这种新泳姿是最快的吗？- Nautilus
鱼式踢水的惊人表现与物理学原理
我拉下黑色泳帽盖住头发，戴上粉色泳镜，保持着专注的平静，就像迈克尔·菲尔普斯赛前那样。这是一个周一下午，我在本地YMCA进行循环训练，准备尝试鱼式踢水。大多数鱼类通过水平摆动在水中移动。鱼式踢水要求你模仿这种运动：完全潜入水下，侧身定位，双臂紧贴头部呈流线型，通过对称波动推动自己前进。经过数十年的游泳训练（包括竞技水平），我认为自己有可能成功。推离池壁后，经过一番挣扎，水的阻力让我浮出水面，活像一条死鱼。
人类是陆地动物，并非天生游泳好手。我们必须学习如何游泳，并自行寻找最快的方式。这项探索可能终于要迎来终点。过去几十年里，泳姿力学专家发现，水下游泳比水面游泳更快。“很难想象这会在田径项目中发生，“游泳教练兼博主里克·马奇说，“没人能想出比现有方式更快的跑步方法。但我们刚刚在游泳中做到了。“而鱼式踢水可能是目前最快的水下形式。
但这也很困难。在YMCA尝试失败后，我联系了米斯蒂·海曼，她在2000年奥运会中使用鱼式踢水在水下阶段获得金牌，现任亚利桑那州立大学助理教练。她同意在新泽西的一个室内游泳池给我上课，当时她正在那里主持游泳诊所。我看到她戴着金牌，被要求签名的年轻游泳者包围。她微笑着招手让我过去，这让我放松下来。我几乎忘记自己的平庸技术即将受到世界级游泳运动员的审视。
我们走向泳道，但在下水前，她提供了一些技巧。要做鱼式踢水，她说，我需要在四个部位形成铰链：肩膀、肋骨、臀部和膝盖。我将双臂举过头顶形成流线型，并以单一动作前后倾斜头部和手臂。她告诉我收紧肩膀。我照做了。“再紧一些，“她说。我用力收紧到几乎疼痛的程度。“对了，“她说。她说我的肋骨铰链做得不错，但这仍需要我全神贯注，感觉每次弯曲都在挤压内脏。我尝试了臀部和膝盖的铰链，这些更自然一些。
我们跳入泳道，做了几圈热身。然后她向我展示了她的鱼式踢水。她推离池壁，像一条小鱼一样滑入蓝色水中。看到人体以这种方式移动，既自然又令人不安。
直到最近，竞技游泳几乎完全专注于水面上的动作。在19世纪初的英国（许多人认为是现代游泳运动的发源地），游泳者使用蛙泳比赛。几十年后，当两位访问伦敦的美洲原住民展示他们从小学习的游泳方式时，欧洲人学会了一种更快的泳姿：自由泳。一位观察者写道：“他们像风车帆一样猛烈地拍打水面，用脚向下踩，用力吹气，形成怪诞的动作。“英国人最终克服了震惊。接下来是仰泳，然后在20世纪初出现了蝶泳，它克服了蛙泳所需的水下恢复阻力。蝶泳成为继自由泳之后第二快的泳姿。
所有水面游泳都受到相同的速度限制。“你总是受到船体速度的限制，“安大略加拿大体育研究所的运动生物力学家瑞安·阿特金森说。这是一个航海原则，也适用于游泳者。理论认为，水面上的游泳者不能超过他或她产生的船首波速度。船首波随着游泳速度增加而增加，直到理论上沿着游泳者全身延伸。阿特金森说，最大速度是每秒一个身体长度，对于约2米（6英尺5英寸）高的游泳者来说，大约是每秒1.9至2.6米。
“除非你爬过那个波浪，否则无法更快，“阿特金森说。“一些动物可以，比如海豚可以跃出水面跳过船首波，但人类无法 physically 爬出那个波谷，“他说。“唯一真正更快的方法是在水下表现得更好，那里我们没有那些速度上限。”
教练们在1980年开始利用这一事实，当时哈佛大学教练乔·伯纳尔意识到，他的一些游泳者如果保持水下并海豚踢会更快。这与鱼式踢水基本相同，只是游泳者平躺在 stomach 上，而不是侧身。一些特别强壮的水下游泳者几乎整个池长都保持 submerged，因为没有规则禁止这样做。这一切在1998年发生了变化，当时国际游泳联合会（FINA）规定，进行仰泳的游泳者必须在15米后浮出水面。
海曼在水下革命时期成长为世界级游泳运动员。“我13岁时开始比通常更长时间待在水下，“她说，解释说她可以在不呼吸的情况下游30米。“我发现我在水下比在水面更快。“大多数游泳者使用海豚踢在水下推进，但海曼的教练鲍勃·吉列特想进行实验。1995年，他在《科学美国人》上看到一项研究，关于金枪鱼如何能够以近50英里/小时的速度游泳，而海豚的最高速度约为25英里/小时。研究发现，鱼尾的 flick 比海洋哺乳动物尾巴产生更高效的推力。吉列特想知道，海豚踢在侧身时是否更强大，这样波动是水平的，像鱼一样。
