運動基因-讀書筆記

出自楠悦读

在體育運動中,「先天與後天」的爭論由來已久。本書作者經過多年調查,採訪了大量科學家、運動員和冠軍選手,最終基於現代遺傳學的研究成果,從基因的角度對這個問題進行了全面而深入的討論,重新審視了人們對於天賦和努力的認知。同時,作者還談及了文化、經濟、性別、種族、訓練方式等因素對人類運動表現和體育競技成績產生的深遠影響,分析了運動中的遺傳疾病風險,探討了人們該如何面對先天因素,開展最適當、最有效的訓練方式。本書適合競技體育愛好者,對基因和生物學感興趣的科普愛好者,也適合體育、基因和遺傳領域的專業人士。

努力對運動員有用嗎

我們想想,後天的「努力」,刻苦訓練,對一個運動員的成功來說,到底有多大作用?我們都熟悉的一萬小時定律說「人們眼中的天才,之所以卓越非凡,並非天資超人一等,而是付出了持續不斷的努力。一名運動員,無論他從事的是哪種項目,無論他的天賦有多好,凡是取得重大成就的,大多都會經歷大量的訓練時間、超強負荷的訓練強度。

經驗

在20世紀40年代,有一位叫做格魯特的心理學家,他是荷蘭的國際象棋大師。格魯特在自己下棋和研究的過程中,對一個問題一直特別感興趣:究竟是什麼原因,使得大師級別的國際象棋選手,能夠戰勝一般的職業棋手?又是什麼原因,讓一般的職業棋手,能輕鬆碾壓業餘棋手?

當格魯特請大師級棋手和普通職業棋手分別講述自己的比賽經驗時,他發現,不同級別的棋手,在決策時考慮的步驟和招數,其實並沒有什麼太大的差別。那為什麼大師級選手總能做出更優質的決策呢?

在進行過反覆試驗後,格魯特發現,不同級別棋手的差距在於「重建棋局」的能力。他讓棋手盯着一盤棋局的照片看上幾秒,然後迅速撤掉照片,要求他們在空白棋盤上重建這個棋局。結果發現,特級大師級選手在觀察3秒後,就能準確無誤地還原棋局。而一般的職業棋手,大概可以還原70%左右,業餘選手只能還原50%左右。還有,特級大師級選手在5秒之內,對棋局的理解程度就超過了業餘選手用15分鐘才記住的一切信息。

這個研究結論可以很好地說明,「經驗,是大師級選手取得卓越成績的基礎。」後來也有科學家在這個結論上,進行了更加細緻地研究。他們發現,優秀的運動員,相較於業餘愛好者,有着更加強大的「組塊化記憶」。也就是說,那些經過大量專業訓練的運動員們,會根據自己的經驗,無意識地把看到的信息分解成一個個有意義的組塊,而不是抓取大量獨立的碎片。

還有的科學家,通過追蹤不同行業中人們的眼球移動方式,發現無論是優秀的國際象棋選手、鋼琴家,還是外科醫生,他們在工作時,都會比普通人更加快速地篩選信息,能敏捷地把注意力從無關的信息上移開,直達對決策有幫助的最重要的信息。尤其是在體育領域,這種通過大量經驗積累,才能獲得的感知力,讓人能夠根據場上的局勢,或者對手身體移動的細微變化中,抽取重要的信息,從而對即將發生的事情,做出無意識的預測。

總的來說,這些研究都能夠很好地證明,刻苦訓練得來的經驗,能夠幫助我們在頭腦中建立起某個領域的信息數據庫,我們甚至可以在無意識的情況下,調取大腦中的信息組塊,來應對新的問題。練習,讓我們能夠在解決某些問題時達到一種自動化的程度,為解決更加複雜的問題騰出思考空間。

10000小時定律

這麼看來,無論是在哪個領域,看起來練習和積累,都是天賦背後真正的成功「魔法」。刻苦訓練,是成為專家的充分必要條件。但這還不夠。到底怎樣的「刻苦」才能讓你成功?換句話說,想要成為一個行業內的頂級高手,到底需要多少訓練時間,需要多大的訓練量?我們常聽到的答案是10000小時定律。但作者認為10000小時這個時間跨度,對于衡量一個人能否成為高手來說,未必是一個科學的答案。

