当来自世界各地的游泳健将于7月27日起跳入巴黎水上运动中心的泳池，并在8月8日和9日下水塞纳河时，他们所穿的泳衣将与100年前这座“光之城”首次举办奥运会时截然不同。如今的男女游泳队不再穿着粗糙、沉重的羊毛三角裤或背心，以及半透明的丝绸泳衣，而是身着高科技竞速泳衣。
尽管游泳选手面对的物理力以及国际体育的激烈竞争保持不变，但泳衣技术已取得了长足进步。不久前，这项技术甚至有些过头，这对于胜负往往在一眨眼之间的运动来说是可以理解的。
愿阻力远离你——越少越好
无论游泳选手何时比赛，无论他们通常穿着什么，物理学定律始终不变。水的密度是空气的700多倍，粘度是空气的55倍，因此它对流动的阻力更大，并且更难在其中移动。
西北大学工程师兼流体动力学家Timothy Wei在接受《科普》杂志采访时表示：“基本上，有两种力。推力是让你前进的力量，而阻力则是抵抗你前进的力量。”“这就是游泳选手必须克服的战斗，而且游泳选手速度越快，阻力就越大。”
[相关：游泳是终极的健脑运动，原因如下。]
阻力本身分为三个部分。一是压力阻力，这类似于将手臂伸出行驶的汽车窗外，感受到将其向后推的力。粘性阻力或摩擦阻力更像是在水接触游泳选手身体表面时产生的摩擦运动。第三种阻力并非总是存在，但它是一个重要因素。
“波阻就像你看一艘船时，船前方会产生波浪。这基本上是水堆积在船的前方，你必须将它们推开，”Wei说。“只有当存在自由表面时才会发生这种情况。水面上方有空气。”
虽然游泳选手通过提高速度、技术和耐力来对抗这种阻力，但泳衣的职责是在胜负仅差百分之几秒的情况下提供微小的优势。它需要像飞机机身一样光滑流畅。任何过于摆动的东西都会减慢身体的速度，这可能导致获得奖牌或空手而归的区别。
像绵羊一样游泳
早期的泳衣或“游泳服”更像连衫裤，由羊毛制成。据纽约时装技术学院介绍，针织泳衣湿了之后容易变形，吸收大量水分。材料会变得更长且下垂，因此身体上常会有松弛的材料下垂，从而减慢游泳选手的速度。多余的湿透材料甚至很危险，过多的材料会把人拉入水中，增加溺水的风险。
第一件丝绸泳衣出现在1912年，它们更光滑，而且不像羊毛泳衣那样吸收水分。这些泳衣是半透明的，需要穿内衣以保持体面和隐私。
到20世纪中期，尼龙使泳衣更光滑、更紧身，让游泳选手在水中游得更好。莱卡（Lycra）一直延续着这种进步，直到21世纪初。
然而，有时技术也会过犹不及。就在2008年北京奥运会之前，Speedo推出了LZR Racer比赛泳衣。这款泳衣由尼龙、莱卡和非纺织聚氨酯混合制成，现在已被禁止参赛。正是这种聚氨酯极大地提高了游泳速度。它增加了泳衣的浮力和光滑度，将阻力降低了高达8%。
[相关：几个世纪以来，奥运会一直沉迷于性。]
“它们当时是合法的，所以她们没有做任何错事，但穿着那些现已非法化的泳衣，她们在水中的位置似乎比没穿的人高出一英寸，”Wei说。“所以，它利用浮力来帮助抵消波阻。”
如此大的浮力效果太好了。当在2009年罗马世界锦标赛上打破43项世界纪录时，游泳运动的管理机构世界水上运动联合会（原FINA）禁止在比赛泳衣中使用非纺织材料。这些泳衣被比作“衣架上的兴奋剂”，并实施禁令以试图实现公平竞争（或公平泳池）。该管理机构还开始对未来比赛泳衣的渗透性、浮力、厚度和设计实施更严格的限制。
2024年巴黎奥运会
现在，泳衣必须克服所有三种阻力，同时遵守世界水上运动联合会的规定标准。这就是一些材料科学发挥作用的地方。Speedo赞助的游泳选手将穿着LZR Intent 2.0和LZR Valor 2.0。这些泳衣将采用最初用于保护卫星的涂层技术。TYR运动员将穿着TYR Venzo，该泳衣是通过从微观角度分析阻力而开发的。
