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理論護航,科技陪跑 基普喬格“破2”背後有門道
2019-10-21 08:02:59 來源: 科技日報
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    不到兩小時!近日,肯尼亞選手基普喬格在奧地利維也納舉行的一場非官方馬拉松比賽中,以1小時59分40秒的成績,成為世界上首位馬拉松跑進兩小時的運動員。他的這一壯舉,被媒體稱為打破了人類極限。

  從2015年柏林馬拉松上,他的鞋墊“跑”出鞋外卻始終“磨腳”奮戰,到今天裝備齊全、“兔子”護航、汽車激光指示等一係列高科技陪跑,35歲的基普喬格用實力證明了人類可以不斷超越,在打破極限過程中找到身體的“自由”。人類一直在掙脫束縛、追求自由,科學和技術是其中從不缺席的關鍵輔助部分,在馬拉松“破2”的徵途上,又有哪些科技“陪跑”呢?

  氧的代謝結構成就過人之處

  對于普通跑馬者來説,跑進330(3.5小時)是一個可以追求的夢想,這意味著不到6分鐘跑完一公裏。而基普喬格縮短了將近一半的用時,這意味著他能夠在別人拼盡全力跑一步時,跑一步半甚至兩步。他的過人之處在哪裏呢?

  “馬拉松是獨特的長距離跑比賽。”首都體育學院鐘景輝認為,這項運動所鍛煉的內容,包括高強度的有氧代謝能力和肌肉耐力、乳酸耐受力、速度、無氧耐力、肌肉力量以及爆發力等。在《基于RPE的訓練衝量在業余馬拉松跑者訓練負荷監控中的應用研究》一文中,鐘景輝表示,馬拉松訓練的目標之一是培養運動員的乳酸耐受能力和將乳酸閾值推向更高水平的能力。

  這是由于當肌肉裏平常儲存的三磷酸腺苷(ATP)在運動最初的40秒消耗掉之後,血糖需要迅速合成新的ATP來供能,無氧代謝形成ATP快,但是會産生乳酸。因此,一個運動員的乳酸耐受能力和乳酸閾值決定了運動員的奔跑狀態,前者關係運動員的敏感程度,後者關係運動員身體機能産生ATP的效率。

  前人研究發現,運動員冬天的訓練質量與次年的比賽成績呈顯著相關性,因此為了獲得更好的運動成績,大部分教練員都會相對地增大訓練強度和訓練量,但這需要把握一個平衡。鐘景輝表示,訓練是一個極其復雜的過程,對于運動員狀態和負荷刺激的精確把控是教練員訓練藝術的最高體現。

  達到最佳狀態,需要機體內糖代謝賦予的能量“多快好省”。在肌肉劇烈收縮的情況下,糖原或葡萄糖分子通過糖酵解途徑分解生成丙酮酸後,一部分氧化,一部分不能進一步氧化,便還原成乳酸,整個係統需通過科學的訓練達到最優化的循環路徑。

  最直接的體現是,愛好者們經常挂在嘴邊的“增肌”。“去年‘鐵三’的破紀錄者也是體格健壯者,體重不輕。”一位跑友表示。雖然體重會增加跑步中的消耗,但運動員需要肌肉提供力量,這也需要優化訓練的藝術。

  南京體育學院副教授、運動健康科學係運動康復教研室主任戴劍松撰文稱,基普喬格將自己的周跑量從之前備戰倫敦馬拉松時的190—210公裏提升到200—230公裏,指導他訓練的是多年的老搭檔、著名教練帕特裏克桑。基普喬格保持每周長距離高強度拉練3到4次,但他並不是每次都跑得飛快,在調整日訓練時,配速僅僅為600(6分鐘完成1公裏跑)左右。他每周還會安排一天在健身房裏訓練肌肉力量和柔韌性,時間長達兩個半小時。

  從訓練的角度看,“剛柔並濟”是最重要的秘訣。一味地有氧訓練或者一味地無氧增肌都不會達到身體內的最佳平衡。當然,針對不同的專項運動,無氧代謝能力存在不同特徵,有研究表明短距離項目(如場地自行車、短跑)代謝效能在15瓦/千克左右,高于長距離項目(如馬拉松)的12瓦/千克左右,無氧代謝能力與肌肉量有關,但有氧能力和無氧能力之間無此消彼長的負相關,而是協同增加的。

