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PART2 바싹 다가선 하이테크 스포츠시대

운동선수도 과학의 힘을 뒷받침받는 시대가 되었다. 선발에서 실전까지 첨단과학이 역할을 하고 있는 것이다. 그리고 인간의 한계를 확장시키는 신기록의 탄생에 하이테크가 돕고 있다.
 

스포츠선진국에서는 어릴 때부터 과학적으로 훈련, 소질을 극대화시킨다.스포츠선진국에서는 어릴 때부터 과학적으로 훈련, 소질을 극대화시킨다.
 

바야흐로 하이테크 시대. 현재 유용한 의학적 진단방법의 하나로 널리 사용되고 있는 전산화 단층촬영술은 1mm의 두께를 필요에 따라 7~20단계까지 정확하고 정밀하게 단층 촬영하여, 첨단의 과학기술이 이미 일반화 되어있음을 실감케 한다. 또 첨단의학은 갈비뼈에 붙어있는 연골조직으로 콧대를 세우는 성형술등으로 여성들의 욕망을 채워주고 있다. 또한 불과 몇년 전만 하더라도 불치의 병으로 여겨졌던 암환자들도 첨단 의학기술을 이용한 조기발견 조기치료 예방 등으로 희망을 걸수 있게 되었다.

고도의 과학기술은 의학 뿐만아니라 의학 생활의 여러부문에 침투, 우리 삶을 풍요하고 편리하게 해주고 있다. 아울러 인간의 능력에는 과연 한계가 있는가하는 의문을 제기하게까지 되었다. 이런 의문을 낳는 첨단 과학은 '인간의 끊임없는 신체적 성취'인 스포츠에도 그대로 적용되고있다.

20년간 깨지지 않은 기록

신체적 노력을 통한 어떤 성취는 항상 대중적 관심을 불러 일으켰다. 원시 부족들은 사냥에서의 승리를 식을 올려 축하했다. 또 아리스토텔레스 에픽테투스 스피노자 등 철인들은 정의 신중 절제 인내 등의 기본 도덕으로서 신체적 용기를 높이 평가했다. 신체적인 능력에 대한 경쟁은 거의 모든 사회에서 필수적인 부분이 되어 왔으며 그 승리자는 대중들에게 우상화되었다. 그래서 예술가들은 그들의 동상을 세우기도 했다.
역사를 통하여 인간은 스스로의 예측을 넘어서서, 그들 자신의 능력을 확대시켜왔다. 인간은 자신들이 할 수 있으리라고 생각했던 것보다 더욱 빨리 달리고, 높이 오르고, 멀리 던질 수 있었다.

1976년의 몬트리올올림픽에서 루마니아의 '나디아 코마네치'는 체조경기에서 일곱번이나 10점 만점을 기록, 세인을 놀라게 하였다.

1968년 멕시코올림픽에서 미국의 '봅비이만'은 높이 뛰기에서 8.9미터를 기록, 종래의 '랄프 보스턴'의 기록보다 55cm를 능가하였다. 20년간 깨지지 않은 이 기록은 앞으로도 당분간은 깨지지 않을 놀라운 신기록으로 보이지만 이런 예측을 언제 누가 빗나가게 할지 아무도 모른다.

다만 우리가 알고있는 것은 새로운 것, 새로운 기록에 대한 인간의 탐구와 노력은 끊임이 없다는 것이다. 인간은 해저의 어둠과 압력에 대항하며 지구의 가장 깊은 곳으로 알려진 대양의 구렁으로 내려갔다. 또 지구에서 가장 높이 솟아 있는 정상에 올랐고, 우주공간을 횡단하는 모험을 하고 있다.

인간의 도전은 여기 그치지 않는다. 그들은 얼어붙는 듯한 추위에서도 빙하의 긴 여행을 견디어 냈다. 또 열대 정글에 인간의 발자취를 남기기 위하여 폭염과 온갖 질병에 맞서 싸웠다. 이같은 도전을 통해 인간은 자기의 한계를 계속해서 넓혀갔다. 새 기록을 세우기 위해 끊임없이 추구해 나간 것이다. 이는 스포츠분야에서도 매한가지였다.

여성들이 남성을 따라잡는다.

1850년 전의 스포츠 기록들은 보존되어 있지 않다. 기록의 중요성을 미처 인식하지 못했기 때문이다. 하지만 그 이후로는 각종 기록들이 남겨지고 있는데, 이 기록들을 보면 인간능력의 꾸준한 향상을 엿볼 수 있다.

