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運動基因:頂尖運動表現背後的科學

The Sports Gene: Inside the Science of Extraordinary Athletic Performance

出版品牌:行路出版

作者:大衛・艾普斯坦

譯者:畢馨云

ISBN:9789869891363

出版日期:2020-12-02

定價:NT$  520

優惠價:77NT$400

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內容簡介 |

美國前總統歐巴馬推薦讀物,榮獲美國國家科學院科學傳播獎,

顛覆「刻意練習」迷思,改變美國國手訓練方針,

震撼體壇、暢銷不墜,不容錯過的運動科學經典!

 

*****

愈早投入訓練,便能贏在起跑點,超越同齡人?

勇於跳脫舒適圈,挑戰更艱難目標,是進步的不二法門?

勤奮地刻意練習,人人都能達到天才水準?

像「閃電」尤塞恩・波特、游泳名將麥可・菲爾普斯,以及網球名人小威廉絲這樣的運動明星,是因為遺傳上異於常人,而稱霸他們的運動領域的嗎?或者,他們只是靠意志力和刻意訓練,來克服生理極限的普通人?在運動領域中,個人成就是受先天所左右,還是由後天努力所主導,科學家們爭論已久。然而真相遠比「先天還是後天」這二分法複雜得多。

    1940年代以降,數個關於特殊技能的研究結果皆認為:區別出好手和業餘人士的知覺運動技能,是透過練習學會或像軟體般下載而來。這些論據在1990年代末,催生了現代運動專業領域中最著名的理論——刻意練習。雖然當時關於「一萬小時法則」的資料都是當事人自己回溯的,且「刻意練習」倡議者艾瑞克森博士日後承認,他那些現在舉世知名的資料僅是從少數受試者身上收集而來,然而基因(先天條件)不重要,努力就能成功」的勵志觀點仍席捲全球,至今被奉為圭臬。即使2003年人類基因體計畫完成,基因科學日漸重要,艾瑞克森也把基因納入論文裡,基因對於個人習得新技能的影響,仍因「政治不正確」而傳播不力。

    艾普斯坦為了釐清「先天/後天」論戰的複雜脈絡,花費數年走訪眾多國家,親訪無數第一線科學家、奧運金牌選手、乃至帶有罕見基因突變或身體表徵的運動員,以豐富且令人驚嘆的實際案例,闡述運動遺傳學的研究成果,從基因的角度進行了全面而深入的討論,重新審視人們對於天賦和努力的認知。此外,作者還談及文化、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,甚至分析了運動中的遺傳疾病風險,探討人們該如何面對先天因素,採取最適當、最有效的訓練方式。

作者簡介 |

大衛・艾普斯坦David Epstein

擁有環境科學和新聞碩士學位,是線上非營利新聞媒體ProPublica的調查報導記者,《運動畫刊》資深撰述,專門報導體育新聞與相關科學,除了《運動基因》,另著有《跨能致勝》(Range: Why Generalists Triumph in a Specialized World)。現居美國華盛頓特區。

譯者簡介 |

畢馨云

清華大學數學系畢業,曾任出版社科普書編輯十多年,目前為自由譯者,假日在業餘交響樂團拉大提琴。譯有《這才是數學》、《科學酷媽的育兒大探險》、《數學好有事》、《幫孩子找到自信的成長型數學思維》、《邏輯的藝術》等,另有譯作刊於《BBC知識》雜誌。

目錄 |

自序 尋找運動基因

1 技壓職棒大聯盟明星的女子:不談基因的專精模式

2 兩名跳高選手的故事(或:10,000小時±10,000小時)

3 大聯盟視力與史上最好的青少年運動員樣本:軟硬體兼具的典範

4 男人為什麼有乳頭

5 可造之才

6 從巨嬰、渾身肌肉的惠比特犬,談基因如何影響肌肉鍛鍊

7 體型大霹靂

8 NBA球員的身體比例

9 我們(某種程度上)都是黑人:種族與基因多樣性

10 牙買加人為何獨霸短跑?黑奴戰士理論

11 瘧疾與肌纖維

12 卡倫金族人人都很善跑嗎?

