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科学助力2小时跑完马拉松

发布时间:2019-06-11 21:49:07

4分钟一英里,美国滑板巨星Tony Hawk的900、棒球球星Babe Ruth的全垒打记录:运动的统计计算包含了那些看上去坚不可摧但实际可以跨越的障碍。那对希望2小时跑完马拉松赛的人而言,是否同样适用呢?

多年来,由科学家和工程师组成的“Sub2计划”研究小组一直致力于实现这个目标。而且,在过去几个月里,运动品牌公司耐克和阿迪达斯等重量级参与者也已经宣布启动旨在降低障碍的项目。但即便如此,在120分钟内跑完42公里仍然很困难。

那么,科学能够帮助运动员突破极限吗?《科学》杂志日前采访了马拉松专家,希望弄清什么使这项挑战变得如此困难,而且,人们是否真的接近了这项运动的分水岭。

目前,肯尼亚长跑选手Dennis Kimetto是马拉松世界纪录的保持者:2:02:57。还有两名运动员曾经跑进了2:03:10,他们是埃塞俄比亚的Kenenisa Bekele和肯尼亚的Eliud Kipchoge。这就意味着,要想2小时跑完马拉松,差不多要缩减3分钟,即把目前的最好成绩再提高2.5%左右。

尽管对非专业长跑爱好者来说,3分钟看似不是什么难以企及的天文数字,但南非开普敦大学运动科学家Ross Tucker指出,专业马拉松运动员跟业余跑者之间的差距非常大,“对于职业选手来讲,2.5%这个成绩提升的量级绝对是非常巨大的”。

不过,仍有3种方法能提高成绩:必须更有力量、跑得更高效和降低赛程难度。

如何更有力量?最大摄氧量(VO2 max)是评价长跑选手力量的最重要衡量标准之一。最大摄氧量是指,运动员每公斤体重每分钟能够消耗的最大氧气值。顶级马拉松运动员在一场比赛中的耗氧量几乎能达到最大值的80%。而普通人能通过持续不断的高强度训练提高他们的最大摄氧量,但这个值存在上限,并主要是由遗传决定的。如果非要突破这个天然极限,就得靠某些药物了。

虽然采用采用血液回输技术,尤其是红细胞生成素,人为抬高血红蛋白水平能提高最大摄氧量。但在马拉松赛中,这种做法是被明令禁止的,并且所有团队都承诺不采用违规行为。这就意味着人们需要努力提高效率而不是力量。

如何跑得更高效?人类的跑步时效率并不高。只有45%的能量会推着人们的腿往前,其余的能量都被浪费在了脚与地面的“互动”上。要提高效率,应尽量使得能量作用于两条腿上,那或许要穿上有弹簧的鞋子。“耐克最近为鞋中的这种弹簧申请了专利。”Tucker说。

今年1月末,在阿联酋举办的迪拜马拉松赛上,埃塞俄比亚长跑选手Bekele就穿了一双采用新弹簧技术的鞋参加了比赛。不过,因为在途中摔倒,他未能完成比赛。

而阿迪达斯不久前也推出了一款名为“Adizero Sub2”的鞋,不过这款鞋并没有使用弹簧,而是采用了一种特殊的泡沫材料,据说效率提高了1%。其实这种“推动”材料数年前就已出现,不过新技术将其重量减轻了150克。肯尼亚选手Wilson Kipsang穿着这款鞋参加了日本东京马拉松赛并夺冠,虽然离2小时的门槛差不多还有4分钟之差,但这已经是日本马拉松赛的最好成绩了。

然而,参与了“Sub2项目”的生物力学专家Peter Weyand并不认为一双鞋就是突破2小时之限的法宝。他说:“在鞋子里装入弹簧早就不稀奇了,我不觉得这有什么用,问题没那么简单。”

“Sub2项目”更关注如何提高人的生理表现水平,而不是鞋子。该计划发起人、英国布莱顿大学的Yannis Pitsiladis看来,马拉松选手竞技水平还有很大的提升空间。就拿那些一流东非选手来说,由于条件所限,其饮食、训练水平等均未实现最优化。

如何让赛程更简单?跑马拉松时,如果是在理想的天气(顺风)中一路下坡会相对轻松。此外,海拔高度低于海平面也有帮助,因为随着海拔高度的降低,氧浓度会相应地上升,使得呼吸更有效率。如果有领跑员就可以减少后面跟跑者的空气阻力。“这可能会提升1%~2%。”Tucker说。

不过,这些存在一个致命缺陷——所取得的成绩很有可能不被国际田联认可。虽然,耐克计划在年内完成2小时马拉松的壮举,但公司方面也承认,就算达成了这个目标,成绩也可能难获认可。

实际上,对于现代体育竞技而言,将成绩提高2%左右并不罕见。就Bolt为例,他已经将男子百米跑的成绩提高了1.7%。不过,Tucker指出,马拉松的成绩近15年已经提高了2%,“所以要更进一步,再缩短两三分钟就没那么简单了”。

尽管如此,Pitsiladis还是对马拉松选手跑进2小时十分乐观。他认为,只要计划周全,有充足的经费,无须借助高科技鞋等噱头,到2020年也能实现这个目标。


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