1860년 이래로 남자 장거리 달리기 종목에서의 기록은 일정한 특징이 나타난다. 그래프를 그려보면 1860~1880년 사이의 기울기가 거의 수직에 가깝다는 사실을 발견하게 된다. 이것은 매우 빠른 향상을 의미한다.

하지만 1880년경에는 현재에 이르기까지는 비교적 고르고 기울기가 완만함을 보여준다. 이 사실은 지속적이고 점진적인 향상을 말한다.

아마도 초기의 빠른 향상은 참가자 수의 갑작스런 증가에 의해서 가능했을 것이다. 이 기간 동안 운동경기의 무대는 주로 학교였으며 많은 체육협회가 이 때 조직 되었다. 아울러 세계적 기록을 유지하려는 노력과 기록을 갱신하려는 참가자들의 의지가 큰 몫을 했을 것이다.

1900년까지 남자선수들의 기록은 놀라운 성장을 보였다. 물론 이는 남자선수들에게만 국한된 현상은 아니었다. 여성들의 경기의 경우도 기록의 가속현상이 나타난다. 이는 아마도 여성 스포츠 프로그램의 증가, 여성 사이의 경쟁에 대한 대중적 시각, 시설의 편리 등이 영향을 미친 것으로 보여진다. 특히 여성에 대한 편향되고 고정된 시각이 교정되고 여성의 체육적 성취를 남성의 그것과 같이 취급하는 사회적 문화적 변동과 무관하지 않을 것이다.

실제로 여성들은 스포츠에서 뛰어난 수준을 보여왔다. 남성과 해부·생리·행태학적으로 다른 여성들은 때로 남자보다 더 빨리 수영하고, 더 빨리 달렸다.

예컨대 1976년 몬트리올올림픽에서 동독의 '페트라 터머'와 미국의 '셜리 바바샤프'는 여자 수영 자유형 4백m에서 각각 4분 9.89초와 4분 10.46초를 기록하였다. 이는 1964년 도쿄올림픽에서 금메달을 수상한 미국의 남자선수 '돈 숄랜더'의 4분 12.2초보다 앞선 기록.

신기록 인자들

많은 스포츠 과학 연구실의 연구원들은 인간의 육체적 성취를 관찰·측정 및 연구하여 왔다. 인간은 엄청나게 많은 복합된 다양성을 신체내에 지니고 있기 때문에 이런 연구는 매우 복잡하고 어려운 업무이다. 미국 덴버대학의 연구진들은 신체적 재능은 천부적인 재질 학습 기회 감성 지성 신체적인 상황 등에 의해 좌우된다고 하였다.

과거 1백년 동안 많은 요인들이 계속된 신기록 작성에 영향을 미쳐 왔다. '신기록 인자(因子)'들에는 인간의 크기에 있어서의 증가, 향상된 훈련, 새로운 기술, 의학, 영양, 여가의 증가 그리고 훈련시간 등이 포함된다.

역사의 긍적적인 발전 법칙에 따라서 우리는 과거보다 윤택한 삶을 영위하고 있다고 볼 수 있다. 특히 영양적인 고려를 통해, 신체발육에 도움을 주는 영양소들을 보다 선택적으로 섭취한 결과, 인간의 크기가 과거 1백년 동안 꾸준히 증가하고 있다.

실제적인 예로, 오늘날 대학 연령층의 여성은 약 3~4cm, 남성은 약 4~5cm나 그들의 부모세대보다 더 크다. 이러한 결과는, 유전적 요소라기보다는 향상된 영양과 질병의 감소, 그리고 수명을 연장시킨 여러 요소들에 의해서이다.

부쩍 커진 신장과 체구는 기계·물리적인 능력을 높이고 생리학적인 용량을 확대시켰다. 따라서 스포츠의 신기록을 수립할 수 있는 능력도 커졌다고 할 수 있다. 커진 키에 따른 중력과 중심의 상승은 높이뛰기 장대 높이뛰기 허들경기 등과 같은 경기를 잘하는데 도움을 줬다.

또 필요한 근육이 더 많이 있다면 기술의 향상에 도움이 될 것이다. 즉 달릴 때의 폭, 달리기와 높이뛰기에서의 지렛대 역할 등이 그 예이다.

신소재가 신기록을 도와

어느 분야에서건 과학적 연구의 축적이 없으면 상대적 퇴보현상을 경험하게 된다. 지난 몇십년 동안 우리 나라를 포함한 세계 여러 나라에서는 기록갱신을 위한 과학적 연구가 계속되어 왔다.