比如,斯蒂芬·霍爾姆是瑞典的一名跳高運動員。他在2004年的雅典奧運會上,他以騰空2.36米的成績,成功奪得了當年的金牌。僅僅一年過後,他又跳過了2.4米的高度,創造了挑戰高度與運動員身高之間高度差的最大記錄。從此以後,霍爾姆被人稱為是「最佳人體彈跳器」。 科學家們在檢查霍爾姆的運動特徵時,發現他的左腳跟腱因為訓練,變得異常堅硬,是普通人跟腱硬度的4倍。這也就意味着,霍爾姆的跟腱,就好像是配備了一個非常有力的彈簧裝置,一旦給足了壓力,反彈後的作用力能使他快速騰空,到達常人難以企及的高度。

那麼,在跳高領域達到這樣的水平,霍爾姆是如何做到的呢?從6歲開始,他的父親就在家中後院,準備了自製的跳坑,供他和小夥伴玩耍。在他的人生中有20多年的時間,跳高几乎占據了他的全部精力。他不斷重複着高強度的力量訓練,進入國家隊接受最正規的訓練,並且不斷思考改進自己的衝刺、起跳姿勢。 霍爾姆自己承認,他很可能是地球上跳高次數最多的人。後來在接受採訪時,他說:「我年輕的時候曾被其他跳高運動員打敗,幾乎沒有人認為我能成為奧運冠軍。我最後的成功,幾乎完全取決於10000小時,甚至更多的努力。」但還有一些運動員,他們的訓練時間,遠遠不到10000小時,甚至連一半都不到,卻也一樣取得了非凡的成就。

比如唐納德·托馬斯。唐納德·托馬斯是一位來自巴哈馬的跳高運動員。與霍爾姆不同,托馬斯剛剛接觸跳高的時候,已經是相當大的年齡了。他沒有一點跳高基礎,按照他當時田徑教練的話說,他剛剛開始跳高的時候,甚至不知道田徑場的賽道是環形的。 就是這樣一個完全沒有訓練經驗的人,最開始的幾次試跳,就超過了2.21米的高度。就這樣,托馬斯僅僅經歷了8個月的跳高訓練,便來到了2007的世界田徑錦標賽上。在比賽中,他一路過關斬將,在最後的對決中,還成功戰勝了霍爾姆。有專業評論員說,如果托馬斯能夠接受系統訓練,哪怕只學會弓背這一個專業的動作,就能夠輕鬆碾壓各種世界紀錄。

霍爾姆為了成為世界冠軍,用了20年的時間,但是托馬斯,僅僅只用了8個月。有些人傾盡畢生的努力換來的成就,在另一部分人看來,卻是輕而易舉的事情。由此看來,在強大的天賦面前,成千上萬小時的刻苦訓練,顯得並不是那麼重要。對於我們絕大多數天賦平平的人來說,這無疑是一個令人沮喪的結果。 那麼,大多數情況下,10000小時定律,又是否真的會起作用呢?有科學家經過了大量的數據統計發現,不同的運動項目,達到專業內平均水平的訓練時間是不一樣的。

比如,在籃球、曲棍球和摔跤領域,讓運動員達到行業水準的平均訓練時間分別是4000小時、4000小時和6000小時。對於不同的人來說,所需要的訓練時間,差別就更大了。有的人可以僅僅訓練幾百個小時,就能達到奧運會比賽的水準,而有的人,可能需要20000個小時,甚至更長的時間。

作者在書中提到,相比於「10000小時定律」,更準確的說法應該是「7000—40000小時定律」。因為就目前的科學研究成果來看,這個區間內的練習時間,足以讓絕大多數人精通一門技術。但是,7000小時和4萬小時的差距,是相當大的。而造成這麼大差距的最主要原因,就是我們的天賦。在某種程度上,天賦的確會導致學習專業技能中的蝴蝶效應。

所以,刻意練習固然是相當重要。但是,10000小時定律,卻未必對每個人都適用。你如果找到了自己擅長的領域,再加上長時間的刻意練習,一定會有事半功倍的效果。相反,如果在自己毫無天賦的領域持續努力,你也許也會成為還不錯的熟手,甚至是專家。但你需要知道,和那些在這個領域有着天生優勢的人相比,你會花更多的時間,更多的精力,卻很有可能得到的更少。

