时可以获得对前进有利的动力。所以，菲尔普斯增加海豚式打腿就在水下游得更快，而且再回到水面游动时的泳速也能加快。”
所以，我们并不能一概而论地说 “水下更好” —— 尤其是在游泳技巧和选手身体结构具有差异的情况下。“我们应该谨慎看待当前的研究，因为水下游动策略应人而异，视乎游泳者的阻力特点和打腿水平，” 维加在论文中写道。
穆伦还告诉我，由于人类如此不善游泳，因此这项运动一直在改变；有时候，一种新技巧需要几十年的时间方能引入。“对于像菲尔普斯这样擅长水下打腿的选手来说，他的转身很重要，因为水下游动是他的优势，而其他100米游泳选手才刚刚开始增加水下游动的尝试。现在的情况是，26到32岁的游泳选手小时候并没怎么接受水下训练，而16到20岁的选手才刚刚参加奥运会，却已经用他们整个运动生涯来开发水下游动技能。”
编辑：小黄鱼
本文转自vice中国
内容有所改动