13 世上最意外(高海拔)的人才過濾器

14 雪橇犬、超馬選手與「懶骨頭」基因

15 傷心基因:運動場上的猝死、損傷與疼痛

16 金牌突變

後記:完美運動員

美國平裝版後記

致謝

註釋與部分引用文獻

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書摘 |

第一章 技壓職棒大聯盟明星的女子:不談基因的專精模式(節錄)

 

1940年代初期,荷蘭西洋棋大師兼心理學家阿德里安・德赫羅特(Adriaan de Groot)開始鑽研西洋棋特殊技能的核心。德赫羅特會測試各種程度的西洋棋棋士,設法剖析最高段的特級大師比一般職業棋士更勝一籌、而一般職業棋士遠比俱樂部棋士優秀的原因。

當時普遍的看法是,棋藝高超的人在棋局中,會比棋藝不精的人想得更遠,棋藝純熟者和新手相比之下也是如此。但當德赫羅特要特級大師和技術嫻熟的人說出,他們在面對不熟悉的棋局所做的決策時,他發現,棋藝等級截然不同的人反覆思考的棋子數一樣多,而且提出的可能棋步大致相同。他想知道,既然如此,特級大師為什麼最後會下出技高一籌的棋步?

德赫羅特找來四名棋士組成一個小組,分別代表各自的棋藝等級:一位是拿過世界冠軍的特級大師,一位是有大師頭銜的棋士,一位是市賽冠軍,一位則是普通的俱樂部棋士。

德赫羅特又請了一個大師,從難解的棋局中想出不同的布局,接著他做的事情很類似史塔克斯三十年後對運動員所做的:他拿著棋盤從棋士眼前閃過幾秒,然後要他們在空白棋盤上重新擺放棋子。結果呈現出不同等級之間有何差異,尤其是兩名大師和兩名沒有大師頭銜的棋士之間。德赫羅特如此寫道:「差異明顯到幾乎不需要進一步證實。」

四次試驗中,特級大師看了三秒就重新擺出整盤棋,而大師可以做到兩次。棋藝較遜的兩人都沒辦法十分準確地重現任何一盤棋。總的來說,特級大師和大師在這些試驗中,準確重新擺放出超過90%的棋子,而市賽冠軍大約達成70%,俱樂部棋士只完成了50%左右。特級大師在五秒內掌握到的棋局,比俱樂部棋士在十五分鐘內掌握的還要多。德赫羅特寫道,從這些試驗可看出,「經驗顯然是那些大師棋士優異成就的基石。」不過,還要再等三十年才能證實,德赫羅特所看到的其實是後天習得的技藝,而不是天生非凡記憶力的結果。

卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)的兩名心理學家威廉・卻斯(William G. Chase)和赫伯・西蒙(Herbert A. Simon,1978年獲頒諾貝爾經濟學獎),在1973年發表了一個影響深遠的研究,他們在研究中重複了德赫羅特的實驗,並做了一點變化:他們用來測試棋士回想能力的棋盤上,有未曾出現在棋局裡的隨機棋子布局。卻斯和西蒙給棋士五秒研究這些隨機布局,接著要他們重新擺出來,這時大師棋士的回想優勢就消失了,突然間,他們的記憶力和普通棋士沒有兩樣。

卻斯和西蒙為了解釋看到的結果,提出了關於特殊技能的「組塊理論」(chunking theory,或譯「意元集組理論」),這是研究西洋棋、運動等比賽時的核心觀念,有助於解釋史塔克斯在草地曲棍球員與排球員身上的研究發現。

無論西洋棋大師還是菁英運動員,都會「分塊處理」棋盤或球場上的資訊,換句話說,好手會下意識地根據他們看過的模式,把資訊分成有意義的少數記憶區塊(chunk,或譯「意元」),而不是設法對付大量的個別訊息。在德赫羅特的研究中,技藝平平的俱樂部棋士是在審視並設法記住二十個西洋棋子的布局,而特級大師卻只需記住幾個區塊,每一塊各有幾個棋子,因為棋子之間的關係對他來說有重要意義。

