原创美国国家地理频道12-09 13:10

摘要: 科学家们已经对人体生理和耐力跑进行了长期的研究,但是如何让运动员跑的更快,依旧是困难重重……

跑完马拉松全程需要多少时间?


首次官方的马拉松世界纪录是在1908年伦敦国际田联马拉松大赛中,由美国运动员Johnny Hayes 创造的2分55秒18。100多年来,人类一直在将这一时间不断缩短。从本世纪伊始,完赛时间已经快了近三分之一,目前的世界纪录是2小时2分57秒,由肯尼亚运动员Dennis Kimetto在2014国际田联柏林马拉松上创造并保持至今。

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100年来历次马拉松世界纪录完赛时间 

将跑完马拉松全程的时间控制在2小时以内这一极限目标,一直是人类多年以来的愿望。


去年12月,“破二挑战计划(Breaking2)”正式对外公布,旨在突破人类挑战马拉松的2小时大关。


意大利当地时间2017年5月6日早上5点45分,埃鲁德·基普乔格(Eliud Kipchoge)、泽森内·塔德塞(Zersenay Tadese)和勒利萨·德西萨(Lelisa Desisa)在意大利蒙扎举行的首次“破二挑战计划”活动正式开始。

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埃鲁德·基普乔格冲过终点

虽然这场跌宕起伏的挑战以25秒的落差与“破二”突破两小时极限失之交臂,但“破二挑战计划”带给所有人的感受远不止于挑战结果本身,更多的是对人类极限的一次集体考量和认知,也激励着全球每个国家和地区的每位跑者不断挖掘自己的潜能。

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埃鲁德·基普乔格(Eliud Kipchoge)、泽森内·塔德塞(Zersenay Tadese)和勒利萨·德西萨(Lelisa Desisa)

从受邀加入 “破二挑战计划” 挑战计划,到进行风洞测试和运动实验室测试,到之后非洲东部的日常训练生活,再到意大利蒙扎的正式挑战,运动员们史诗般的旅程记载在《破二挑战计划》(Breaking2)纪录片中。该纪录片由国家地理和耐克(NIKE)合作完成,时长1小时。纪录片破二挑战计划揭示了人类潜能的力量,展现了三名超级运动员如何将不可能变成可能,并紧密联系在一起的心路历程。


国家地理纪录片破二挑战计划即日起可在腾讯视频观看。

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 “破二挑战计划” 的目标是在两小时内完成马拉松。为了这个目标,训练团队从去年12月就开始准备,从运动员、训练、装备,到比赛的时间、地点、战术,都进行了无数次的试验,为三位运动员量身定制了专属的训练计划、装备、甚至是比赛时每一圈需要摄取的营养。


埃鲁德·基普乔格的教练是埃塞俄比亚运动员勒利萨·戴西沙。戴西沙是著名长跑竞技明星,最好成绩为2013、2015波士顿马拉松冠军和2013世锦赛马拉松亚军。

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教练将水递给正在亚的斯亚贝巴郊外进行35公里训练的运动员们。这种“长跑”是打造超级马拉松竞技者所需的肌肉和心血管耐力的关键环节 

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埃鲁德·基普乔格(中)在半程马拉松训练中测试配速控制技巧, 泽森内·塔德塞紧随其后。在马拉松开始阶段设定一个适当的配速,有助于运动员调节体能储备,从而在后半程的比赛中提高速度。

“如何甩掉那25秒?”


“我还需要好好训练和准备” ,埃鲁德·基普乔格说。


科学家们多年来致力于解开这些“飞人”们跑得比常人快的原因。他们的研究成果有助于帮助运动员达到竞技巅峰,以及让大众跑的更安全、更有助于健康。


在2004年,哈佛大学进化生物学家丹·利伯曼(Dan Lieberman)合著的一篇论文指出,现代人类的长腿、短脚趾和肌肉长在腿后对于步行都是有用的,也是二百万年前由于奔跑而进化的。速度和耐力的组合使得远古人能够在相对广阔的范围内狩猎。今天,利伯曼继续研究人类运动的机制,特别是如何用最简化的鞋,或者赤脚,这些更符合人类足部功能进化的方式。


在最近对哈佛田径队成员跑步姿势的研究中,利伯曼和他的同事比较了脚掌着地和脚跟着地的跑者的伤病率。两种姿势腿部吸收和分配冲击力的差异很大;虽然脚掌先着地也不能免受伤害,但是利伯曼发现脚后跟先着地受伤的几率要高2.3倍。

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一组来自埃塞俄比和肯尼亚的运动员引导埃鲁德·基普乔格和泽森内·塔德塞在意大利蒙扎进行了13.1英里的测试。通过间歇地跟在其它运动员身后,“破二挑战计划”的选手可以较少的受到风阻的影响。

