1. 体育的复杂性与传统研究方法的局限
• 体育的复杂性
• 体育包含生理、心理、技术等运动员自身成分以及社会、经济、政治等外部影响，各成分间相互作用复杂，会产生难以预测和管理的行为。
• 确定性方法的局限
• 确定性方法将系统简化为各个组成部分，假设理解和改进单个部分就能提升整体系统。这种方法虽在一些领域（如装备和技术设计、技术/技能发展等）有帮助，但也存在问题。
• 例如在分析运动员表现时，若只关注速度、力量等可量化指标，而不考虑其他背景因素，可能导致对问题的误解，干预效果有限。在体育界存在很多“失败的解决方法”，如因成绩不佳解雇教练而不解决组织文化等深层次问题，制裁运动员使用兴奋剂却不考虑系统性因素。
2. 系统思维的必要性与应用
• 系统思维的优势
• 复杂性科学中的系统思维模型和方法被应用于体育研究，以更好地理解和优化体育系统性能。
• 例如在道路安全研究中，从最初的还原论干预转向系统思维，考虑到社会规范、政府、设计师等多方面因素，体育研究也可借鉴这种思路，从关注个体成分转向考虑更广泛的系统因素。
• Perrow框架下的体育分类及应用
• 根据Perrow的交互耦合框架，体育可分为四个象限：
• 象限1（紧密耦合与线性交互）：如一些受严格监管、运动员间直接互动少的运动，这类运动可从技术改进、安全设备和人体工程学评估等方面预防伤害。
• 象限2（紧密耦合与复杂交互）：如在结构化环境中需要紧密协调和精确同步的运动，适合进行模拟和基于场景的训练，在预防伤害方面可注重技术改进等。
• 象限3（松散耦合与线性交互）：如个体运动，具有简单交互和高度独立性，适合孤立技能发展和周期性训练，在技术需求上与其他象限有所不同。
• 象限4（松散耦合与复杂交互）：如动态、规则结构更灵活且互动不可预测的运动，适合动态运动和针对特定运动的训练，在技术方面可受益于团队绩效分析技术
3. 复杂性与系统思维在体育研究中的体现
• 特刊内容概述
• 体育科学研究的特刊包含11篇原创研究文章、1篇综述文章和1篇评论文章，涉及多个运动项目和主题，包括运动员个体、团队、组织和整个体育系统层面的复杂性研究。
• 应用了多种复杂性理论和方法，如Rasmussen的风险管理框架、Boisot和McKelvey的必要复杂性定律等。
• 研究结果与局限
• 研究结果强调体育是复杂的，各成分相互作用产生难以预测的行为，技术在体育中的应用增加了复杂性，体育科学研究需要确定性方法和系统思维方法相结合，但复杂且棘手的问题需要系统思维方法来解决。
• 特刊的局限在于多数文章关注个体层面，且只有少数作者应用了已有的复杂性理论和模型。
4. 优化整个体育系统的需求
• 系统层面研究的重要性
• 历史上体育研究多关注运动员个体层面的孤立成分，特刊中的文章虽有涉及系统层面，但仍需扩展。干预更高的系统层面能带来更大的积极变化。
• Rasmussen的风险管理框架应用
• 该框架表明复杂系统包含多个层次，各层次的利益相关者共同影响系统行为和性能。在体育中，不仅要考虑运动员和教练，还应考虑体育系统的其他利益相关者。例如在反兴奋剂系统中，从国际组织到运动员都有相应的控制和反馈机制。
全文如下，各位注意
《体育中的复杂性与系统思维》
作者：S. McLean，S. Robertson，P.M. Salmon
摘要：体育是复杂且动态的，包含众多相互作用和相互依赖的成分。传统的确定性研究方法在解决一些复杂问题上存在局限，而复杂性科学的模型和方法正被应用于体育研究。本文介绍了体育的复杂性、传统方法的局限、系统思维的应用以及相关研究成果，并强调了优化整个体育系统的重要性。
一、体育的复杂性与传统研究方法的局限
（一）体育的复杂性
体育是复杂且动态的，由众多相互作用和相互依赖的部分组成，例如运动员的生理、心理和技术部分，以及更广泛地塑造体育产业的社会、经济和政治影响。在任何复杂系统中，这些部分之间的相互作用不是线性或简单直接的，并且可能产生难以预料或管理的突发行为。
（二）确定性方法的局限
