互动科普

每届夏季奥运会都是一众超人的表演舞台，比如尤塞恩·博尔特（Usain Bolt）、加比·道格拉斯（Gabby Douglas）和迈克尔·菲尔普斯（Michael Phelps）。里约奥运会也不例外。在2016年的这场盛会上，竞技者们长跑短冲、翻转飞翔，经历着一场场赛事的严酷考验，展示了自己的强壮与优雅。他们让观众为之惊叹，打破众多纪录，并带着一块块金牌离开了巴西。

那么，这些赛场上的超级明星又是靠什么脱颖而出的呢？这向来是一个颇具争议的热门话题。在历史上，研究者和体育迷都认为基因是他们取得杰出成就的主要原因：顶级运动员生来就具有超人的体质，轻易就能胜过旁人。比如菲尔普斯在近四届夏季奥运会上独霸泳池，一共赢得了23块金牌，许多分析家都把这归结为他独特的体型――80英寸（约203厘米）的“翼展”，以及一双高度灵活、仿佛长了蹼的48码大脚。

但从上世纪90年代开始，另一派理论开始得到许多人的支持，该理论认为，单靠先天禀赋不足以使人达到运动的最高境界。无论拥有怎样的身体，一名真正杰出的运动员都少不了某些心理素质，以及多年的刻苦训练和一流的指导。比如，运动心理学家发现，克服重大的情绪障碍有时能使年轻运动员变得格外坚韧，并赋予他们强大的动力。与此同时，基因不仅决定了运动员的天赋，也决定了他们的训练效果。

佛罗里达州立大学的心理学家K·安德斯·埃里克森（K. Anders Ericsson）称：“长久以来，人们一直相信运动是一种天赋，有就有，没有就没有。”而他却力排众议，提出了“刻意训练”（deliberate practice）理论，这种方法包含设定目标、分解重复、内心演练和及时反馈这几个阶段，现在已经成为公认的塑造优秀运动员的必要程序。在新作《巅峰：专业技能的新科学秘密》（Peak: Secrets from the New Science of Expertise）中，他描述了自己的研究，也驳斥了天才横空出世就能夺得冠军的说法。他说：“相比天才，我总是能找到其他可信的解释，包括针对性的训练。”

而实际上，一名运动员想要站上巅峰，总是离不开基因赋予的巨大潜能、坚强的意志和一流的训练――除此之外运气也不可或缺，它可以保证运动员避免受伤，遇见合适的教练并获得最好的资源和赞助。

天生冠军？

杰里·巴尔特斯（Jerry Baltes）是大峡谷州立大学越野赛跑队的主教练，他常常告诉新队员：“我可以让快的人变得更快，但没法让慢的人变快。”实际上，即使在本身就很快的运动员中， “训练潜力”（trainability）也有差异。评价一名运动员的内在素质 （intrinsic fitness）和后天素质（achieved fitness，也就是通过训练能够达到的素质），看的是肌肉力量和心肺适能之类的指标，后者的通常标准是人体在一分钟内消耗的氧气。这两项指标有着很大的个体差异。比如，一位年轻的奥运选手，他的最大摄氧量可能是一位年老体衰者的三倍，或者是一个不健康的同龄人的两倍。

 有些人无论训练的动力多么强大，都很难改变后天素质。对他们来说，太多的训练不会带来进步，反而会造成运动伤害（见48页）。尼尔·艾农（Nir Eynon）是澳大利亚维多利亚大学运动、锻炼和积极生活研究中心（ISEAL）的运动科学家。他和同事招募了一群习惯静坐的人，让他们参加了一些设有严格对照的运动项目。他们发现，其中一些受试者几乎没有提高，而另一些受试者的心肺适能提高了50％至80％。“以我们俩为例，即使我们从同样的起点出发，采取同样的训练和饮食，我们获得的有氧代谢能力、肌肉量或者其他素质，也会很不一样。” 艾农说。

顶级运动员很可能是这样一群人：他们本身就具备卓越的身体素质，又能从训练中得到最大幅度的提高。1998年，路易斯安那州立大学联盟彭宁顿生物医学研究中心的遗传学家克劳德·布沙尔（Claude Bouchard）和同事发现，人的内在素质和后天素质都在家族中呈现群聚效应。他们对99个家族做了测试，结果表明，在决定最大摄氧量的因素中，遗传因素大约占到了50％。不过他们并没有发现先天素质和训练潜力之间有相关性。

