奥运计时术揭秘:千分之一秒差距决定胜负

冬季奥运会

奥运会分为夏季奥运会和冬季奥运会，每两年交替举办。由于这些运动项目之间存在诸多不同之处——从距离远近到天气因素——各项运动赛事的计时技术自然也大相径庭。

雪橇

由于奥运会雪橇选手会以高达90英里(约合145公里)的时速滑行，所以，即便是哪位选手笑到最后，他也是以极其微弱的优势险胜。在计时精确至千分之一秒，且计时设备必须承受零下30华氏度低温的情况下，高科技成为比赛不可或缺的重要条件。雪橇比赛的起点线和终点线均装有0.5英寸至1英寸红外光束，用以聚焦接收装置，在光束被分离的那一刻，接收装置会启动或停止运行计时钟。激光技术尽管在竞赛环境下大显神通，但仍在2002年美国盐湖城冬奥会上被红外光束所取代，因为研究表明降雪经常使激光束出现问题，而大雾使电子眼失去火眼金睛的效力，从而降低了精确度。

速度滑冰

速度滑冰计时技术同短距离田径比赛存在诸多相似之处。计时钟由发令枪启动，电子眼在每名选手穿过终点线激光束的那一刻，将信号发送给计时电脑。因为速度滑冰选手的速度最高可达时速30英里(约合48公里)，甚至于一个脚尖决定着冠亚军的归属，两台分开安装的摄像机扫描终点线，以每秒2000帧的速度记录下每一张图像，并将完成的图像发给裁判帮助确定最终的胜者。

滑雪

高山滑雪选手手持滑雪杖从起点旗门高速启动滑行。这些旗门一打开，即向计时台发送电子信号启动计时钟。同雪橇比赛相似，运动员穿过终点线时，红外线受到干扰，即停止计时钟运行。在越野滑雪和北欧式滑雪(Nordic)等长距离滑雪比赛中，安装在每名选手滑雪鞋上的射频识别标签会将他们的信号发到天线。天线埋设于起跑线、终点线和两点之间的雪地下面。这样一来，选手的启动时间、穿越终点的时间以及比赛进程全部尽收眼底，被录像后播出，供裁判进行实时判罚。

保持计时准确性的绝招

尽管大部分比赛用时对外公布时只精确到百分之一秒，但奥运会计时标准要求比赛计时精确至毫秒。即便是出现了极其微小的误差，计时员也必须做好最坏的打算。以下是计时员保持计分准确的几大“绝招”。

“智能”系统：由于担心遇到电缆被切断或某一设备停止工作，每一套计时系统均拥有最多四套备用系统。一旦某一设备失灵，这些系统会自动开启，这样一来，计分结果不会丢失(奥运比赛可没有重赛)。一些冗余系统(redundant system)通过时间同步打印机将数据打印出来，从而给数据备份。而其他一些冗余系统则确保时间可以通过计分板和互联网及时传递至观众和媒体，让他们对赛果有实时了解。此外，安设于起点线和终点线的激光和红外光束并非一直不变，相反，它们不断地快速闪烁，以便不会被背景灯或降雪的变化所干扰。信号只有在光束连续中断多次之后才发送给计时钟。

自动防故障装置：因为诸多运动员存在“抢跑”的问题，计时员此时还必须起到裁判员的作用，用以保留参赛选手得分的精确性。科学家研究发现，普通人对刺激(如发令枪)的反应为十分之一秒，而在奥运会赛场，如果运动员的启动时间迟于发令枪响后十分之一秒，就会有专门的系统停止计时钟工作，因为这意味着他在发令枪响前之开始“反应”。

为测量这种反应，田径和游泳比赛中使用的起动器均安装有电子压力板，发令枪响前选手双脚放在上面。作为压力的第一迹象(选手脚蹬住起跑器)，起跑器向计时台发送信号。如果选手的反应时间被确定为低于十分之一秒，计时钟会自动停止运转，同时告警信号发送至计时官员耳机重新进行比赛。通常情况下，抢跑的选手会失去比赛资格。

在游泳接力比赛中，反应时间经由两个方法确定，一是比赛启动的时间，二是每名选手“加标签于”队友。如果队友在第一名选手碰到泳池触摸板后不到十分之一秒即跳离起跑器，那么他之后的选手则会因错误启动而失去比赛资格。在这两种情况下，高速视频摄像机还在水平时标下记录下运动员的比赛过程，以出现防争议时进行解决。

争议中进步——因为奥运官方计时器备有高度冗余的系统，及具有数字和视觉数据的多个计时设备，那么裁判员通过分析，有关计时方面的争议通常会快速得到解决。不过，一旦选手的投诉最终被证实正当，一般情况下，往往会导致对现有计时技术的研究和开发。

例如，在德国选手西尔克·克劳斯哈尔(Silke Kraushaar)1998年获得无舵雪橇金牌之后，裁判分析发现光电传感器具有精确至两毫秒的误差，这恰恰是克劳斯哈尔胜出第二名的时间。由于担心这一系统的精确度，时任美国奥委员会首席工程师的汤姆·威斯滕伯格(Tom Westenburg)开发出高速调制(high-modulation)、三重冗余(triply-redundant)的系统，精确度小于半毫秒，目前一些比赛还在使用这套系统。