确定性方法侧重于将系统简化为其组成部分，假设如果单个部分能够被理解和改进，那么这些改进将提升整个系统。这种方法已经推动科学研究数十年，并且在许多情况下，它们增强了对体育系统组成部分的理解，并有助于在许多领域优化表现，比如设备和技术设计、技术/技能发展等。然而，确定性方法可能在理解和优化体育方面已经达到了极限。例如，在不了解其他背景因素影响的情况下，将表现分解为离散的部分和可量化的指标（如速度、力量、传球、射门次数）。孤立地研究组成部分可能导致对试图解决的问题产生误解，后续的干预措施效果有限。例如，在系统思维文献中，有一个著名的系统原型被称为“适得其反的解决方案”，即基于对问题症状的有限理解而应用快速但狭隘的解决方案。虽然问题症状可能会因快速解决方案而暂时缓解，但往往会出现意想不到的后果，问题症状要么再次出现，要么恶化。这些“适得其反的解决方案”在体育环境中无处不在。例如，因一系列糟糕的表现而解雇教练，而不是解决更深层次的系统性问题，如组织文化和结构、球员士气，甚至是运动员的医疗和心理支持系统；对使用兴奋剂的运动员进行制裁，而不解决促使或影响运动员使用兴奋剂的系统性因素。
二、系统思维的必要性与应用
（一）系统思维的优势
因此，越来越多的体育研究开始应用复杂性科学中的模型和方法，以理解优化的体育系统表现。本特刊的目的是邀请作者展示他们在体育复杂性和系统思维方面的工作，评估体育研究中复杂系统方法的现状，并激发在体育领域的新应用。例如，在道路安全研究中，几十年来，道路安全策略一直由旨在预防高度复杂的道路创伤问题的还原论干预措施所驱动。例如，干预措施集中在司机身上，如加强执法（监管和处罚）、教育以及设计更安全的车辆和道路环境。虽然已经取得了显著进展，但创伤的减少已经停滞，车祸、死亡和受伤人数现在正在增加。因此，在过去的十五年中，越来越多的研究应用系统思维模型和方法来理解和应对反复出现的道路安全问题。这项研究已经确定了除道路使用者、他们的车辆和道路环境之外的各种导致车祸的因素。这些因素包括与社会规范、政府、车辆和道路设计师、道路规则和法规、设计标准和流程、道路管理机构、土地利用设计和城市规划、技术设计师、媒体和雇主相关的因素。此外，许多研究强调了社会问题对道路使用者行为的影响。在许多领域，道路安全策略现在正在转变，以承认道路运输是一个复杂的社会技术系统，并寻求在更广泛的社会技术系统层面实施干预措施，这可能会产生深远的积极影响。例如，从仅仅惩罚被抓到酒驾的司机，转变为解决社会对酒精的接受度、酒精依赖以及对汽车用于出行和旅行的依赖。类似地，在体育中，可以从仅仅治疗或管理过度使用的损伤，转变为解决比赛和赛程安排、队伍规模以及转播收入，甚至是体育内部可能导致问题的文化。如果体育研究继续通过还原论和确定性的方法来测量和分析体育系统行为，当前的问题将继续存在，并且日益复杂的以技术为中心的体育系统将出现新的突发问题。答案不在于更深入地探究细节，而在于从更广泛的系统角度“向上和向外”去理解和接受复杂性，并寻求对整个系统产生影响的干预措施。
（二）Perrow框架下的体育分类及应用
根据查尔斯·佩罗（Charles Perrow）的交互耦合框架对体育进行分类，可以为各种体育研究领域（如损伤预防、训练和技能发展以及体育技术要求）提供信息。在佩罗的框架中，系统可以根据两个维度进行分类：交互程度（从线性到复杂）和耦合程度（从松散到紧密）。线性交互描述的是高度结构化、逻辑、顺序和有计划的系统。复杂交互则不太可预测，其中一个或多个单元和/或子系统可能会因为未计划和未预见的交互而出现故障。松散耦合系统的特点是分散的操作、任务指令、模糊的性能标准和灵活的控制机制。紧密耦合系统则是高度集中和僵化的，输出在特定的公差范围内受到密切监控，在紧密耦合系统中，变化往往会在整个系统中产生重大影响。当应用于体育时，这个框架可以提供对不同体育的性质及其内在复杂性的见解，以及在尝试理解它们时所需的方法类型。这个过程可以为损伤预防、训练和技能发展、性能分析和技术要求等方面提供信息。使用佩罗的框架，体育被分类为四个象限：
1. 象限1 - 紧密耦合和线性交互：这个象限中的体育项目特点是受到严格监管的赛事以及运动员之间极少的直接交互。例如羽毛球、乒乓球、一级方程式赛车、跳台滑雪等。这类体育项目在损伤预防方面可能受益于技术改进、安全设备和人体工程学评估。