“人们现在的跑步的方式与以前大不相同:大家每天坐的时间更久,还穿着复杂而柔软的跑鞋。”利伯曼说:“跑步是一门技术,但是我们已经不再教授它了”。


利伯曼坚持认为,采用需要几个月甚至几年的时间才能正确学习的姿势和技术,可能是提高成绩以及防止许多常见的运动伤害和疾病的关键。 但批评者说,这只是改变了伤病的位置而已,跑步者最终都会受伤。


事实上,有些人天生跑的很快,而研究他们跑的快的原因是非常有价值的。


长期以来,人们怀疑可能有一些遗传或基因方面的原因,使东非地区的运动员在长跑项目上优势显著。但也有一种可能,跑步只是贫困村庄的一种生活方式,或者是脱离贫困的一条道路,因为大型赛事的赢家会收入数百万的奖金。


但到目前为止,确定遗传因素的努力尚未有最终结论。 根据布莱顿大学运动与运动科学教授Yannis Pitsiladis的一项研究,科学家们需要对大量竞技跑运动员的DNA进行编目和研究,以确定是否存在“长跑飞人”基因组合。 他还领导了一个独立的“两小时内马拉松”的研究项目,称为Sub2,或Athlome项目。该项目是通过研究精英运动员的遗传学和适应性来表征健康人的功能和疾病。


除了基因之外,三种生理指标是确定超级精英跑者的重要标准:氧气利用、乳酸阈值和跑步效率。目前有很多著名运动员都具备其中一或两项指标,但还没有发现有三项指标都优异的运动员。

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泽森内?塔德塞(Zersenay Tadese)正在进行耗氧量测试

1991年,梅奥诊所的研究员迈克尔·乔伊纳(Michael Joyner)从上述三个因素计算出了一个理论上的马拉松最佳成绩——1:58:57。


运动员可以改善三个因素中的两个:氧气利用可以通过在较高海拔的地区训练来提高,这会增加红细胞生成,并允许血液携带更多的氧气。阻力和间歇训练可以提高乳酸阈值,或改变肌肉开始疲劳乏力的时间点。但跑步的效率似乎并没有通过训练来改善的可能。


跑步效率就像一辆汽车的油耗:相对于你奔跑的速度消耗多少能量。人与人之间大不相同。如果想改变它,通常需要很长一段时间。

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意大利蒙扎,埃鲁德·基普乔格在一群精英步调调节员后面沉着地跑过13.1英里测试赛的第一英里。实现更快的马拉松目标的一个策略:参赛的运动员在赛前训练时不会全力以赴,保存体力。“破二挑战计划”团队仔细研究缩短或优化身体的运动-恢复周期,为5月6日尝试壮举的三名运动员中的每一名都制定了个性化的训练方案。

乔伊纳介绍说:“为了最大限度地提高跑步的效率,我们进行了一系列的努力。” “破二挑战计划” 项目可能是迄今为止对优化三项指标最完整的尝试。耐克的科学家团队根据这三名挑战者的成绩数据,提供了量身定制的方案,包括在意大利训练期间消耗多少碳水化合物。


乔伊纳指出,根据跑步效率的前沿研究,过大的步幅和柔弱的身体都会损失跑步效率。僵硬的肌肉和肌腱储存能量,所以要想跑的快而持久,你的身体不能太灵活。


由于科学家不能与研究对象一起同步跑步,并且每隔几分钟就抽血测试其生理状态,影响耐力的因素依旧是未知数。 “破二挑战计划” 项目合作者,埃克塞特大学应用生理学教授安德鲁·琼斯(Andrew Jones)表示:“从生理的角度来看,我们缺乏运动员开跑之后的身体数据。了解跑步中的生理变化有助于增强耐力的研究,比如赛中有针对性的补充营养。理论上是有很多运动员能够突破2小时极限的”。


最近的一次奥运会,运动员通过先进的装备和战术避免运动损伤,打破了世界纪录。 “破二挑战计划” 的挑战者穿着的Nike Zoom Vaporfly Elite碳纤维轻便跑鞋配以 Nike ZoomX 泡棉,具有极佳的缓冲和能量回弹,并采用了全长碳板,提升硬度并带来超强的推进力。前掌高21毫米,前掌与后跟之间有9毫米的落差,极大地减轻阿基里斯腱的损伤。此外,符合空气动力学原理的后跟设计,减少运动阻力。

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基普乔格穿着定制版 Nike Zoom Vaporfly Elite 跑鞋

对精英马拉松运动员来说,还有一个影响最大的因素就是心理训练。


专业跑步教练史蒂夫·麦格尼斯(Steve Magness),《巅峰表现》(Peak Performance)一书的作者说,运动员是有可能发挥出超过已知的个人极限的能力。对有助于或阻碍达到极限的心理因素需要更多的研究。对马拉松运动员,不仅需要更好地了解他们身体的疲劳,而且还要感受到当时在他脑海中孤独的精神疲劳,并努力解决这些心理影响。

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埃鲁德·基普乔格在今年3月的一次半马测试中冲过终点线,取得了59分17秒的成绩。

不要发愁如何打破世界纪录,去做并且享受这一过程。JUST DO IT!

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