「跑鞋兴奋剂」正在改变马拉松,以人类还无法完全理解的方式

体娱   2024-10-18 18:01   北京  
  历史上最快的15个男子马拉松成绩和6个女子马拉松成绩都来自2016年之后——那一年,也是碳板跑鞋元年。
  《纽约时报》在芝加哥马拉松前关于碳板跑鞋的报道,作者Liam Tharme,原文链接可点击文末「阅读原文」。
2019年9月12日,埃鲁德·基普乔格(Eliud Kipchoge)在维也纳的普拉特公园,以1:59:40完成马拉松距离。
在此之前,基普乔格已经是一个传奇:在2014-2019年间,他连续赢得了十场马拉松比赛,其中包括2016年里约奥运会金牌。
不过,这是另外一码事。Sub-2是马拉松运动的圣杯。其意义堪比1954年罗杰·班尼斯特(Roger Bannister)在四分钟内完成一英里。
赛道设计(起、终点位置及海拔变化)是完全合规的,但根据世界田径协会的判定,基普乔格的成绩不能被认定为世界纪录——除了轮流领跑的42名配速员外,还有一辆全电SUV通过激光投射提供精准配速(两小时误差小于0.2秒),此外还有专人骑自行车为基普乔格提供补给。

此外,基普乔格还穿着超级跑鞋。2017年,他在意大利蒙扎进行的Nike Breaking 2活动中以2:00:25完成马拉松距离,毫厘之差无缘破二。

基普乔格在维也纳穿的是Nike Alphafly,这是该品牌的最新技术,脱胎于蒙扎时行业突破性的Vaporfly,具有加厚中底和弧形碳板。

这是由一篇技术革命背后的人来讲述马拉松如何变革的故事。

2019年,基普乔格在维也纳以1:59:40完成马拉松距离
准备好迎接一连串的统计数据吧,它们都讲述着同样的故事:马拉松的速度已经快到惊人。历史上最快的15个男子马拉松成绩和6个女子马拉松成绩都来自2016年之后。

2014年9月28日,丹尼斯·基梅托(Dennis Kimetto)在柏林将男子马拉松世界纪录提升至2:02:57,到2023年10月8日的芝加哥马拉松,这一纪录三次被改写,由凯尔文·基普图姆(Kelvin Kiptum)定格至2:00:35——男子马拉松世界纪录在九年多时间里提高了142秒,而在更早的2003-2014年间,这一纪录六次被改写,但仅提高了118秒(保罗·特加特(Paul Tergat)2:04:55→基梅托2:05:57)。

女子方面,保拉·拉德克里(Paula Radcliffe)2003年和2005年分别在伦敦创下混合(2:15:25)和纯女子(2:17:42)世界纪录,均保持了十年以上。但自2016年以来,这两项纪录分别被打破了三次和两次:鲁斯·切普格蒂奇(Ruth Chepngetich)今年在芝加哥将混合世界纪录提升至惊人的2:09:56,比21年前的拉德克里夫快了329秒;她的同胞佩雷斯·杰普切切(Peres Jepchirchir)则在春天的伦敦将纯女子世界纪录提升至2:16:16,比拉德克里夫19年前的成绩快了86秒。

前英国田径选手、现担任电视评论员的蒂姆·哈钦斯(Tim Hutchings)用“纪录的狂欢”描述这一盛景,因为“它们每周都在提升,而且司空见惯。”

通过比赛来衡量超级跑鞋的影响要容易得多,但训练中的好处——减少负荷,使运动员跑得更远、更快、更激进——可能更为显著。

同样,只有铁才能磨砺铁。马拉松是个人项目,但运动员们要依靠团队才能取得更好的成绩,无论是使用官方配速员还是相互领跑破风。一个人跑得更快会带动其他人。

总体而言,过去十年的情况都可以通过每个日历年的最佳表现频率来反映。



2001年以来年度男子Sub-2:07、女子Sub-2:24成绩分布

2022年和2023年,每年都有超过100个男子Sub-2:07及女子Sub-2:24成绩,这一数字在今年应该还会进一步提升;而2001-2010十年间,只有109个男子Sub-2:07和105个女子Sub-2:24成绩。