特級大師熟諳西洋棋的語言,腦子裡有個裝著無數棋子布局的資料庫,這些布局全都分為至少30萬個有意義的記憶區塊,這些區塊又歸類成心智「範本」,也就是棋子(或運動員)的大塊布局,有些棋子可以在其中四處移動,又不會讓整個布局變得無法辨認。新手被新的資訊和隨機性淹沒,大師卻能看出熟悉的秩序和結構,讓他把注意力放在攸關眼前決策的訊息上。卻斯和西蒙寫道:「過去由緩慢、有意識的演繹推理完成的工作,現在靠迅速、下意識的知覺處理就能達成。西洋棋大師說他『看見』正確無誤的棋步,並沒說錯。」

無論是西洋棋士、鋼琴家、外科醫生還是運動員,追蹤老手眼球運動的許多研究都發現,經驗累積得越多,他們就能越快篩選視覺資訊並去蕪存菁。好手在決定下一步時,會很迅速地把注意力從不相干的訊息移開,而切入最重要的資料。新手一直想著個別的棋子或球員,好手卻更關注棋子或球員之間的空隙,這些空隙才是和整體中各部分的一致關係密切相關的。

在運動中至為重要的是,頂尖運動員可以藉由察覺秩序,而從球員的排列或對手肢體動作的細微變化,擷取出關鍵資訊,以便下意識地預測接下來的動向。

***

布魯斯・亞伯內西(Bruce Abernethy)是昆士蘭大學的研究副院長,1970年代末他還是澳洲昆士蘭大學的學生時,便已開始擴充史塔克斯的遮擋測試法。酷愛板球且親身參與的他,首先利用超8毫米底片,去拍攝板球投手的影片。稍後他會讓擊球手看影片,但在球投出手前就暫停,要他們設法預測球會朝什麼方向前進。不出所料,板球好手比新手球員更善於預測球的路徑。

此後數十年間,亞伯內西越來越精於使用遮擋測試法,去闡釋運動方面的知覺特殊技能基礎。亞伯內西的研究已經從影片螢幕轉向球場,他提供護目鏡給網球運動員,在對手準備擊球時這副護目鏡會變成不透明的;而他提供給板球擊球手的,則是模糊度不一的隱形眼鏡。

亞伯內西的主要發現是:頂尖選手要得知接下來發生的事,所需的時間和視覺資訊比較少,而且他們會像西洋棋好手那樣,不知不覺全然專注在緊要的視覺資訊上。頂尖選手把肢體動作和運動員排列訊息分塊處理,這方式與特級大師思考城堡和主教的方式如出一轍。亞伯內西說:「我們已經測試過板球擊球好手,他們只會看到球、手和手腕到手肘,而他們的表現還是比隨機的巧合來得好。這看起來很不尋常,不過手和手臂之間有重要的資訊,好手可以從這當中得到供他們做判斷的線索。」

亞伯內西發現,頂尖網球選手能夠從對手發球前微微的軀幹動作,看出一記球會朝自己的正手或是反手擊球位置飛來,而球技平平的選手得等到看見球拍移動,因而喪失掉寶貴的反應時間。(在羽球的研究中,如果亞伯內西遮擋球拍和整個前臂,就會使頂尖選手變回近似新手,這代表下臂傳達的訊息在羽球運動中極為重要。)

職業拳擊手也有類似的技能。世界拳王阿里(Muhammad Ali)的一記刺拳只消短短40毫秒的瞬間,就會擊中站在大約半公尺遠的對手臉龐。阿里的對手如果沒有從他的肢體動作預期到這一拳,就會在第一回合被擊倒,著著實實挨上每一拳。(阿里的本領是隱藏出拳的軌跡,讓對手預期不到,這往往也代表他們幾回合後就會被擊垮。)

就連看似純粹出於本能的技能(投籃沒進時跳起來搶籃板球),也是學習而來的知覺特殊技能,以及針對某個射手的微妙肢體變化會如何影響籃球軌跡,所累積出來的知識庫。這個知識庫要透過嚴謹的練習才能建立起來。

如果沒有這個知識庫,運動員就少了預測未來的資訊,就像面對隨機棋盤的西洋棋大師,或是像對上了珍妮・芬奇的亞伯特・普荷斯。由於普荷斯腦中沒有關於芬奇肢體動作、她的投球傾向、甚至壘球旋轉方式的知識庫,供他預測接下來的動向,因此他老是被迫在最後一刻才做出反應,而且普荷斯的簡單反應速度非常普通。