天賦

天賦是我們經常聊的話題,那我們怎麼來判斷一個人是不是真的有天賦?作者說,運用現代遺傳學和運動科學中的基因研究。在體育領域,我們可以從兩個方面來理解所謂的「天賦」。一個是我們外在的身體條件,像是身高、臂展、體重這些指標;另一個方面是我們身體的內部系統,比如你的血液是否含有某種成分,是否有某些特殊的基因等等。

外在身體條件

早在19世紀,就有人在研究身體和運動之間的關係。只不過,受到當時科學水平和思想觀念的限制,很多人認為,最佳運動員的身材,一定是不高不矮,不胖不瘦的「中等身材」。一直到了1925年,還有記錄顯示,當時的世界級排球運動員、鐵餅運動員、跳高運動員和鉛球運動員,幾乎有着一模一樣的身材。 有研究者提出了一個叫做「體型大爆炸」的理論。說在某項運動中的優勢體型,會和其他項目中的優勢體型顯現出完全不同的特徵。比如,與人類的平均身高相比,擅長長跑的運動員,正在變得越來越矮小。但從事排球、賽艇和美式橄欖球的運動員,正在變得越來越高大魁梧。

提出「體型大爆炸理論」的科學家們建立了一個算法。這個算法根據收集到的大量數據,可以算出一個普通人的體型和某種特定運動項目的匹配程度,並且在多大程度上能夠成為這個領域中的精英運動員。

他們發現,在今天,全世界大約只有28%的男性,他們的身高體重組合符合職業足球運動員的標準,23%符合短跑運動員的標準,9.5%符合英式橄欖球前鋒的標準。這麼看來,僅僅是在外在的身體條件方面,擁有頂級運動員「天賦」的人,也只是少數。這是先天的身材對我們的限制。

內部系統

比如,被人稱為「閃電」的博爾特,曾經創下了多項短跑世界紀錄。他跑步的樣子,輕盈而又迅捷,似乎毫不費力地就可以領先第二名一個身位左右。在比賽中,他甚至能夠做到在接近終點時減速,回頭看看對手,再毫不費力地第一個衝到終點。

那麼,究竟是什麼因素導致了這些運動員,有這麼強健的爆發力和閃電般的速度呢?通過研究,科學家們發現,在這些頂級運動員的血液中,都出現了大量的「鐮狀細胞」。所謂「鐮狀細胞」,指的就是在血液中原本是圓形的紅細胞,因為缺少氧氣,變成了鐮刀形狀。

這種基因變體,在祖先來自西非和中非的人中,最為常見。在劇烈運動時,「鐮狀細胞」會讓通過全身的血液流量,會比一般人少。在全力衝刺的過程中,可以消耗更少的氧氣來產生能量。這就意味着,如果你的體內有了這種「鐮狀細胞」,在很大程度上,你就擁有了某種「短跑基因」,更有可能獲得強大的肌肉爆發力和反應速度。

攜帶「鐮狀細胞」的人,雖然更有可能獲得強大的爆發力和速度,但他們的耐力,卻存在巨大的劣勢,非常不適合長距離運動。有研究人員發現,在距離是800米以上的跑步賽事中,幾乎看不到鐮狀細胞的攜帶者。更嚴重的是,如果運動量過大,還會導致全身供血不足,有致死的可能。2000年以來,有9名美國大學生橄欖球運動員在訓練中猝死,經過調查,他們的血液中都含有這種「鐮狀細胞」。

這種由「鐮狀細胞」帶來的短跑基因,是怎麼出現的呢?原來,「鐮狀細胞」之所以會普遍出現在非洲地區,是由於那裡經常出現瘧疾,而這種「鐮狀細胞」,正是當地人為了對付瘧疾,逐步演化出的一種特殊基因。當一個人感染了瘧疾寄生蟲時,這種鐮刀狀的紅細胞可以有效地保護宿主,讓人不會遭受到毀滅性的打擊。

我們平時所謂的「運動天賦」,在很大程度上,最初並不是為了有更好的運動表現而設計的,而僅僅是為了生存。可以說,運動天賦,是環境和遺傳共同作用下的產物。

運動基因 導圖
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