相比于2013-2016年的平均值,2023年六大满贯的平均夺冠成绩,男子快了3.5分钟,女子快了4.5分钟。

今年夏天的奥运会是超级跑鞋加成的最佳证明。巴黎拥有史上最艰难的奥运会马拉松赛道:中段有三段巨大的、令人头疼的爬坡,还要考虑8月的湿热天气。

基普乔格马拉松生涯首次退赛。另一位伟大的选手凯内尼萨·贝克勒(Kenenisa Bekele)排在第39位,2:12:24是他的生涯第二差成绩。

基普乔格和贝克勒可能已经步入职业生涯的尾声,但在巴黎,男、女马拉松奥运会纪录双双告破,史无前例。



男、女马拉松奥运会纪录均在巴黎改写

所以,超级跑鞋究竟有什么作用呢?答案冗长而复杂。
拥有生物力学硕士学位的步态分析师马克斯韦尔·穆泰(Maxwell Muttai)表示:“人在跑步时,有四个关节被频繁使用,也就是臀部、膝盖、脚踝和跖骨。”跖骨通常也被称为跖趾关节(metatarsophalangeal joint,MTPJ)。

穆泰解释说:“研究发现,投入在跖趾关节上的能量在蹬地时不会得到回馈。”

“碳板是为增强加刚度,并防止跖趾关节弯曲——这让鞋子变得异常坚硬,确保没有弯曲,因此不会损失能量。”
在2000年代早期和中期,卡尔加里大学对穿着非弧形碳板鞋时的跳跃和短跑表现进行了初步研究。在2006年的一项研究中,他们在马拉松鞋中置入碳板,让准精英运动员在跑步机上跑步,发现减少了1.3%的能量损耗。
卡尔加里大学人类表现实验室的创始人本诺·尼格(Benno Nigg)说:“然后大约15年没有人做任何事情。这很有点意思。”是他的博士生完成了这项研究。
“我们预测是:越硬越好。”当谈到碳板时,尼格表示。“结果并非如此。而是在某处达到最佳(刚度)。”
“所以,我们实验室的人去了Nike工作,想出了Vaporfly。他们的鞋子里有很多东西。其中之一是碳板——它不是平面的,是有弧度的。这很重要吗?”
言简意赅的回答是:yes。
“如果你只使用平面的碳板,实际上会让小腿更难向上提升。这就是这个弧形的由来。”沃特·胡格卡默(Wouter Hoogkamer)说,他是科罗拉多大学2018年发表的Nike Vaporfly相关论文的第一作者。
“Nike为我们提供了这些新鞋,它们在实验室里看上去真的很棒——他们想看看这些鞋是否真的有那么棒。”胡格卡默解释道。
“我们以此为基础(在2016年)建立了关于跑鞋的最深入、最好控制的研究之一。”
“我们的任务是找到18名非常适合这双鞋的优秀跑者。我们驻扎在科罗拉多州的博尔德——这里有非常好的田径基础,所以我们做到了。”

“我们可以测试跑鞋的速度。不是以两小时的马拉松配速,但非常接近。我们在各种速度下——完赛时间从3小时到2小时20分——进行了研究。”