无论哪个品牌，仅仅穿上压缩泳衣本身就是一项奥运赛事。在2024年6月美国奥运选拔赛期间，三届奥运选手、NBC体育评论员Elizabeth Beisel展示了穿上这些高科技泳衣是多么困难和耗时。
“我们赞助的游泳选手之一，来自澳大利亚的Cate Campbell说：‘如果你穿上比赛泳衣后没有指关节破裂，那说明你穿的尺码太大了’，”两届奥运选手、Arena北美地区总经理Mark Pinger在接受《科普》杂志采访时说道。“这是非常极端的情况，但却是事实。有些女性会告诉你，穿上泳衣需要45分钟，还需要朋友帮忙才能套过肩膀。这说明了历史上固有的取舍。”
压缩是泳衣能够真正影响身体的一个主要方面。它有助于减少各种类型的阻力，但通常需要付出代价。过度压缩会降低身体的灵活性，或因过度挤压肌肉而使其疲劳。
Arena团队认为他们找到了压缩和允许更大活动范围之间的平衡。Arena赞助的来自多个国家的游泳选手将穿着PowerSkin Primo。男士短款泳裤售价450美元，女士两种款式（开放式背部和封闭式背部）的泳衣售价均为650美元，因为后者面料用量更多。
Arena产品开发负责人Greg Steyger在接受《科普》杂志采访时表示：“这款将在巴黎奥运会上使用的泳衣非常出色，它能够提供高压缩性，但同时具有很大的弹性。”“它不仅能让肌肉在不被限制的情况下发挥最佳水平，而且由于其延展性，还能适应更多体型。”
[相关：游泳、足球和监控：巴黎为AI监控的奥运会做准备。]
压缩泳衣通常像巨大的橡皮筋，被拉伸到即将断裂的临界点。为了达到这一点，它们采用压缩和绑带的混合设计。绑带是放置在泳衣各处的“X”形图案，既是美观的选择，也是功能性的，有助于提起泳衣。
Steyger表示，Arena泳衣还采用了一种十弹性面料，该面料的开发耗时约四年。它利用面料本身的张力来产生高压缩性，同时尽量减少拉伸。然而，每次游泳选手穿上压缩泳衣时，都会有一些绑带断裂。游泳选手通常可以指望泳衣能支撑大约10场比赛，具体取决于泳衣的保养情况。
“这些内置的橡皮筋有些会过度拉伸和撕裂，从而导致泳衣变形，”Pinger说。“这款泳衣由于保留了弹性，你仍然能获得我们有史以来在泳衣中达到的最高压缩度。面料不会损坏。它会永远持续下去吗？不，但它比以前的产品寿命长得多。”
所有纱线均采用热塑性聚氨酯（TPU）制成。它具有耐氯性，提供高压缩性但拉伸仅为一半，并且具有疏水性，水会滑落并远离游泳选手。
Steyger说：“我们使用的TPU纱线是单丝线。”“它是一根挤出的单线，不是很多线缠绕在一起，这意味着没有缝隙，因此水不会被困住。”
相比之下，氨纶或莱卡由多根细丝组成，这使得一些水会被吸收，而不是被推离身体。
赢得心理战——也希望赢得奖牌
随着比赛开始，这些比赛泳衣能否帮助赢得最多金牌尚不确定。有一点是肯定的——它们比过去的泳衣领先数光年，有助于游泳选手感觉更快、更强壮。随之而来的是，在一项以微小差距决定的运动中，获得心理优势。
Pinger说：“他们穿上比赛泳衣时，会有一种全面的心理准备，这其中包含了很强的心理方面。比赛泳衣很难穿上，而且价格不菲，所以你不会在每一次小比赛中都穿着比赛泳衣。”“所以，当你穿上比赛泳衣时，你就知道这是一场重要的比赛，并渴望游出好成绩。”
尽管这项运动很大程度上取决于心理，而物理定律也不会消失，但最终取决于游泳选手选择适合自己的泳衣，并相信自己的训练。了解背后有多年的研究和测试，可能会带来差异。
