In the early 1960s, Dick Fosbury tried his hand at almost every sport, but never excelled at anything, until, at the age of 16, he turned to the high jump. But when he couldn't compete against the strong athletes at his college using the standard high jump techniques of the time, Fosbury tried to jump a different way: backwards. Instead of jumping with his face towards the bar, bringing each leg over in the traditional straddle method, he jumped with his back towards the bar. Fosbury improved his record by over half a foot, and left his coaches amazed by this strange new style of high jumping. During the next few years, Fosbury perfected his high jump style, won the U.S. National trials, and assured his place in the 1968 Olympics in Mexico. In the Olympic Games, Fosbury amazed the world with his new technique, winning a gold metal with an Olympic record leap of 2.24 meters. By the next Olympic Games, almost all of the competing of high jumpers had adopted what came to be known as the Fosbury Flop. What's the secret behind the technique? It lies in a physics concept called the center of mass. For every object, we can locate the average position of all of its mass by taking into account how the mass is spread around the object. For instance, the center of mass of a flat, rectangular object of uniform density will be in the intersection of both diagonals, in equal distance from each corner. We can find the center of mass for other objects by similar calculations, or by finding the object's balancing point, which lies right underneath its center of mass. Try balancing a broom by holding it and slowly bringing your hands together until they meet. This balancing point lies right underneath the broom's center of mass. We humans also have a center of mass. When most people stand up, their center of mass is around the belly, but what happens to your center of mass when you lift your hands in the air? Your center of mass moves upwards. It moves all the time as you move through the day, based on how your body is positioned. It can even move outside of your body. When you bend forward, your center of mass is located below your bent belly in a place where there is no mass at all. Weird to think about, but that's the average position of all your mass. Many objects' center of mass are outside their bodies. Think of doughnuts or boomerangs. Now look at the Fosbury Flop, and follow the position of the center of mass of the jumper. The jumper runs very fast, so he can divert his horizontal velocity to vertical velocity, and jumps. Wait for it...there. Look at the jumper's center of mass as his body bends backward. It's below the bar. That is the secret behind the jump. With the old, pre-Fosbury techniques, the jumper had to apply enough force to lift his center of mass above the bar by a few inches in order to clear it. The Fosbury Flopper doesn't have to do that. The genius of the Fosbury Flop is that the jumper can apply the same amount of force, but raise his body much higher than before. That means he can raise the bar so high that even when his center of mass can't go any higher, his arching body can. Fosbury's technique brought the high jump to new heights by splitting the jumper's body away from his center of mass, giving it that much more room to clear higher and higher bars. So the Fosbury Flop may be sports history's only great leap forward, that is also a great leap backward.
