9秒83一战封神，苏炳添的成绩如何精确到微秒的？

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审核专家：罗财宁
深圳市派赛偲体育科技有限公司
体育电子设备研发总监
第32届奥运会于2021年8月8日在日本东京落幕，中国代表团表现出色，屡创佳绩。其中，苏炳添虽未站上领奖台，但作为黄种人代表中国闯入该项目决赛，本身便是一个伟大奇迹。他百米赛跑半决赛跑出9秒83，决赛跑出9秒98，创造了新的亚洲纪录，再次挑战了黄种人的极限。
你可能好奇，百米赛跑计时如何能精确到微秒呢？
精准计时是衡量运动员速度的最有效、最直观标准，无论是之前成绩载入史册，还是如今新纪录的诞生，精确计时对成绩记录就越有意义。
在人类追求速度的同时，时间计量的精准度也在不断提高。早前的机械时代，1896年第一届雅典奥运会上，采用的是瑞士浪琴公司制作的手动计时怀表。这种手动计时方式极易受人为因素影响，精度不高，误差很大。直到1932年，1130号机芯计时表运用于奥运会，计时精度明显提高，接近1/10秒。
初生电子时代，1949年欧米茄公司和英国竞赛终点记录公司共同制作出以石英驱动的时间记录仪，并开始使用于1952年的赫尔辛基奥运会，标志着竞赛计时的一大突破。石英电子记录仪精度可达1/100秒，计时更稳定，误差大大缩小，还能即时打印比赛结果。
光影结合时代，1945年欧米茄公司研发出第一台移动式独立光电子眼设备，精确度高达1/1000秒。1948年该设备运用于奥运会，解决了肉眼无法判断的胜负之分。1949年“狭缝”终点摄影机研制出来，与光电子眼设备结合，开启了体育计时新纪元。
信息时代，信息技术的蓬勃发展给百米赛跑计时带来飞跃性进步。1992年美国公开了一种利用帧间隔为1/25秒的终点摄像机、光电传感器确定赛跑时间的方法。1994年中国公布了一种图像显示式计时设备，实现了通过普通电视获取赛跑即时终点影像。
科技的创新进步，将计时器推向更完善、更准确的高处，在奥运赛跑项目上发挥着至关重要的作用。
1932年前的奥运会由于技术限制，采用的都是人工计时。裁判是枪响之后开始计时，还是看到烟雾之后开始计时呢？答案是，看到烟雾开始计时。因为常温下声音在空气中的传播速度是340m/s，从起跑线传出的枪声传到终点计时裁判耳朵里要耗费约0.29秒。
为了消除人为差异带来的计时偏差，人类想到了用电子技术代替人工。1932年出现了能在终点线拍照并精密计时的“科比相机”，后续光影结合应用。1964年将发令枪、计时器和终点摄影机相连，一体化的系统设计将计时的精确度提高到新的层次。
到今天，高速运转的光感应终点摄像机每秒能拍下千张照片，并制作出组合图像，高精度量子计时器也能将误差精确到千万分之一秒。人类可以自豪地说，现在的奥运会上，几乎不会出现因计时误差产生的不公平了。
奥运百米赛跑计时程序发展到今天，其复杂性和先进程度是我们难以想象的。发令枪、起跑器、终点计时设备都是相连的，指令信息能即时发送并传达。不仅是奥运会，所有国际赛事的百米赛跑项目都要求使用起跑器并做蹲起式起跑。
奥运田径运动规定，做好最后起跑姿势后，在枪响之前不得移动或有任何起跑动作，否则会被判为抢跑，抢跑一次，直接取消比赛资格。也不能用声音或动作干扰他人，否则算起跑犯规。为防止抢跑，电子起跑器足板上设有压力传感器，考虑到运动员的听到枪声反应时间不会低于0.1秒，而且起跑瞬间双脚要给足板相当大的作用力才能获得瞬间初速度，故奥运会百米赛跑规定枪响0.1秒内运动员对起跑器压力大于30N判为抢跑。如果出现有人抢跑，须重新发令。
百米赛跑运动员必须全程在自己的跑道上跑，如若错跑，不计成绩。到达终点的参测物取决于运动员的躯干，不包括头、颈、臂、腿、手、足，先到终点线者名次列前。如果成绩相等，则名次并列；如果是决赛中第一名成绩相等，则由裁判长依情况决定是否重赛，若不重赛，也并列第一。
你可能觉得，以现代计时器的精准程度之高，出现成绩并列的概率，可不堪比彗星撞地球？其实不然，奥运百米赛跑的计时精度只取到千分之一秒，所以，名次并列也还是存在一定可能的。
赛道终点设有红外光电拦截系统，当第一名运动员越过终点线时会触发激光信号，激光拦截设备快速显示第一名运动员的成绩；还有一台与终点线平行安装的高速线阵摄影机，能以每秒千张的摄像速度将扫描图像并发送信息给计时台；计算机将图像和时间合并处理，再经技术人员通过图像判别成绩，最终得出比赛结果。
作为一项古老而传统的竞赛，百米赛跑用最原始的方式向人类极限提出挑战，我们在不断突破自我，对计时的功能性、精密度也有越来越严格的要求。那么，人类的极限在哪里呢？1968年墨西哥奥运会的百米赛跑，人类第一次突破了10秒大关，那位破纪录的伟人戴维·帕尔这样说：“那是一道虚掩着的门”。