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スポーツにおける最高峰の戦いは、スポーツ科学、医学、情報、そしてテクノロジ―を駆使したものへと大きく変化を遂げています。ナショナルチームの育成やサポートなどの中心にいる、国立スポーツ科学センターのセンター長である著者が、スポーツに欠かせない科学の力とは何か、さまざまな面から、スポーツ科学の最前線を解説します。スポーツ競技の側面を知ることで、オリンピックをはじめとする、ハイレベルのスポーツ観戦をより深く楽しめます。、また、アスリートでなくても、体づくりや健康のため、またスポーツ上達のために参考になる内容も。
第1章 記録はなぜ伸びるのか。競技はなぜ進化するのか
（スポーツの高速化と高度化、なぜ日本は陸上100ｍ×４リレーで勝てるのか、水泳競技の高速化、スピードスケートの科学、体操競技は50年でウルトラCからウルトラIへ、サッカーも分析力の差がチーム力の差に）
第2章 アスリートを支えるサイエンス・テクノロジー
（車いす競技と義肢競技の進化、義足のほうが速く走れるのか、なぜパラリンピアンは８ｍ跳べるのか、判定に大活躍のハイスピードカメラ、テニスのチャレンジは軍事技術！？　ゴルフ上達ツールに迎撃ミサイル技術、もはやGPSなしでは語れないスポーツ）
第3章 アスリートはいかに効率的に身体を作っているか
（運動、栄養、休養の科学的セオリー、食事のタイミングでパフォーマンスは劇的に変わる、アスリートにとって休養とはなにか、リカバリーが勝負を決める）
第4章 ウェイトコントロールの科学
（アスリートと一般人の減量の違い、水分を減らすかと脂肪を減らすか、世界初のMRI画像で見える減量プロセス、なぜ吉田沙保里と伊調馨はかつ続けられたのか、アスリート研究から見た一般人のダイエット）
第5章 アスリートと水分
（水分補給もスポーツの一部、競技で異なるアスリートが競技中に飲んでいるもの、箱根駅伝ではオリジナルドリンクを飲めない！？、個人差が大きい汗の成分、スポーツドリンクの進化）
第6章 環境とパフォーマンスの科学
（暑さのなかで記録はのびるのか、暑熱順化と寒冷順化とは、高地トレーニングが日本のスポーツを強くした、低酸素トレーニングの可能性）
第7章 コーチングの科学――スポーツ心理学最前線
（オランダの最前線の取り組みとは、選手の人生全体を見るコーチング、究極のコーチングとはなにか、映像技術の進化とコーチング、コーチのいらない未来のコーチング）