ช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 ดิค ฟอสบิวรี ได้ลองเล่นกีฬาเกือบจะทุกชนิด แต่ไม่รุ่งสักอย่าง จนอายุ 16 ปี เขาได้เริ่มเล่นกระโดดสูง แต่เมื่อตอนที่เขาแข่งแพ้ นักกีฬาเก่งๆในโรงเรียน ที่ใช้เทคนิคกระโดดสูงแบบมาตรฐานในตอนนั้น ฟอสบิวรีได้ลองกระโดดด้วยท่าที่ต่างออกไป โดยการกระโดดถอยหลัง แทนที่จะกระโดดโดยหันหน้าเข้าหาบาร์ ให้ขาแต่ละข้างข้ามพ้นบาร์ ตามแบบวิธีดั้งเดิม เขากระโดดโดยหันหลังให้กับบาร์ ฟอสบิวรี่ได้เพิ่มสถิติใหม่ของเขาได้อีกกว่าครึ่งฟุต และสร้างความประหลาดใจให้กับโค้ช ด้วยท่ากระโดดสูงแบบใหม่ที่ดูแปลกๆ ตลอดช่วงสองสามปีหลังจากนั้น ฟอสบิวรีได้ปรับปรุงท่ากระโดดของเขาจนสมบูรณ์ จนชนะในการคัดตัวนักกีฬาทีมชาติสหรัฐ ได้สิทธิไปแข่งโอลิมปิกปี 1968 ที่เม็กซิโก ที่โอลิมปิกเกมส์นั้น ฟอสบิวรีทำให้โลกตะลึง กับเทคนิคใหม่ของเขา ด้วยการได้เหรียญทอง พร้อมทำสถิติโอลิมปิดใหม่ ที่ความสูง 2.24 เมตร การแข่งโอลิมปิกครั้งถัดมา นักกีฬากระโดดสูงเกือบทุกคน ได้ใช้ท่ากระโดดที่ภายหลังถูกขนานนามว่า ท่ากระโดดแบบฟอสบิวรี (Fosbury Flop) อะไรคือเคล็ดลับเบื้องหลังเทคนิคนี้? มันอธิบายได้ด้วยหลักฟิสิกส์ ที่เรียกว่า จุดศูนย์กลางมวล (Center of mass) สำหรับทุกวัตถุ เราสามารถหาระบุตำแหน่งโดยเฉลี่ย ของมวลของวัตถุนั้นได้ โดยการดูว่ามวลของวัตถุนั้น กระจายตัวในรูปแบบใด ตัวอย่างเช่น จุดศูนย์กลางมวล ของวัตถุทรงสี่เหลียมแบน ที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ จะอยู่ตรงที่เป็นจุดตัดของเส้นทแยงมุมสองเส้น ซึ่งเป็นจุดที่มีระยะห่างจากมุมแต่ละมุมเท่าๆกัน เราสามารถหาจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุอื่นๆได้อีก โดยวีธีคล้ายๆกัน หรือโดยการหาจุดสมดุลย์ของวัตถุนั้น ซึ่งจะอยู่ตำแหน่งใต้จุดศูนย์กลางมวลของวัตถุนั้น ลองหาจุดสมดุลย์ของไม้กวาดโดยถือมันไว้ แล้วค่อยๆหุบมือจนมาชนกัน จุดสมดุลย์นี้จะอยู่ใต้ จุดศูนย์กลางมวลของไม้กวาดพอดี มนุษย์เราก็มีจุดศูนย์กลางมวลเช่นกัน เมื่อเรายืนตรง จุดศูนย์กลางมวลจะอยู่แถวๆท้อง แต่จะเกิดอะไรขึ้น? ถ้าเราชูมือทั้งสองข้างเหนือศีรษะ จุดศูนย์กลางมวลก็จะขยับสูงขึ้น ซึ่งมันจะเปลี่ยนตำแหน่งไปมาตลอดเวลา ที่เราเคลื่อนไหวร่างกาย ขึ้นอยู่กับท่าทางของเราในตอนนั้น แม้กระทั่งเคลื่อนไปอยู่นอกตัวเราก็ได้ เมื่อคุณก้มตัวไปข้างหน้า จุดศูนย์กลางมวล จะไปอยู่ใต้ท้อง ซึ่งเป็นที่ว่างไม่มีมวลอะไรอยู่ตรงนั้น ฟังดูแปลก แต่นั่นเป็นตำแหน่งโดยเฉลี่ย ของมวลร่างกายคุณ จุดศูนย์กลางมวลของวัตถุหลายชนิด อยู่นอกตัวมัน เช่น โดนัท หรือ บูมเมอแรง กลับมาที่ท่ากระโดดแบบฟอสบิวรี แล้วดูตำแหน่งของจุดศูนย์กลางมวลของนักกีฬา นักกระโดดจะวิ่งอย่างเร็ว เพื่อที่เขาจะได้เปลี่ยนความเร็วในแนวราบ ไปเป็นความเร็วในแนวดิ่งแล้วกระโดด นี่ไงล่ะ ดูที่จุดศูนย์กลางมวลของเขา ขณะที่ตัวเขางอไปทางด้านหลัง มันอยู่ตำแหน่งใต้บาร์กระโดด นี่เป็นเคล็ดลับของท่ากระโดดนี้ เมื่อลองดูเทคนิคการกระโดดสูงแบบดั้งเดิม นักกีฬาจะต้องออกแรงให้มากพอ ที่จะยกจุดศูนย์กลางมวลของเขาให้สูงพ้นบาร์ เพื่อที่จะกระโดดผ่าน คนที่ใช้ท่ากระโดดฟอสบิวรีไม่จำต้องทำแบบนั้น ความหลักแหลมของเทคนิคนี้ ก็คือ นักกระโดดสามารถใช้แรงกระโดดที่เท่ากัน แต่กลับยกตัวได้สูงกว่าเดิม นี่หมายความว่าเขาสามารถเพิ่มความสูงของบาร์กระโดด แม้ว่าจุดศูนย์กลางมวลของเขา จะไม่ได้สูงกว่าบาร์ แต่ตัวเขากลับข้ามบาร์ไปได้ เทคนิคของฟอสบิวรีได้ทำให้ กระโดดได้สูงขึ้น โดยการแยกจุดศูนย์กลางมวล ออกจากตัวของนักกระโดดสูง ซึ่งเพิ่มโอกาส ที่จะกระโดดได้สูงยิ่งกว่าเดิม ท่ากระโดดแบบฟอสบิวรีอาจถือเป็น การก้าวกระโดดครั้งสำคัญในวงการกีฬาเพียงอันเดียว ที่เป็นการก้าวกระโดดถอยหลังที่ยิ่งใหญ่ด้วยเช่นกัน