聖路易華盛頓大學(Washington University in St. Louis)的科學家進行測試時,一代強打普荷斯的簡單反應時間和大學生的隨機樣本相比起來,排在第66百分位數。

***

沒有人生來就具備頂尖運動員所需的預期能力。亞伯內西研究羽球菁英選手與新手的眼球運動模式時,他發現新手已經注視著對手身體的正確部位,只是他們沒有認知資料庫可提取資訊。亞伯內西表示:「如果他們有這個資料庫,把他們訓練成好手就容易多了。你只要說:『看著手臂。』或者,真正該給棒球打者的建議不是『盯著球看』,而是『看著對方肩膀』。但事實上,假如我們這麼告訴他們,反而會讓表現好的球員變差。」

無論是擊球、投球還是學開車,個人在練習某項技能時,執行該項技能牽涉到的心智歷程,會從大腦額葉的高等意識區,轉回到比較原始的、掌管自動程序或是「不用思考」就能執行的技能的腦區。

在運動方面,大腦自動化對於所練習的技能有超高專一性,針對接受特定項目訓練的運動選手所做的大腦造影研究甚至顯示,只有在運動員從事該項目時,其額葉的活動才會沉靜下來。如果讓跑步選手騎上單車或操作手轉車(踏板由手來驅動而不是腳),他們的額葉會比跑步時更加活躍,即使騎單車或手轉車看起來並不需要太多有意識的思考。選手接受的身體活動訓練,會在腦部變得特別自動化。回到亞伯內西的觀點,運動新手才會「考慮」某個動作,而好手失常變回業餘水準的關鍵,也在於他們「考慮」了自己在做的事。(芝加哥大學心理學家席恩・貝洛克[Sian Beilock]已經證明,高爾夫球選手可以藉由哼歌,克服壓力引起的推桿失誤[她稱之為分析癱瘓],從而使較掌管高等意識的腦區能夠全神貫注。)

在發展出特殊技能的過程中,組塊和自動化相輔而行。普荷斯必須靠一種迅速的潛意識歷程,認出肢體的暗示和模式,才能在投手剛把球投出手時決定是否該揮棒擊球。四分衛培頓・曼寧也是如此,他沒辦法在快如閃電的線衛面前停下腳步,運用意識整理他從日積月累的練習和觀摩中獲知的防守位置及模式,他只有幾秒鐘可以掃視球場然後丟球。他是下快速西洋棋的特級大師,只是騎士和兵換成了線衛和安全衛。(同時,職業美式足球聯盟NFL的防守教練則在移動他們的球員,企圖讓曼寧看到一個看上去會騙人或隨機的棋盤。)

從德赫羅特到亞伯內西,關於特殊技能的研究結果可以總結如下:「它是軟體,而非硬體。」在我採訪研究特殊技能的那些心理學家的過程中,這句話就像播放跳針的唱片般重複出現。也就是說,區別好手和業餘人士的知覺運動技能,是透過練習學會或(像軟體般)下載而來的,這些技能並非人類機器的標準零件。這個論據催生了現代運動專業領域中最著名的理論,而基因在這個理論裡沒有立足之地。

*****

它是從音樂家開始的。

1993年,有三名心理學家為了做研究,向西柏林音樂院求助,當時這間音樂院由於栽培出世界一流的小提琴家而享譽國際。

該音樂院的教授協助這三名心理學家,鑑定出十個「優異的」小提琴主修生,他們有可能成為國際級的獨奏家;十個「表現佳」的學生,有可能在交響樂團裡謀生;以及十個欠佳的學生,歸類為「音樂老師」,因為那可能會是他們未來的出路。

這三名心理學家詳細訪談了這30名音樂院學生,結果出現某些相似處。三組音樂家全都是從八歲左右開始有系統的學琴,而且全都在十五歲左右決定要成為音樂家。儘管他們的琴藝各不相同,但這三組人每週都花了多達50.6個小時精進音樂技能,包括上音樂理論課、聽音樂,還有練琴和演奏。