  99%世界紀錄已接近人類極限

  在開跑前,基普喬格在他的微博上寫道:我不清楚人類的極限究竟在哪,但我就是想試著抵達那裏。

  這是一項很難突破的世界紀錄,尤其在所有的競技運動中,田徑運動最古老,在技術方面佔比相對要少,主要依靠純粹身體機能。例如在田徑項目中,10.49秒的女子100米跑世界紀錄是在1988年創造的,至今還是該項目的世界紀錄,這個紀錄看起來是無法被打破的。

  法國科研人員曾通過數學模型研究世界紀錄發現,99%的世界紀錄在2007年已經基本達到極限,如果不改變當前條件(人體力學結構、生理、基因等),到2027年,一半的世界紀錄的極限漸進值提高幅度不會超過0.05%。

  人類是否有運動極限的問題毋庸置疑,答案一定是有,因為不會有人在1分鐘時間內跑完1公裏。但是推進邁向極限的徵程、最大限度觸摸極限,將不斷展示人類的身體魅力。

  高科技“外挂”助力突破極限

  “在世界馬拉松大滿貫中,大家認為‘柏林馬’是最好跑、最容易出成績的,而‘波馬(波士頓馬拉松)’比較難跑。”跑友表示,外界因素對于出成績也有很大影響,包括當天的溫度、濕度等氣候條件。

  據稱,基普喬格團隊“破2”也是在全球范圍查找了每年此時的溫度、濕度、氣壓、風速、海拔和降水等情況,最終找到最理想的“跑馬地”。

  “天時地利人和”之外,不能缺席的便是高科技産品。有研究證實:鞋的重量每增加1克,體能的消耗就相當于增加負重3—10克所需的能量。關于跑鞋的設計,戴劍松表示,基普喬格穿著的升級款跑鞋中底進一步加厚,特別是前腳掌位置出現了一對圓形紐扣樣的結構,這一結構可能是繼內置碳板技術後的緩震回彈利器。

  圍繞增加體感舒適度、增強機體活力等方面,相關的裝備都集聚了高科技。例如仔細看基普喬格背心表面,密密麻麻的孔洞使其輕薄透氣,高強度跑完2小時後,基普喬格的上衣也沒有因為大量出汗而很明顯地黏在身上。四肢上貼了肌貼,它們既適合肌肉的運動,也不會限制身體關節的正常活動范圍,並對肌肉、韌帶、關節等組織起支撐和穩定作用。如果採用特別的高科技材料,還可能達到減小風阻的效果。

  此外,戴劍松還特別分析了42只護航“兔子”的隊形設計。他認為,外界分析的最佳配速員防風陣型會形成一道擋風屏障並不準確。在基普喬格身後還安排了兩名“兔子”,V形站位可以理解為將風兜住,由于氣流速度有差異,就會在V字形兩邊産生空氣渦流,産生類似氣流助推效果。盡管可能只起到提高幾秒甚至1秒不到的效果,但對于打破人類極限來説,“皮秒”必爭。

  綠色激光投影線為基普喬格提供配速參考,是國際田聯不承認其“打破紀錄”的原因之一。這一道激光用來提示運動員按照達標成績所需要的速度去跑,引導“兔子”和基普喬格按照預定速度跑完42.195公裏,但讓汽車按照21.0975公裏/小時的速度定速巡航無法達到所要求的精確控制。相關負責人溫特(Peter Vint)接受採訪時表示:“很少有汽車的速度感應裝置能分辨出0.1公裏/小時以內的速度差異。如果把這個誤差拉長到一個全馬,誤差就將在幾秒,這是不可接受的。”為此,團隊專門找了英國公司,來提供所需的精確計時服務,兩小時內誤差不到0.2秒。

  過去,一條人工跑道即可以為人們營造出適宜的環境來提高競跑的成績刷新紀錄;而今,無數黑科技加持,只為向極限接近分毫。

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【糾錯】 責任編輯: 冉曉寧
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