Понятие «спортивная наука» известно миру уже давно. На сегодняшний день спортивную науку определяет сочетание нескольких фундаментальных дисциплин, включающее в себя физиологию (физиология упражнений), психологию (спортивная психология), анатомию, биомеханику, биохимию и биокинетику. Спрос на ученых и консультантов в области спортивной науки растет год от года. Их знания и опыт широко применяются не только в организации и проведении спортивных мероприятий, но и при разработке оборудования и экипировки для спортсменов. Благодаря научному изучению спорта исследователи стали лучше понимать, как человеческое тело реагирует на упражнения, тренировки, различные условия окружающей среды и многие другие раздражители. В данной статье мы решили рассмотреть несколько аспектов спорта в их взаимосвязи с теми или иными областями науки.
Математика в спорте
Если мы рассматриваем роль и значение математики в спорте, то первое, что приходит на ум – это, разумеется, шахматы. При этом трудно себе представить значение «царицы наук» в более динамичных и энергозатратных видах спорта, требующих выполнения физических упражнений. Однако математические расчеты играют здесь ничуть не меньшую роль. К примеру, теория графов, раздел комбинаторики, использует геометрические методы при планировании турниров[1]. С другой стороны, многие из нас придерживаются здорового образа жизни, основу которого составляет правильное питание. Последнее в свою очередь зависит от точного расчета калорий, необходимых организму, но в то же время не приносящих вреда физической форме. Не секрет, что для спортсменов, у которых на кону стоит их профессиональная карьера, питание и количество потребляемых калорий стоит на первом месте. Методы математических расчетов на основе линейных и не линейных взаимосвязей, а также математическое моделирование процессов метаболизма помогает достигнуть максимальной точности при расчете калорий[2]. Существуют также две математические модели (модель импульсивного реагирования и модель критической мощности), позволяющие рассчитывать выносливость спортсменов. В частности, первая модель дает возможность описать динамику, с помощью которой способность индивида к деятельности изменяется с течением времени, в зависимости от интенсивности тренировки. Вторая модель описывает взаимосвязь между темпами работы и длительностью. Модель суммирует взаимосвязь между интенсивностью упражнений и их продолжительностью для конкретного человека[3]. Кроме того, если речь идет о видах спорта, в которых используется тот или иной инвентарь (мячи, шесты, диски и т.д.), математические формулы позволяют рассчитать необходимую силу, начальный угол броска или удара, скорость и траекторию движения снаряда, оптимальные для достижения поставленных результатов[4].
Наука при создании спортивной экипировки
Проектирование и разработка профессиональной спортивной одежды на сегодняшний день невозможна без применения передовых технологий и научного подхода. Ношение профессиональной спортивной одежды помогает эффективно регулировать перепады температуры тела, свободу телодвижений и объем потоотделения при выполнении физических нагрузок.
Использование технологий при производстве спортивной одежды, как правило, фокусируется на производстве различных типов тканей. Спортивная одежда призвана улучшать характеристики спортсмена, и это отражается на используемых тканях, главным требованием к которым является их свойство терморегуляции. Идея технологии спортивной одежды заключается в том, что одежда во время тренировок должна работать в тандеме с нашим телом, а не просто сидеть на нем. В исследовании китайских ученых 2017 года проводилось сравнение показателей терморегуляции при ношении обычной одежды, изготовленной с использованием полиэстера, и одежды, разработанной с использованием «модели прогнозирования тепла». Результаты показали, что влагопоглощающая способность и охлаждающий эффект испарения у профессиональной спортивной одежды лучше, чем у обычной из полиэстера. По сравнению с обычной одеждой, температура поверхности кожи, количество потоотделения, интенсивность потоотделения и другие аспекты у спортсменов, выполняющих интенсивные физические нагрузки, заметно улучшились в профессиональной спортивной одежде[5]. Кроме того, на сегодняшний день производители спортивной одежды все чаще обращаются к понятию «умного текстиля». Данное понятие включает в себя разработку тканей, реагирующих на изменения физических характеристик тела (регулирование температуры тела, снижение сопротивления ветру и трения при движении, контроль вибрации мышц), а также применение носимых устройств как внешних, так и встроенных в саму одежду. Разработка последних является довольно трудоемким процессом, так как к данным технологиям предъявляются дополнительные требования, включающие возможность стирки и стойкости к постоянным деформациям. Носимые устройства включают в себя датчики и связанные с ними мобильные приложения, а также предметы спортивного инвентаря. При разработке синтетических материалов для производства спортивной одежды нередко используются натуральные материалы. К примеру, бамбук применяется в качестве основы при производстве вискозного волокна, которое обладает высокой прочностью, мягкостью и противомикробными свойствами. Шерсть мериноса используется при производстве одежды для интенсивных тренировок в холодную и жаркую погоду, причем данный тип шерсти прекрасно сочетается со спандексом[6].
