反馈系统理论在训练中的应用

运动员在训练中怎样才能取得最好的效果，同时在比赛中合理分配自己的体力，以便在比赛中取得好成绩呢？

除了人不能控制的先天条件(天赋)以外，训练是最重要的因素。比赛的成绩往往取决于赛前的训练，训练不足或不科学会导致比赛成绩不好。而另一个极端是运动员往往会训练过量，最后导致伤痛。问题的关键是训练量是不是足够或者过量是个不容易预先决定的事。等受伤的时候，你当然知道训练量过了，但那时为时已晚。

这让我联想起防抱死车闸(ABS)里的闭环反馈控制系统设计。当驾驶员在紧急情况下一脚刹车踩下去的时候，防抱死车闸系统并不知道车子是在什么样的路面上，是干燥的柏油路，碎石子路，光滑的冰面上，或者是松散的积雪上？各种不同的路面需要采取不同的控制方式以达到最佳的刹车效果。那么防抱死刹车系统是怎么工作的呢？其实说起来非常简单，就是用很高的频率进行点刹车，不断的给车轮刹车加压力，一直加到车轮快抱死了，然后减压力。用一句通俗易懂的话解释，就是摸着石头过河。

再举一个简单的例子来说明开环控制和闭环控制的区别。如果想把一个杯子装满水，可以先计算杯子的容量，然后算好出水的流量，算出需要打水的时间。之后只要把开关打开，计时到所需要的时间，水就应该装满。但是这个开环控制有一个致命的弱点，那就是这些计算的水的流量，杯子的容量，或计时器不准确时，这些误差会直接反映到结果上。而且这个过程很麻烦，每次你换一只杯子，换一个水龙头，都要重新算。那我们来看看另外一种控制方法: 闭环反馈控制系统。同样想把一个杯子装满水，只要把水龙头打开，眼睛看着水面，根据视觉反馈，水面快满时把水关掉。所有人打水的时候都是用这种闭环反馈控制系统。它的好处就是不需要任何计算。只是不断在观察水面，满了就关，不满就继续放。当然，这个闭环反馈控制系统需要有一个反馈信号，这里就是人的视觉系统，再加上大脑的判断。如果是个瞎子，显然这个闭环反馈控制系统就不灵了。

好，再回到运动训练。开环控制系统就是有一个训练计划运动员就照这个计划去做。最后就应该能达到目标。但是就跟打水的例子一样，这个方法有它的致命缺陷，就是这种训练计划只是提供一套方法，具体执行起来，每个人都不一样。那么闭环反馈控制该怎么做呢？首先我们要找到反馈信号。它可以包括运动员的感受，但是这种感受很难数字化地精确描述出来。也可以是某些比赛的成绩，比如说一个长跑运动员照某种训练计划训练一阵以后去参加一个5公里比赛看看结果怎么样？再换一种训练方式，然后去参加一个5公里或者10公里或者半马。根据这些结果，最后决定一个最适合自己的一个训练方式。这种闭环反馈系统看似合理，但是实际上需要大量的经验和时间。我曾经用过回归的方法(regression)来决定我的最佳全马配速。具体的应用是，三英里，六英里，七英里，八英里，九英里，半马等不同的距离看看自己最快能用多少时间跑完。然后用曲线拟合的方式得出一个函数，这个函数以距离为自变量，应变量是配速。这个方法对我来说结果非常好。

注意：这条回归曲线是为我自己量身打造的，其他人不能直接套用。当然你想用的话，可以用回归方法自己推导出一个对你适用的回归函数。

最近开始铁人三项的训练。铁人三项从道理上来讲和其他的耐力训练是一样的，但是比其他单一的运动项目来说，复杂程度又增加了，因为它有三项。除了训练中的技巧以外，在比赛的过程，每一项用多少力气，也是一个很复杂的优化问题。

首先考虑每一项:游泳，骑自行车，跑步。基本上在比赛中每项用的时间是你投入到这项力气的一个单调递减的函数。而且在一开始的时候，当你投入更多的力气，你的结果会有很大的改进。但是当你接近极限的时候，你再投入更多的力气，你的回报会越来越小。具体数值，每个人可能都不一样。但是我相信这个曲线看上去应该是这样的。

很明显，在拐点a附近，曲线特性发生了很大的变化。超过这个拐点以后，增加同样的力气，得到的回报会小很多。所以比赛的时候显然不应该超过这个拐点。问题的关键在于，怎么样找到这个拐点呢？答案还是: 摸着石头过河。必须要在训练过程或者一些比赛中不断摸索，来找到这个拐点。游泳，自行车，和跑步，三条曲线虽然数值不同，但是三项都自己的拐点。所以在三项训练中，要把每一项的拐点都摸索出来。

当然，这还不够。因为在拐点附近有可能已经接近极限值了。比如说在游泳的时候，就照着拐点附近的力气去游的话，可能后面两项就没有力气了。所以前面两项不但要知道拐点在哪里，而且要找拐点以下哪一点更能得到最优的结果。举个最简单的例子。我如果把骑车的速度放慢，多用十分钟。因此而节省下来的这部分体力能在跑步的过程中找回来几分钟呢？如果跑步的时候，能省下来十五分钟。那么就净省五分钟。如果最后导致跑步的时候只快了八分钟，那么净赔两分钟。所以一个三项运动员应该在游泳，自行车两项中寻找一个最优点，而不是全力以赴地在这两项中争取最好成绩。这个道理说起来容易，但是做起来确实很难。也可能要在训练中经过无数次的试验才能够找到在三项中的最优体力分配值。所以我认为铁人三项第一次参加比赛的话，因为经验不足，结果肯定不会太好。随着经验的积累，结果会越来越好。

摸着石头过河，并不是完全靠自己摸索。有些规律还是要利用的，比如训练时要有周期，三周加量后第四周减量，比赛前两周要减量，训练时不要连续两天大强度，要有适当的力量训练和拉伸等等，这些是长跑，铁三训练的普遍规律，可以直接拿来用，不需要重新发明车轮子。

刚开始训练铁三时，我也认真考虑过要不要找个教练。教练绝对不光是为你提供一个训练计划，教练应该是反馈系统的一部分，他们带来的是经验和理论。运动员本身是反馈系统中的最重要的部分。最后没找教练，也许是个错误的决定。但我很享受摸着石头过河的过程。