第32届奥运会于2021年8月8日在日本东京落下了帷幕，苏炳添百米赛跑一战封神，燃爆瞬间举国沸腾，半决赛9秒83，决赛9秒98创造了新的亚洲纪录，再次挑战了极限。
你可能会好奇，百米赛跑计时如何能精准到毫秒呢？
精准的计时是衡量运动员跑得快慢的最有效、最直观的标准，不论是往期成绩载入史册，还是今朝新将打破前人记录，越是精准的计时对成绩的记录就越有意义。
在人类在速度上追求更快更强的同时，时间计量的精准度也在不断进步。当我们还在做着“百米赛跑裁判应该是先听到枪声还是先看到烟雾开始计时”的中学试题时，奥运会早就进入了全自动电子计时时代。

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。大家也都知道，手动计时极易受人为因素的影响，精度也不高，误差会很大。
机械计时表的精度在不断提高，但其准确度连1/10秒都无法接近，而“失之毫厘，差之千里”，1/10秒的时间在百米赛跑上能产生的距离差度也是显而易见的。直到1932年，1130号机芯计时表运用于应届奥运会，计时表的精确度有了明显的突破，接近1/10秒。

其实早在1945年，欧米茄公司就研发出第一台移动式独立光电子眼设备，有“魔眼”之称。精确度高达1/1000 s，极速拍摄的照片可以解决肉眼无法判断的胜负之分，也无需运动员奋力撞线才能停止计时，运用于1948年奥运会。
1949年“狭缝”终点摄影机被研制出来，与光电子眼设备“魔眼”结合，开启了体育计时新纪元。而后创新技术不断诞生，光影结合的设备不断升级优化。

信息技术的蓬勃发展，给百米赛跑计时带来的进步是飞跃性的。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，由发令枪启动，触发计时设备，运动员起跑，经过终点线、中断辐射源和探头传感器辐射时，光电传感器产生信号，依此记录时间。
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。2002年美国能在屏幕显示的赛跑计时系统，2006年日本的通过移动终端记录、管理、交流信息系统，2012年欧米茄发明的分辨率高达千万分之一秒的量子计时器……
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的限制，采用的都是人工计时。那么正如上文提到的问题一样，裁判是枪响之后开始计时，还是看到炮烟之后开始计时呢？
答案是，看到炮烟开始计时。因为常温下声音在空气中的传播速度是340 m/s，从起跑线打出的枪声传到终点线的计时裁判耳朵里要耗费0.29 s左右的时间，运动员都跑出好几米了裁判才开始计时显然是不实际的。而光在空气中的传播速度约为3*10^8 m/s，所以炮烟的传播速度远远快于枪声，时间短到可忽略不计。
然而，枪一打出，烟雾就会随之逸散，虚无缥缈状、又是远距离观察，裁判也很难准确把握烟雾出现的时刻。再加上裁判之间反应时间快慢、按键掐表灵敏度等主观因素不同，对选手成绩的记录就会有大大小小的偏差。这是非常不严谨的计时方式，存在着一定程度的不公平。
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。

于是，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一个新的层次。
到今天，高速运转的光感应终点摄像机每秒钟能拍下千张照片，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。人类可以很自豪地说，现在的奥运会上，几乎不会出现因为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。
不单是奥运会，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。裁判发出各就位和预备指令，选手必须马上做相应动作，双脚蹬在起跑器上并对其施压，做好启动准备，只待枪声。计时官扣动发令机，终点计时设备立即启动；同时，为确保公平，每个选手起跑器上的扬声器会放大指令枪声，选手起跑。
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 s，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30 N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。

来源 weixin公众号