Фармакология в спорте
Использование фармакологии в спорте является своего рода камнем преткновения по той причине, что на сегодняшний день спортивные организации уделяют особое внимание происхождению и назначению фармацевтических препаратов, которые употребляют спортсмены. Главная цель – избежать употребления спортсменами запрещенных веществ, стимулирующих их физическое состояние, тем самым создавая неравные условия в проведении состязаний, а также зачастую негативно влияющих на их здоровье. Злоупотребление веществами или методами, стимулирующими повышенную работоспособность, становится очень распространенным явлением в спорте, что разрушает дух соревнования. Регулирующие органы, такие как Всемирное антидопинговое агентство (ВАДА) по спорту, сообщают о показателях использования спортсменами веществ, повышающих работоспособность, в диапазоне от 5% до 31%. Спортсмены могут иметь серьезные травмы и заболевания, приводящие к ухудшению здоровья при употреблении таких веществ. Обычно нежелательные или запрещенные в спорте препараты включают анаболические андрогенные стероиды и их аналоги, ритропоэтин, гормон роста и его производные, пищевые добавки, креатин, амфетамины, бета-гидрокси-бета-метилбутират, стимуляторы и анальгетики[7].
Проблема также заключается в том, что при отсутствии грамотных специалистов, проводящих регулярный мониторинг состояния спортсмена и дающих рекомендации по употреблению того или иного препарата, спортсмен может и не знать, что принимаемый им безрецептурный препарат может входить в список запрещенных. Нейтральные на первый взгляд пищевые добавки также могут стать причиной непреднамеренного употребления допинга[8]. Препараты традиционной медицины и альтернативных методов лечения, содержащие полифенолы, терпеноиды и алкалоиды, могут усилить выносливость и физические характеристики спортсмена, тем самым дать повод контролирующим организациям усомниться в его профессиональной честности[9].
Психология в спорте
На сегодняшний день спортивная психология является междисциплинарной наукой на стыке физиологии, биомеханики и кинезиологии, целью которой является изучение того как психологические факторы влияют на производительность, и как занятия спортом и упражнения влияют на психологические и физические факторы. Согласно исследованию, проведенному среди американских хоккеистов, основными предикторами спортивных успехов были конкурентоспособность и уверенность в себе, которые являются классическими проблемами в психологии[10]. Ученые также обнаружили, что спортсмены, занимающиеся командными видами спорта, демонстрировали психологические особенности, свойственные экстравертам, более выраженное абстрактное мышление и уверенность в себе. В свою очередь спортсмены, задействованные в видах спорта, требующих индивидуального участия, обладали меньшими показателями уверенности в себе и более выраженной интроверсией. Однако в целом спортсмены, вне зависимости от вида спорта, которым они занимались, демонстрировали меньший уровень беспокойства и большую объективность в суждениях, чем люди, не занимающиеся спортом[11]. Анализируя психологические характеристики спортсменов, практикующих различные виды единоборств, мы получаем не менее любопытную картину. Эмоции являются важным компонентом психологии в спорте, особенно в спортивных единоборствах, где основным действием является атака на соперника. Единоборства часто сопровождаются риском получения травм и боли, которые могут причинять спортсменам хронический эмоциональный дискомфорт. Такие виды спортивных соревнований требуют эффективного умственного контроля и сильных, быстрых и тактически правильных реакций, а также точности и хорошего воображения[12]. Силовые