1995年12月一个凉爽的日子，在凤凰城，吉列特进行了测试。海曼出现在吉列特的室外游泳池训练，他让她尝试。“以最尊重的方式，我称他为疯狂科学家，“她说。她最初的尝试很笨拙，最终离起点三个泳道远。但她变得更好，很快就像鳗鱼一样在水中穿梭。她比用海豚踢游得更快。比她以前游得任何时候都快。这给了吉列特另一个想法。
他们去了当地乡村俱乐部的游泳池，那里灯光更亮，吉列特可以走到跳板边缘拍摄视频。他们拿了一根长长的细橡胶管，固定在海曼的手腕上，沿着她身体的一侧延伸，另一端固定在她的脚踝上。然后他们在管子里装满商店购买的食用染料，海曼用拇指塞住管子。她跳入游泳池，松开拇指，开始游动，吉列特进行拍摄。事后他们在录像中看到的景象让他们震惊。染料 swirling 出来，显示每次水平踢动后都有巨大的涡流。吉列特怀疑这些直径达4英尺的小型 whirlpools 推动她前进。他还认为，当海曼面朝下进行海豚踢时，池底和水面干扰了这些涡流，减慢了她的速度。
尽管这些想法至今仍有争议，但鱼式踢水继续吸引着追随者。体育科学教授吕克·科拉德尝试过许多不同的水下游泳方式——包括手臂向下、沿游泳者身体侧面的鱼式踢水——他说这可能是最快的。“它的潜力令人印象深刻。“格拉纳达大学体育教育教授劳尔·阿雷利亚诺同意这一观点。“发现侧向踢水在一些游泳者中更快，“他说。“假设是这些涡流不受水面和池底的干扰。”
涡流是在水中移动的必然结果。有些是 counterproductive，阻碍游泳者的运动。其他有助于推动游泳者前进。“涡流代表动量从身体传递到水中，反之亦然，“阿特金森说，“因此既可以推动游泳者前进，也可以减慢他们的速度。“海豚踢更可能将有益的涡流发送到池 surface，在那里它们消散成波浪，并向下到池底，在那里产生湍流。相比之下，鱼式踢水更可能将这些涡流侧向发送，平行于水面，那里没有障碍物。“任何在水面产生波浪的东西都对游泳效率有害，“约翰霍普金斯大学计算科学家拉贾特·米塔尔说。“如果你在离水面一英尺内游泳，[你]创造水面波浪的机会比侧向踢水更大。”
阿特金森还认为，当游泳者处于浅水区时，鱼式踢水能够产生更大、更具推进力的涡流。虽然海豚踢泳者从身体上方和下方的水体中吸水，这些水体受池 surface 和地板限制，但鱼式踢泳者侧向吸水，相对不受限制。
然而，海豚踢并不总是遭受这些劣势。在1米以下深度游泳大大减少了任何表面湍流和吸水量的差异，而奥运会和世界锦标赛游泳池现在至少深2米。鱼式踢水本身也更困难。“问题是游泳者无法像腹侧水下波动游泳那样控制游泳方向和身体位置，“阿雷利亚诺说。尽管如此，一旦 perfected，鱼式踢水可能难以被超越。
揭示鱼式踢水的真正潜力需要一项专门的水下游泳赛事。但许多人怀疑这会发生。“如果每个人都在水下游泳，那会是一个好的电视体育项目吗？“米塔尔说。“游泳 excitement 的一部分是观看他们，看到他们看到彼此。“海曼不同意。她希望看到水下比赛融入职业游泳，并相信它会有自己的吸引力。“你仍然不知道他们会在哪里出现。这实际上增加了一层 excitement。”
回到新泽西的游泳池，我在想我会在哪里出现。我尝试了四次踢水，然后很快迷失方向，在泳池下游总共12英尺处浮出水面。不算好，但比我在YMCA做的更远。海曼告诉我，当她游鱼式踢水时，她想着穿过无形的呼啦圈，在我们讨论的四个点波动。她还建议两侧踢水力度相等，这应该有助于我直线前进。这似乎比呼啦圈更可行。我又试了一次。这次我专注于使两次踢水都有力，我游得比之前更直更远。几乎15英尺。
“太棒了！现在尝试海豚踢，比较它们的感觉有多不同，“她说。
这次在水下时，我面朝下推离池壁，同步上下踢腿。我想象着旋转的涡流，在撞击下方池底和打破上方水面时破碎。我几乎能感觉到它在减慢我的速度。
里根·佩纳卢纳是《格尔尼卡》杂志的高级编辑。