与奥斯卡·皮斯托瑞斯交锋的跑步运动员说，他们知道这位南非选手从身后逼近时。他们会听到一种独特的咔哒声越来越响，就像一把剪刀划破空气的声音——那是皮斯托瑞斯的猎豹Flex-Foot假肢的声音。
正是这些长长的、J形的碳纤维小腿——以及随之而来的世界级比赛成绩——让一些人提出了一个不受欢迎的问题：皮斯托瑞斯，这个克服了重重困难，成为第一位参加奥运会级别比赛的双腿截肢运动员的人，是否拥有不公平的优势？科学家们正陷入一场关于皮斯托瑞斯是否应该被允许参加2012年伦敦奥运会的辩论中。
皮斯托瑞斯出生时没有腓骨，腓骨是小腿中的两根长骨之一。他小时候无法行走，在11个月大时，他的双腿在膝盖以下被截肢。但是，这个成长中的孩子并没有让他的残疾拖慢他的脚步。12岁时，他和同龄男孩一起打橄榄球，2005年，18岁时，他在南非锦标赛上以47.34秒的成绩跑完400米比赛，排名第六。现在25岁的他，人称“刀锋战士”，已经获得了2012年伦敦夏季奥运会的参赛资格，距离比赛开始只有三周的时间。但他应该被允许参赛吗？
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这个问题似乎很荒谬。一个没有小腿的人怎么可能比拥有天然腿的运动员更有优势？这场辩论在2007年发生了科学上的转变，当时一个德国团队报告说，皮斯托瑞斯比天然跑步者消耗的能量少25%。这一结论与一家名为Össur的冰岛公司生产的特殊假肢有关。猎豹Flex-Foot已经成为残奥会（以及潜在的奥运会）运动员的首选跑步假肢。Össur研发执行副总裁希尔马·扬努松解释说：“当使用者跑步时，假肢的J形曲线会在冲击时被压缩，储存能量并吸收通常会被跑步者的脚踝、膝盖、髋部和下背部吸收的高水平压力。”然后，猎豹的碳纤维层会随着跑步者的步伐反弹离地。
在德国的报告发布后，国际田径联合会（IAAF）禁止皮斯托瑞斯参加比赛。皮斯托瑞斯聘请了杰弗里·凯斯勒，一位曾代表美国国家篮球协会和美国国家橄榄球联盟运动员的高级律师。很快就清楚地表明，国际田联的研究设计非常糟糕，因此当皮斯托瑞斯的团队要求进行一项新的研究时，他们得到了批准。不久，科学家们聚集在莱斯大学，弄清楚皮斯托瑞斯的身体到底发生了什么。
科学团队包括了彼得·韦扬，南方卫理公会大学的生理学家，他拥有测量冲刺过程中所涉及力的跑步机。罗杰·克拉姆，科罗拉多大学博尔德分校的田径爱好者，研究生物力学。休·赫尔，他本人也是一名双腿截肢者，是一位著名的生物物理学家。三人和其他专家测量了皮斯托瑞斯的耗氧量、腿部运动、他对地面施加的力和他的耐力。他们还研究了腿部复位时间——皮斯托瑞斯将腿从后方摆动到前方所需的时间。
几个月后，该团队在《应用生理学杂志》上发表的一篇论文中得出结论，皮斯托瑞斯“在生理上相似，但在机械上不同于”用完整腿跑步的人。他像天生腿的短跑运动员一样使用氧气，但他移动身体的方式不同。
莱斯大学的研究结果——生理上相似，机械上不同——于2008年提交给了瑞士体育仲裁法庭（CAS），该法庭裁定皮斯托瑞斯应被允许跑步，撤销了国际田联的决定。他以0.7秒之差错过了2008年北京奥运会的参赛资格。
但随后出现了科学上的争议。发表该论文的团队成员开始对“机械上不同”到底意味着什么表达了非常不同的看法。一个小组说，皮斯托瑞斯的差异使他与其他所有运动员处于同一水平的跑道上。另一组则说，皮斯托瑞斯在机械上的不同赋予了他严重的竞争优势。
拥有跑步机的科学家韦扬认为，皮斯托瑞斯的假肢使他能够以任何非假肢佩戴者都无法做到的方式移动，从而使他获得了优势。生物力学专家克拉姆认为，“刀锋战士”的刀片在帮助他的同时也阻碍了他。