运动员穿着两双对照鞋(当时最快的马拉松薄底鞋,泡棉较少,无碳板)和Vaporfly原型鞋重复做五分钟的测试。

“每一位跑者在穿着这些新的(Vaporfly)原型鞋跑步时所消耗的能量都更少。平均而言是4%。Nike非常兴奋,并以我们的结论命名了这款跑鞋。”
至关重要的是,超级跑鞋并不会让人跑得更快。它们更好地回馈能量,这意味着运动员可以在代谢需求减少的情况下以同样的配速跑下去。运动员最终会跑得更快,这是一个看似吹毛求疵但重要的区别。
关于Vaporfly的相关研究,可阅读碳板跑鞋对5:00以上配速的加成可能只有1%
2018年,科罗拉多大学对Vaporfly进行了跟踪研究,比较了相同的两双对照鞋和一些相同的运动员。这次研究专注于生物力学。
Vaporfly并没有改变运动员使用臀部和膝盖的方式,尽管脚踝的运动有所减少。这不足以解释效率提升4%的比例。
“毫无疑问,跑鞋会影响运动表现。”尼格说。“问题在于:这占了多大的比例?又有多少是因为材料?这个问题还没有答案。”
尼格说,他很“孤独”,因为他相信跑鞋的设计和弧形碳板会产生近似跷跷板的效果,这是一种有益的滚动力学结构,可以推动跑者向前。
胡格卡默不以为然。他说,自己“非常确信这不是设计跑鞋的初衷。可能会发生这一情况,但这并不是我们的想法,而且也很难去反驳。因此没有强有力的证据。”
最明确的答案是,对碳板的痴迷应该投射在中底泡棉上。它不仅使用了传统薄底跑鞋更多的材料来加大步幅,而且更好地让现代材料与碳板的相互作用。
胡格卡默说:“鞋底部分有泡棉来缓冲,(是为了)更柔软的落地。传统意义上来说,它们的材质类似于潮湿的沙土或枕头,很柔软,但你从中得不到任何帮助。你会消耗能量。”
基普乔格2017年在蒙扎Breaking 2时所穿的跑鞋
穆泰解释了现代中底的优点。它们“有很好的缓震性,非常柔顺,踩下去时会释放关节上的负荷,而且极具弹性。”
关键词是柔顺性(Compliance)和弹性(Resilience)。柔顺性:鞋底触碰地面时的变形程度;弹性:储存和回馈的能量。
胡格卡默说:“它们仍然主要是在消耗能量,而不是产生能量。你(穿超级跑鞋时)损失更少,因为泡棉更好。”
“所以,相较于之前每次触地都损失大量能量,不得不依靠肌肉再生,现在你可以把一些能量储存在跑鞋里,然后再把它取出来。”
作为2018年科罗拉多大学研究的一部分,他们将Vaporfly放入机械装置中。该装置看起来像一台液压机,可以施加预先设定的力,并计算能量的回馈/损失。两款薄底跑鞋的能量回收率分别为75.9%、65%;Nike Vaporfly的回收率达到了87%。
单独来看,泡棉和碳板都具有边际效益,但总体而言,其价值超过了各部分的总和。胡格卡默说:“它们协同工作。如果你脚踩在没有碳板的泡棉上,泡棉就会变形。如果有碳板,负载则会分散到更多的泡棉上。”
这有助于运动员保持节奏、平衡和步幅连贯性。在Adidas伦敦旗舰店为运动员做步态进行分析时,穆泰谈到了这一点,认为这是超级跑鞋中被低估的部分。

运动员进行测试

学者们正在尝试用出人意料的板材和泡棉来组合跑鞋,甚至是那些不会用于实战的搭配,希望能解释这些数字。通常,它们不会放在一起。
胡格卡默解释说:“我们对4%的碳板进行了研究,用台锯将其切成薄片,这样碳板就不再具有任何弯曲刚度。”
“减少碳板并没有对能量造成多大改变,大约只有0.5%。”这一发现与最初对其增益的解释相悖。
受当前方法和医疗设备的限制,让肌肉和肌腱层面的能量转移/损失变得很难以理解。胡格卡默使用马萨诸塞大学的核磁共振扫描仪,但“你不能真的在那里面跑。”还有人选择超声波设备或肌肉氧合传感器。
尼格说:“做这些实验并不容易,因为这些力并没有那么大,还有很多其他的力在起作用,力的其他组成部分,你必须控制住。”