接著,浮現了一個重大差異。前面兩組小提琴手每週獨自練習達24.3小時,而第三組只有9.3小時。這麼說來,儘管獨自練習比團體練習或表演演奏等活動更加費神,音樂家仍然認為獨自練習是他們的訓練當中最重要的一環,也許就不足為怪了。前面兩組小提琴手的生活,似乎離不開練琴及訓練後的恢復,他們每週睡眠60小時,而第三組是54.6小時。不過,前面兩組獨自練琴的時數並沒有差異。

因此三名心理學家要這些小提琴手回溯估計,他們從開始拉琴以來花了多少時間練習。第一組小提琴手在他們初次拿起樂器之後,練習時數增加的速度就開始超過其他兩組。到十二歲時,「優異的」小提琴手就比未來的「音樂老師」多了大約1,000小時,即使前面兩組在學院裡花相同的時間精進琴藝,但平均來說,未來的國際級獨奏家在十八歲時,已經獨自練習達7,410小時,而「表現佳」這組是5,301小時,未來的「音樂老師」則為3,420小時。這三名心理學家寫道:「由此可見,三組的技藝水準,完全對應了他們單獨練琴的平均累積時數。」他們因而結論道,有可能解釋為音樂天分的特質,本質上其實是多年練習下來的結果。

值得注意的是,他們發現鋼琴演奏家的累積練習時數,平均來說和優異小提琴手差不多,彷彿有某種特殊專長法則似的。三名研究人員依據每週練習時數的估計值,指出無論是演奏哪種樂器的專業音樂家,他們到二十歲時已累積練習了一萬個小時,而專精的演奏家會投入更多的「刻意練習」,也就是令受訓者竭盡所能且通常是獨自進行的那種努力練習。

在〈刻意練習在獲得專業表現中的作用〉(The Role of Deliberate Practice in the Acquisition of Expert Performance)這篇如今很出名的論文中,作者群把他們的結論類推到運動上,同時也引用了史塔克斯的遮擋測試法(亦即顯示,經由學習而得的知覺特殊專長,比未經訓練的反應能力更為重要)。他們指出,在音樂和運動上,累積的練習時數會假冒成與生俱來的天分。

這篇論文的主要作者是心理學家安德斯・艾瑞克森(K. Anders Ericsson,目前在佛羅里達州立大學執教),後來被視為「一萬小時」法則(但他本人從未稱之為「法則」)或「刻意練習架構」之父;後者是研究「技能習得」(skill acquisition)的人常用的稱呼。

大家把艾瑞克森視為研究專家的專家。他和提倡此架構的其他人進一步提出,從短跑到外科手術等各種領域的天分,長時間累積的練習都是真正在背後施展魔法的巫師。

基因科學日漸重要,艾瑞克森也把基因納入論文裡。艾瑞克森和共同作者在他們2009年的論文〈邁向優異成就的科學〉(Toward a Science of Exceptional Achievement)中寫道,成為職業運動選手(或任何職業人士)所必需的基因「都在每個健康的人的DNA裡」。以此觀點看來,使專家有所差異的是他們的練習史,而非身上的基因。媒體在解釋艾瑞克森的研究結果時,往往會說練習一萬個小時是讓人成為任何領域的專家的必要兼充分條件。大家開始流傳,練習時數不到一萬小時,就無法專精某個技能,反之只要練習了一萬個小時,人人都能成為專家。

在幾本暢銷書和大量文章的助長之下,一萬小時法則(又稱「十年定律」)已經在培育運動員的世界裡扎根,促使人們讓孩子早早開始接受嚴格訓練。

有些暢銷作者在描述艾瑞克森的研究時,除了論及因練習而產生的差異,還考慮到個別的基因差異,但又有些作者堅決認為一萬小時法則是決定性的,遺傳天賦在專業成就中並沒有發揮的餘地。在這本書的調查報告過程中,我看到截然不同的人指稱,一萬小時法則是競技場上的成功祕訣,包括美國奧委會的一名科學家所接受的訪談,以及某支避險基金向投資人說明該基金成功理念的年度公開信。

我甚至結識了一名高爾夫球選手,他目前正在親自檢驗這個法則。

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詳細資料 |

書籍代號:1WFO0022

商品條碼EAN:9789869891363

ISBN:9789869891363

印刷:黑白印刷

頁數:352

裝訂:平裝,膠裝

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