기록향상의 열쇠를 쥔 훈련에 있어서도 과학의 메스가 가해졌다. 강도, 기간, 개인의 신체능력, 영양적 측면을 전부 고려해서 훈련계획을 짜고 있는 것이다. 과학적인 연구를 통해 확립된 몇가지 훈련요령을 소개한다.

우선 경기 종목 자체에만 매달릴 게 아니라 그 경기와 관련된 특수한 생리학적 지식을 훈련과 연관지어야 한다. 또 훈련량보다는 훈련효과에 더 관심을 두어야 한다. 그리고 훈련량은 점진적으로 증가시켜야 한다. 또한 지나친 훈련은 선수의 건강상태를 해칠 수 있다.

운동선수들이 새로운 기록을 향하여 그들의 최선을 다할 수 있게 해주기 위해서는 새로운 장비와 시설이 필수적이다. 과학기술의 발달로 기록갱신에 필요한 새로운 기기들이 도입되고 있는데 가장 극적인 예는 장대 높이뛰기에서 나타났다.

1960년대 초기까진 알루미늄과 대나무소재의 봉(棒)이 사용되었는데 당시의 최신 기록은 1943년 미국의 '코넬리우스와멜당'의 4.79미터였다. 하지만 섬유유리 소재의 봉이 도입된 후에는 6m이상 높이 뛸 수 있었다. 신소재로 만든 봉은 탄력도 뛰어나지만 경기시에 근육적인 힘도 덜 요구한다.

다른 장비들도 눈부신 발전을 거듭했다. 육상 선수들은 가벼운 신발을 통해 한층 빠른 속도를 낸다. 그들의 신발은 고무창과 고무 너빈을 사용하여 타이어처럼 만든 신이다.

나무와 금속대신 티타늄과 흑연을 사용한 테니스 라켓, 나무대신 티타늄과 흑연을 사용한 야구 방망이 등은 각각 빠른 속력과 에너지 보존, 상해 방지, 진동 경감의 효과로 경기력을 향상시키는데 기여한 신기술들이다.

또 풀밭과 깉은 카핏의 제조는 야구 축구 그밖에 잔디구장에서 행해지던 경기를 더욱 확산시켰다. 잔디대체카핏은 높이 두께 등에서 다양성을 보이며 늘 매끄러운 표면을 제공한다. 그래서 나쁜 날씨 속에서도 공은 탄력을 잃지 않는다.

우레탄 염화비닐 고무 등을 사용한 트랙도 선보여 선수들로 하여금 1년 내내 훈련할 수 있게 한다. 또한 탄력성이 좋아 기록향상을 돕는다.

스포츠의학의 관건은 신속성

스포츠에 참여하는 건강 관리자들 역시 기록의 단축을 도왔다. 적절한 건강관리를 통해 선수들의 '질병의 짐'을 가볍게 해주었다. 또 경기 종목 자체의 특수성으로 인하여 발생되는 문제도 해결해주고 있다.

흔히 선수들은 염좌 좌상 뇌진탕 뇌좌상 골절 탈구 찰과상 열상 등을 입기 십상이다. 그래서 많은 의학 전문가들이 돌보고 있다. 그들이 이룩한 분야가 스포츠의학. 한때 '스포츠과학의 전부'라고 인식되기까지 했던 중요한 분야이다.

최근 25년 동안 선수들의 질환에 대한 진단 치료 예방 분야에서 많은 발전을 이루었다. 특히 진단의 실제적 적용과 컴퓨터의 활용에 의한 신속한 대처가 운동선수에겐 매우 중요하다. 신속성은 스포츠의학에서 크게 강조되고 있는데, 이는 시합일이 선수를 기다리지 않기 때문.

진단 기술의 발달은 전신의 강도가 대칭을 이루는가, 어떤 특수 근육에의 불균형이 있는가 그리고 예측되는 상해는 없는가 등을 판정해 준다. 또 관절 촬영법은 경기시의 조직 열상과 관절 상해의 진단을 가능하게 했다. 또 관절경은 수술이 없이도 무릎 관절을 직접 볼 수 있게 한다. 또한 전염병의 통제능력은 선수들의 연습 시간 손실을 방지하여 주었다.

또 좋은 영양은 성장의 증진, 질병의 감소, 적당한 에너지의 공급 등의 측면에서 신기록작성을 도와준다.

선수들의 영양과 급식에서 꼭 고려되어야 할 사항은 혈당량. 혈당량이 부적합하면 선수에게 큰 지장을 초래할 수 있기 때문이다. 단거리 주자에게 흔히 있는 다리가 부은 듯한 느낌은 글리코겐대사의 증가에 의해서인데, 대사시 형성되는 물이 주범이다.