виды спорта раскрывают многие качества и черты человеческого характера, такие как тревожность, агрессия или тщеславие. Особое внимание психологов привлекает тревожность и беспокойство. Специалисты отмечают, что тревога оказывает сильное воздействие на способность спортсмена действовать решительно по причине постоянного страха неудачи. Тревога, возникающая до непосредственного участия спортсмена в соревновании, часто объясняется многомерной теорией Мартенса, которая утверждает, что тревога состоит из смеси когнитивных и соматических компонентов. Соматическая тревожность прогрессирует до тех пор, пока не достигнет критической точки в начале соревнования, а затем быстро уменьшается. Она проявляется в виде учащенного сердцебиения, одышки, «бабочек» в животе, напряжения в мышцах, вызывая снижение продуктивности и концентрации. Когнитивная тревожность, напротив, может проявляться за несколько дней до соревнований в виде раздражительности и беспокойства. Это может привести к трудностям с концентрацией и вниманием, а также к тревоге, которая предшествует выступлению.
Наука определенно оказывает большое влияние на развитие как любительского, так и профессионального спорта. Для достижения максимальной эффективности научного подхода в развитии спорта необходимо проводить четкую границу между наукой и технологиями как вспомогательными факторами деятельности спортсменов и их непосредственным вмешательством в состязательный процесс. Многочисленные разбирательства, связанные с использованием запрещенных лекарственных препаратов и манипуляцией с методологией расчета результатов и мониторинга проведения спортивных мероприятий, свидетельствует о том, что погоня за рекордами и результатами на определенном этапе полностью нивелирует идею честной состязательности в спорте. При этом дискредитируются достижения научно-технического прогресса в спортивной сфере. Профессиональным спортсменам и любителям необходимо помнить, что их главный соперник и одновременно объект сравнения своих достижений являются они сами.
[1]http://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-sports
[2]https://assets.press.princeton.edu/chapters/s10952.pdf
[3]https://journals.physiology.org/doi/pdf/10.1152/advan.00078.2011
[4]http://jwilson.coe.uga.edu/EMAT6680/Huffman/Mathematics%20in%20Sports/MathematicsSports.html
[5]https://www.alliedacademies.org/articles/study-on-the-effect-of-professional-sports-clothing-on-sports-physiology-7893.html
[6]https://bitrebels.com/technology/innovations-sports-clothing-technology/
https://bitrebels.com/geek/technologies-exercise-play-sports/
[7]file:///C:/Users/Anastas/Downloads/SportsPharmacology.pdf
[8]Martínez-Sanz JM, Sospedra I, Ortiz CM, Baladía E, Gil-Izquierdo A, Ortiz-Moncada R. Intended or unintended doping? A review of the presence of doping substances in dietary supplements used in sports. Nutrients 2017;9:E1093.
[9]Sellami M, Slimeni O, Pokrywka A, Kuvačić G, D Hayes L, Milic M, et al. Herbal medicine for sports: a review. J IntSoc Sports Nutr 2018;15:14.
Satpute AD. Ayurveda’s contribution to sports medicine. Ancient Sci Life 1989;VIII:230-4.
Jadhav DK. Role of Ayurved in sport medicine: a short review. Phy Fit Treatment Sports 2017;1:1-4.
[10]https://www.researchgate.net/publication/298393014_Using_a_normative_personality_proffle_to_predict_success_in_the_National_Hockey_League_NHL_A_15-year_longitudinal_study
[11]https://www.researchgate.net/publication/232483370_A_multivariate_analysis_of_male_athlete_personality_characteristics_Sport_type_and_success
[12] Marks M, Bukowska K, Bieć P. Lęk I nteligencjaemocjonalnazawodnikówkadrynarodowejtrenującychкикбоксинг .RozprawyNaukowe AWF weWrocławiu 2012; 37: 31‑37