当然，正如2014年的一项研究所强调的那样，首要的因素依然是天赋。大峡谷州立大学的演化生物学家迈克尔·隆巴尔多（Michael Lombardo）和同事调查了15位不同性别的短跑奥运冠军，以及美国历史上跑得最快的20位男性。他们发现在这些人中，凡是有自传材料可以查证者，都在开始正规训练之前就已经跑得很快了。研究还调查了64名大学短跑或投掷冠军，他们都回忆自己在童年时代就已经比同龄人跑得更快，或者投得更远。同样重要的是，这些优秀的短跑选手在开始接受正规训练之后，也展示出了大幅的提高。“力量、灵敏、速度等运动特质，都是在基因型和环境的交互之中产生的表现型，”隆巴尔多说道，“个体之间存在遗传差异，这些差异造就了运动能力的不同，否认这一点，就否认了我们对生物学的所有认识。”

不过，那些运动特质背后的遗传学原理却令人难以捉摸。2016年，布沙尔和同事招募了1520位优秀的耐力运动员和2760名来自四个大洲的对照者，对他们的等位基因进行了比对，然而比对的结果却一无所获。“我们满以为能找到几个决定运动天赋的等位基因，但结果却完全不是那么回事。”沙布尔说，他们的研究“遭遇惨败”，“我们甚至没有发现任何一个在统计上达到显著水平的等位基因。”这说明运动能力很可能是若干个基因共同作用的结果，而每一个基因单独产生的效果都很微弱。但ACTN3或许是个例外。它的功能是制造一种蛋白质供快肌纤维使用――这类肌纤维能够快速收缩，产生爆发力。

就这个问题，澳大利亚墨尔本大学的遗传学家凯瑟琳·诺思（Kathryn North）和同事开展了长达十多年的研究。他们发现具有ACTN3的小鼠有着更强的爆发力。在ISEAL，艾农和他的团队正在人体中寻找同样的关联，他说：“我们认为，想进行快速冲刺就必须要有这种基因。”大约有16％的人天生缺乏ACTN3，而在300名世界级的短跑运动员中，这个基因的缺失率接近于零，虽然它对短跑能力的贡献只有1％到1.5％。“我们能够肯定的是，如果你没有这个基因，你就不太可能成为一名顶级的短跑运动员。”艾农说。

一流与超一流

除了身体素质，科学家还发现专业运动员具备一些明显的精神特质，而这些正是业余爱好者缺乏的。首先，这些在国内和国际赛事上竞技的运动员似乎具有更多“心流体验”（flow）―这是一种全身心投入某项运动的状态，在此期间，他们似乎能够毫不费力地自动完成技术动作。此外，教练所说的“求胜体验”（making it happen）也更多地出现在他们身上，即使在压力之下，也能全神贯注、尽力发挥。研究者猜想，运动员不仅擅于让这些精神状态自然而然地出现，而且因为有大量的体验机会，他们还能使这些状态变得更加鲜明。

澳大利亚伍伦贡大学的运动心理学家克里斯蒂安·斯旺（Christian Swann）说：“运动员的确可以在没有心流体验和求胜体验的情况下赢得比赛，但是当他们的发挥接近最高水平时，他们一般都至少会处于这两种状态的一种。”斯旺和同事发现，某些人格特质尤其能使人产生心流体验，这些特质包括自信、好竞争、适应性完美主义（在品味成就的同时容忍错误并避免自我批评）、乐观的心态和坚强的意志。 

运动员在某些知觉和认知任务上也有优异的表现。2013年，当时在伊利诺伊大学香槟分校工作的认知神经科学家赫洛伊萨·阿尔维斯（Heloisa Alves）和同事就证明了这一点。他们招募了87位优秀的巴西排球运动员和67名对照者，分别测验了他们的执行控制、记忆和视觉空间注意能力。和非运动员相比，排球选手们在完成两项执行控制任务和一项视觉空间注意任务时反应时间较短，也表现出了更强的精神控制能力。

阿尔维斯解释说：“我们认为，在长期的身体训练，尤其在针对某项运动的训练过程中，也会涉及某些认知训练，包括对注意力和执行控制能力的强化。当你成为一名顶尖的运动员，你的某些认知能力也会达到专家水平。”