2. 象限2 - 紧密耦合和复杂交互：此象限中的体育项目在结构化环境中需要紧密协调和精确同步。例如跳水、射箭、帆船、摔跤等。对于这类体育项目，在训练和技能发展方面可能适合进行模拟和基于场景的训练；在损伤预防方面同样可能受益于技术改进等措施。
3. 象限3 - 松散耦合和线性交互：该象限中的体育项目具有简单交互和高度的独立性，这是个体体育项目的典型特征。例如高尔夫、篮球、足球、马拉松、橄榄球等。这类体育项目在训练和技能发展方面可能适合进行孤立技能发展和周期性训练；在体育技术要求方面与其他象限有所不同。
4. 象限4 - 松散耦合和复杂交互：此象限中的体育项目是动态的，在更灵活的规则结构内具有不可预测的交互。例如游泳（个人项目）、冰球、排球、自行车（计时赛）、水球等。这类体育项目在训练和技能发展方面可能适合动态运动和针对特定运动的训练；在体育技术要求方面可能受益于团队绩效分析技术。
▲ 图1. 按照佩罗的交互耦合框架（佩罗，1999年）对运动进行的分类
三、复杂性与系统思维在体育研究中的体现
（一）特刊内容概述
本特刊是体育科学研究中首个此类刊物，强调了采用系统思维视角来更好地理解影响一系列体育科学主题的相互作用和相互依赖因素的益处。特刊包括11篇原创研究文章、1篇综述文章和1篇评论文章，来自一位领先的体育科学家。这些文章涵盖了多个不同的体育项目以及与个体运动员、团队、组织和整个体育系统内的复杂性相关的主题。对于个体运动员，文章研究了众多组成部分和背景之间在技能和天赋发展、表现、生理和疲劳、比赛要求、外部负荷与赛后神经肌肉疲劳之间的关系、月经周期阶段、感知恢复、实际年龄和生物年龄以及个体和比赛相关因素等方面的复杂交互，涵盖了一系列体育项目。在团队层面，文章包括足球中的传球动态以及橄榄球七人制比赛中的突发集体状态。在组织和系统层面，文章包括体育中使用兴奋剂的系统性影响以及奥林匹克体育政策的复杂性。各种复杂性理论和方法在文章中得到应用，包括拉斯穆森（Rasmussen）的风险管理框架、博伊索特（Boisot）和麦凯尔维（McKelvey）的必要复杂性定律、巴 - 亚姆（Bar - Yam）的复杂性概况、生态动力学、探索性图分析以及网络分析和图论。体育中与技术相关的复杂性也在特刊中有所体现，例如用于体育分类和人才发展的机器学习方法。
（二）研究结果与局限
特刊中文章的主要结论解决了体育研究中已经讨论过的一些典型问题，例如：
1. 体育是复杂的，包含众多相互作用的部分，这些部分影响个体、团队、组织和系统行为。为了更好地理解体育中的复杂性，理解部分之间的相互作用而非孤立地研究部分是至关重要的。这些相互作用产生难以预测和管理的突发行为。技术在体育中持续投入的军备竞赛有明显的好处，但也在实际和感知层面增加了复杂性。这在很多方面影响组织，从运营分析到员工角色和工作量，以管理由此产生的数据。
2. 在体育科学中，确定性方法和基于系统思维的方法都有应用的必要。然而，体育研究中复杂且目前难以解决的问题将需要基于系统思维的方法来找到有影响力和可操作的解决方案。尽管特刊中的每篇文章都应用了复杂性原则，但对特刊的一个批评是，大多数文章关注个体层面，这是体育科学研究更广泛的典型情况。此外，只有少数作者应用了已建立的复杂性理论和模型。因此，有必要拓宽体育研究的焦点，并采用和应用知名且已建立的复杂性理论来研究体育。目前，“复杂性”一词在对话中经常被使用，但在许多科学研究的方法中并没有得到准确体现。
四、优化整个体育系统的需求
（一）系统层面研究的重要性
从历史上看，体育研究一直侧重于运动员层面的孤立部分，而较少关注更广泛体育系统的相互作用部分。令人鼓舞的是，本特刊中的文章已经研究了系统更高层面的影响，然而这是一个需要扩展的研究领域。在更高系统层面进行干预是可以利用最大积极系统变化的地方。我们认为，转向理解更广泛的系统，而不是个体层面，将对我们之前面临的一些更困难的问题（如损伤、心理健康和表现）以及未来可能面临的问题（如人类和人工智能交互）产生更大的积极影响。例如，与优化社会技术系统相关的理论和模型，包括其组织结构、政策和流程，将有助于优化整个体育系统的表现，这将进而优化组织、团队和个体。