最大的争议点之一是肢体复位时间。普通优秀的男性短跑运动员将腿从后方摆动到前方的时间为0.37秒。最近五位100米短跑世界纪录保持者的平均时间为0.34秒。皮斯托瑞斯摆动腿的时间为0.28秒，这主要是因为他的猎豹比普通人腿的重量轻。皮斯托瑞斯的对手在摆动约5.7公斤的小腿，而他的小腿只有2.4公斤。
克拉姆和他的研究人员反驳说，他们在一篇论文中声称测量到100米短跑运动员沃尔特·迪克斯摆动腿的速度比皮斯托瑞斯快。但是他们使用的是迪克斯的电视片段，而不是通常用于进行此类测量的标准高速研究视频。印第安纳大学布卢明顿分校的生物力学研究员杰西·达佩纳说：“这里的差异相对较小，因此用电视视频进行测量是不可行的。”他没有参与莱斯大学的研究。韦扬说，那个赛季迪克斯的高速视频确实存在，并且显示该运动员的肢体复位速度明显与普通奥运短跑运动员的速度差不多。
摆动时间很重要，因为它会影响决定一个人能跑多快的中心因素。更快地复位他的腿意味着皮斯托瑞斯可以比其他人更长时间地将脚放在地面上。这有点违反直觉，但韦扬认为，跑步者的速度主要取决于他可以将脚放在地面上的时间长短，而不是在空中的时间长短。脚在地面上停留的时间越长，人就有更多的时间产生将他向前推进的力。更大的力通常意味着更快的速度。
然而，克拉姆认为，由于猎豹是由碳纤维制成的，而且重量较轻，它们无法像人腿那样向地面传递尽可能多的力，从而产生较小的向前推进力。因此，皮斯托瑞斯必须比大多数人更用力地向下推才能获得相同的对地推力。韦扬反驳说，皮斯托瑞斯根本不需要那么用力地推就能跑得一样快。
当然，其他研究人员对可能的优势有其他理论。由于皮斯托瑞斯的猎豹不会疲劳，因此他的小腿在整个比赛过程中都保持弹性。对于大多数400米跑步者来说，比赛的后半段才是真正的战斗发生的地方。犹他大学的研究员吉姆·马丁说，小腿是使跑步者虚弱和减速的原因。马丁认为，如果皮斯托瑞斯参加一场有竞争力的600米比赛，他可能会创造世界纪录。
一些争论可能没有意义。南加州大学的一位研究员吉尔·麦克尼特-格雷说，皮斯托瑞斯跑步方式不同并不一定意味着优势，因为即使是最优秀的短跑运动员也有自己的跑步风格，她没有参与莱斯大学的研究。一位短跑运动员可能比另一位更多地使用他的臀部。另一个人可能更依赖于他的手臂推力。截肢者会开发出与他们的假肢互动的方式，这对于他们来说是有意义的。“你的身体会找出最佳的使用[假肢]的方式，”她说。
在许多方面，研究皮斯托瑞斯是困难的。只有他一个，而且只有一项使用他特定生理特征的良好研究。没有其他奥运会级别的双腿截肢者，而单腿截肢者的跑步方式则完全不同。想象一下，您的右腿可以比左腿快10％摆动；您的左腿根本跟不上。一个安装假肢和一条完整腿的人只能像他最慢的腿那样快，通常是生物学的腿。
更复杂的是，科学并没有完全了解跑步的工作原理。“我们真的不确切知道跑步的机制，”达佩纳说。他说，他们有一个初步的想法，但是韦扬和克拉姆正在辩论的力量可能并不重要。“这是一个很好的逻辑，”他说，“但这不一定是确定的。”
韦扬不会直接说皮斯托瑞斯是否应该被允许参加奥运会。他说，也许，这位短跑运动员代表着比他对他的轻便、有弹性的腿的争议更重要的东西。“我非常敬佩他，”他补充道。“他是一位出色的运动员，他像疯了一样努力，坚持不懈并克服了困难。”
对于克拉姆来说，皮斯托瑞斯是否应该跑步取决于力量。“奥斯卡所有的力量都来自他早餐吃的东西。”他说，只有当引入发动机或其他替代能源时，运动员才应该参加不同的比赛。“当你累了时，你不能只是拧油门。你必须找到那种渴望或拥有那种推动的生理能力。这就是使奥运会特别的原因。”克拉姆说，这也是使皮斯托瑞斯特别的原因。他一生都在努力。
现在，皮斯托瑞斯将代表南非参加400米比赛和4 x 400米接力赛。如果说有什么是每个人都同意的，那就是这些比赛将会非常值得期待。