“英国运动”（UK Sport）是英国的一个政府机构，专门培养优秀运动员、促进体育发展。该机构的科学家发现，那些最顶级的男女运动员，似乎在心理上也有额外的过人之处。机构尤其希望这些科学家能够找到一流运动员（有能力参加奥运会等顶级赛事，但很难竞争奖牌）和屡次夺金的超一流运动员之间的细微差别。“英国运动”希望借助这些研究培养更多超一流运动员，提高英国的奥运成绩。

威尔士班戈大学的运动心理学家蒂姆·伍德曼（Tim Woodman）和同事接手这项任务，和其他大学的研究者以及“英国运动”一起开展了研究。他们招募了32名英国男女运动员，其中16人属于超一流运动员，每人都在重大国际赛事上赢得过2枚至18枚奖牌，并至少有一枚金牌。另外16人属于一流运动员，他们参加过同等级的赛事，但从未得过奖牌。研究者访问了这些研究对象本人、他们的教练和父母，询问了关于他们运动生涯的信息。访问产生的材料超过8400页，因此研究者动用了新型的模式识别程序来寻找两组运动员之间的不同。

他们的发现出乎意料。“长久以来有一种看法，认为幸福使人取得成就，但我们的研究颠覆了这个看法，”伍德曼说，“幸福非但不是关键因素，而且根本没起作用。”相反，研究发现，所有超一流运动员都曾在人生的早期经历过一次重大的消极事件―父母离异、亲友死亡、疾病或者其他损失。他们也都在此后不久发掘出运动天赋，在他们的记忆中，那是一次非常正面的转折，就此改变了他们的人生轨迹。运动心理学家马修·巴洛（Matthew Barlow）是班戈大学的博士后研究员，在这项研究中与伍德曼共事。巴洛认为：“这些运动员一下子觉察到了自己的价值、自己的重要、自己的抱负，这也许是他们此前从未体会过的。”

基因检测

在伍德曼和同事回顾超一流运动员的人生经历时，他们发现的不仅仅是早期的创伤和通过运动疗伤。这些运动员往往还会在运动生涯中经历另一次关键的转折。这个转折可能是正面的，比如更换了一位教导有方的新教练；也可能是负面的，比如挚爱的人逝世。无论如何，它都使得这些运动员加倍努力。巴洛解释道：“这个职业生涯的重大事件使他们回想起了最初经历的挫折，并且在内心深处形成强大的动力。”

从人生的失落到发掘运动天赋，再到更强的动力，这是超一流运动员常常会经历的过程。似乎正是这一过程塑造了他们的人格和信念，使他们展现出了某些可以预料的共性。伍德曼指出，首先，“他们都具有一种不想输的迫切心态。”顶尖运动员常常执迷于取胜，相比之下，不太成功的运动员则更渴望名誉、幸福或是金钱。

伍德曼还指出，超一流运动员“在对待运动的态度上要比其他人无情、自私得多。”如果他们感到一段恋情妨碍了自己求胜的目标，他们就会毫不犹豫地和伴侣分手。不太成功的优秀运动员旨在击败对手，而超一流运动员认为除了击败他人，超越自己也同等重要。正像伍德曼所指出的：“无论发挥多么出色，他们总认为自己还能更上一层楼。”

伍德曼和同事已经在“英国运动”举办的世界级运动表现研讨会（World Class Performance Conference）上陈述了自己的发现，他们计划在今年晚些时候发表所有成果。总的来说，他们的研究表明，那些没有在人生早年经历过创伤事件的人“不太容易有足够的动力为了成功而执迷”。这当然不是说教练可以为了创造顶尖选手而折磨自己的队员，但也不乏一些可行的建议。比如，教练在选材时不妨多留意那些“经历过人生坎坷”的年轻人。

艾农强调，无论对基因和其他决定运动表现的因素的研究到了何种程度，其结果都绝不应该用来淘汰某些运动员，教练也不能根据这些研究，只挑选生物学上最有希望的选手。这样说不是杞人忧天――眼下已经有几家公司在出售直接面向顾客的基因检测方案了。这些方案号称能从唾液样本的DNA中甄别短跑天赋和有氧能力，但艾农表示，它们的科学根据都很薄弱。他还指出，并非所有的运动员都必须是天才，在团体运动中尤其如此，所以即使能用检测发现具有优秀潜质的选手，也不该让其他人在运动场外却步。

艾农说：“赛场上有超级明星，但绿叶也是不可少的。我们绝不能因为一次基因检测就放弃运动。”至少，参加钟爱的运动，能使你对那些和顶尖好手同台竞技的运动员们有更深的理解。