（二）Rasmussen的风险管理框架应用
拉斯穆森的风险管理框架（Rasmussen’s Risk Management Framework，RMF）表明复杂系统由各种层级构成，每个层级都包含为系统目标而努力的利益相关者。因此，系统层级内所有层级的行为者的行为影响系统的整体行为和表现。在体育领域，这将焦点从运动员和教练转移到也考虑体育系统的利益相关者，如高性能人员、俱乐部高管、赞助商、体育协会和管理机构、社区成员以及整个社会。RMF的一个关键特征是垂直整合，即控制机制在系统层级中向下实施，系统表现的反馈向上传递。例如，在反兴奋剂系统中，世界反兴奋剂机构（World Anti - Doping Agency，WADA）的国际控制措施，如世界反兴奋剂条例（World Anti - Doping Code，WADC），被传递到国家反兴奋剂机构、联赛和协会、教练和运动员。反馈机制，如对WADC的遵守情况、测试指标、制裁等，被反馈到系统中以评估系统表现。因此，为了全面理解系统表现和不良事件，有必要理解这些相互作用以及它们如何影响系统表现。
▲ 图2. 适用于体育的拉斯穆森风险管理框架（Rasmussen’s RMF），以及每个层级的示例参与者。箭头表示垂直整合（拉斯穆森，1997年）
内容拓展↓
1. Rasmussen’s RMF概述
• 该框架认为复杂系统由多个层级构成，每个层级都包含为实现系统目标而工作的利益相关者。这些利益相关者的行为会影响整个系统的行为和表现。
2. 体育领域中的层级及参与者
• 国际影响层级：包括像世界反兴奋剂机构（WADA）、国际奥委会（IOC）、国际足联（FIFA）等国际组织。这些组织制定的规则和政策会在全球范围内影响体育系统。
• 政府及管理机构层级：涵盖各国政府以及相关的政府机构。它们在体育政策制定、资源分配以及对体育活动的监管等方面发挥作用。
• 监管机构及协会层级：例如各种体育项目的协会（如足球协会FA）、联赛以及球员协会等。它们负责管理和规范所属体育项目的具体运营和发展。
• 团队及组织层级：包括俱乐部、体育院校、大学相关学术机构等。这些是体育活动的直接组织者和实施者，涉及运动员的培养、训练以及比赛安排等。
• 管理、医疗及直接监督层级：像教练、医生以及其他支持人员都处于这个层级。他们直接与运动员接触，对运动员的训练、健康和表现进行管理和监督。
• 运动员、队友及对手层级：这是体育活动的核心参与者层级，包括运动员本人、其队友以及对手。他们的表现和互动是体育比赛的关键要素。
3. 垂直整合
• 垂直整合是该框架的一个关键特征。它体现在两个方面：
• 控制机制向下实施：从较高层级（如国际组织）制定的规则和政策会向下传递到较低层级（如国家机构、俱乐部、运动员等），以确保整个体育系统按照统一的标准和规范运行。
• 反馈向上传递：较低层级（如运动员的表现数据、对规则的遵守情况等）会将相关信息反馈给较高层级，以便对系统的表现进行评估和调整。例如在反兴奋剂系统中，从国际反兴奋剂机构制定的世界反兴奋剂条例（WADC）会层层传递到各级机构和运动员，而运动员对条例的遵守情况以及相关测试指标、制裁等信息又会反馈回去，以评估整个反兴奋剂系统的性能。
五、结论
体育是复杂的，传统的确定性方法在解决一些复杂问题上存在局限。复杂性科学的模型和方法为体育研究提供了新的视角和方法。需要理解体育系统的复杂性，采用系统思维方法，关注系统层面的研究和干预，以解决体育研究中的复杂问题，优化体育系统性能。同时，也需要进一步拓宽体育研究的焦点，采用和应用已建立的复杂性理论和模型。
作者介绍：郭佰鑫（Max）
作者Max，一位大三的本科生，社交自媒体平台专注于输出体育科技以及体育科学相关内容，期待未来有能力的基础下能加入更多基于人工智能的体育分析与科技。有其他科研合作的欢迎您的联系
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