또 격심한 경쟁, 연습시간 중의 물 손실에 의해 체내 염분이 지나치게 많아지면 탈수를 일으킬 수도 있다.

과거에 비해 엄청나게 많은 양의 여가가 선수들에게 주어지고 있다. 여가는 체계적인 훈련을 어렵게할 것으로 생각되기 쉽지만 실제로는 필요한 기술을 증가시키고, 체육인구를 확산시켜, 결국 신기록을 촉매한다.

스포츠천재들의 특이체질

덴버대학 스포츠과학연구실의 연구자들은 올림픽 경기와 프로스포츠의 챔피언중 최연소자들을 조사했다. 예측했던대로 그들은 그 분야에서 놀라운 천재성을 보였다.

그들의 산소 보유량은 평균보다 많았다. 또 집중적으로 힘을 소모하는 능력이 뛰어났고, 어떤 특정 활동을 하는데 기계·물리적인 이점을 갖는 신체구조를 지닌 경우가 눈에 띄었다. 예컨대 단거리 선수는 좁은 히프(hip)를 가지고 있어 똑바로 달리는데 유리한 신체구조였다. 그리고 감각적 귀환체계(feed back system)가 재빠르며 통합·분석적 기능이 뛰어남을 알게 되었다.

이런 것들이 복합적으로 선수의 기록에 영향을 미친다. 실전경기라는 긴장된 환경에서의 대처 능력은 선수의 과거 현재의 경험과 관련된다.

아울러 개인의 지각 태도 감성 동기는 경기장에서 자신의 능력을 십분 발휘하는데 큰 영향을 미친다.

신기록수립에 있어서 선수들은 전보다 훨씬 적극적이다. 여기에는 선수들의 내재적인 경쟁심리와 인간의 한계를 뛰어넘으려는 의지와 내포돼 있겠지만 외부적인 자극 즉 '명예와 부의 보장'이라는 부수적 열매와도 무관하지는 않다.

한편 올림픽 메달을 위해 전국가적으로 지원하는 스포츠국가주의도 등장하고 있다. 따라서 정부에 의해 설립되고 운뎡되는 훈련센터가 늘고 있는데, 대표적인 나라가 동독과 소련이다. 하지만 근래에는 점점 더 많은 나라들이 동부유럽국가들과 같이 정부가 스포츠 환경의 조성에 열과성의를 보이고 있다.

이처럼 스포츠열기가 가열되자 스포츠과학이라는 분야가 급속도로 발전했다. 운동선수와 과학자가 실험실에서 함께 기록단축을 꾀하게 된 것이다.

생리학자는 선수 몸이 산소사용에 얼마나 효과적인가를 알아내기 위해 트레드밀(tread mil)을 달리는 선수를 관찰한다. 외과의사는 선수의 근육섬유 구성을 결정짓기 위해 근조직검사를 한다.

이렇게 측정된 생리학적 자료는 복합적으로 분석되어 어떤 스포츠에 어떤 선수가 적합한가를 제공할 것이다. 특정 종목에 적합하다고 판정받은 선수는 자신의 특성에 기초를 두어 훈련 기간, 훈련 강도, 훈련 빈도를 적합히 조절, 좋은 성적을 낼 수 있는 것이다.

스포츠와 컴퓨터

최근 남자 육상종목에서의 신기록은 느린 속도로 단축되고 있다. 남자 1백m, 마라톤 등의 기록갱신은 획기적인 사건이지만 지난 50년 동안 육상 종목에서의 향상은 대체로 매우 점진적이었다.

하지만 여성의 경우는 사정이 다르다. 여성들은 적어도 2천년동안 남성보다 빠른 속도로 향상을 계속해 왔다. 결국 여자선수와 남자선수의 기록 차이는 점점 축소될 것이며 이는 이미 증명되고 있다. 수영에서는 기록차가 10%이하로 떨어졌다. 아울러 국제대회에서 여성 종목의 중요성이 강조되는 추세이며, 국가적인 지지가 뒤따르고 있어 여성의 기록향상은 더욱 가속될 전망이다.

한편 컴퓨터의 도입은 스포츠의 극히 섬세한 부분까지 기여를 하게 될 것이다. 우선 컴퓨터는 훈련 효과를 최대화할 비결을 일러줄 것이다. 또한 스포츠 과학연구실에 의해 제공된 선수의 생리적 심리적 상태에 기초를 둔 훈련을 그대로 재현하게 한다.

글 : 한미경

과학동아 1988년 09월호

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