大多数精英长跑运动员看起来都很相似:瘦骨嶙峋,身材矮小,腿长、小腿瘦。然而,根据胡格卡默的说法,体型和身体成分上无法区分的差异意味着一些超级跑鞋的性能提高了6%,而另一些则变得更差。

新加坡男子马拉松国家纪录保持者蘇睿勇(Soh Rui Yong)谈到了他的朋友、美国名将莫莉·赫德(Molly Huddle)。

“她认为自己没有反应。她是美国最好的女子长距离选手,曾在里约创下国家纪录(10000米30:13.17),在(同一年的)纽约马拉松上穿着薄底鞋跑出了2:28:13的成绩。”

“超级跑鞋诞生了,她从来没有觉得自己反应很好。”每一个基普乔格都对应着一个赫德。

“不会有公平的(跑鞋),没有一种产品对每个人都有同样的影响。”蘇睿勇说。“每个人的生物力学都不一样。不幸的是,这是这项运动的一部分。如果你真的想公平一点,每个人都应该光脚跑步。你没有昂贵的衣服或鞋子,但这显然不是我们眼下的处境。”

蘇睿勇表示,没有一种产品会以同样的方式影响每个跑者
蘇睿勇指出,出生地、遗传因素、财务状况和榜样都会对成绩产生重大影响,这些都可以归类为不公平。上世纪60年代的田径运动员受益于人造跑道的引入。体育和科技以不可预测的时间和非线性速度发展。
具体到他本人,2016-2020年期间,蘇睿勇签约Asics。“Asics在2021年推出了一款超级跑鞋,所以我从来没有真正(穿着超级跑鞋)参加过比赛。我之前的国家纪录是穿着Asics薄底竞速鞋在小比赛中创造的。”然后他“(在2021年)去了Under Armor,签约时该品牌还没有超级跑鞋。”
Under Armor此时已经赶上了Nike,这给蘇睿勇再度改写国家纪录提供了合理的解释:2021年底的瓦伦西亚马拉松,他创下了2:23:00的男子马拉松新加坡国家纪录。
鉴于专业跑步合同的排他性,这一点也很重要,尽管原型需要数年时间才能最终拍板,但专业跑步合同禁止运动员穿着竞争对手的跑鞋参加比赛。根据世界田联的规则,新款跑鞋必须经过一个月的市售才能用于比赛。

公平的竞争环境应该会缓解蘇睿勇和哈钦斯的担忧。和F1一样,资源和机会的不平衡可能会创造一个马拉松版本的车队冠军——比赛获胜者可能不是最好的跑者,而是穿着最好跑鞋的跑者。

世界田联正在对田径钉鞋进行调整,将中底厚度(脚和地面之间的材料量)从40㎜降低到20㎜,但合规的马拉松跑鞋仍延用旧制:最大40㎜的中底厚度和单块碳板。
有评论指出,该规则是根据初代Nike Vaporfly数据制定的,而事实并非如此。初代Nike Vaporfly中底厚度为39㎜,内嵌一块碳板。
哈钦斯准备就公平界限的划定展开一系列辩论:“跑鞋兴奋剂,听起来有点刺耳,因为它有一个错误的倾向——没有人作弊。但事实确实如此。这与EPO(促红细胞生成素,一种人体自然产生的红细胞生成激素,但可以人工注射以非法提高成绩)的影响相似。它给人们带来了巨大的优势。”
试图准确预测五年后马拉松运动员的位置是徒劳的。有几件事几乎可以肯定:基普乔格届时不会依然奔跑在赛道上,研究人员将有更多的答案,而马拉松成绩将会更快——来自新生代的英雄。
谁知道他们的跑鞋会是什么样子?

哎呦好慢
垂直的跑步自媒体。输出资讯,不输出观点,带来不太一样的跑步故事。
 最新文章