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国际运动医学联合会炮轰碳板跑鞋是“技术”兴奋剂,建议……

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  自2016年碳板跑鞋问世以来,从5公里直至马拉松的全部中长跑成绩均取得大幅度进步,世界纪录更是被频繁打破;

  纵然人类在运动训练方面不断提升,可以部分解释这种进步,但明眼人还是能看出碳板跑鞋由于减少了跑步时的能耗,其对于中长跑成绩提升相比人类努力所发挥的“更大”的作用,这就从某种意义上违背了体育精神。


  国际顶级运动科学杂志《运动医学(sports medicine)》2021年第一期的一篇研究综述探讨了当成绩的提升变成装备主导是否违背体育精神这样一个敏感话题。

  这篇论文的标题为《近期马拉松成绩的提升很有可能依靠的是装备技术,而不是人类生理上的努力》(Recent Improvements in Marathon Run Times Are Likely Technological, Not Physiological)。

  这篇研究综述的作者包括了西班牙萨拉戈萨大学、南非开开普敦大学、英国布莱顿大学、国际运动医学联合会(International Federation of Sports Medicine)的学者。


  国际运动医学联合会成立于1928年,目前总部位于瑞士,是一个老牌国际性运动医学研究机构,可以说这篇研究综述很大程度上可以代表国际运动医学联合会对于碳板跑鞋的官方态度;

  而国际运动医学联合会的态度和专业意见,未来又有可能影响到国际体育组织比如世界田联、国际奥委会在运动装备方面的标准制定和决策,因为国际运动医学联合会与国际奥委会、国际反兴奋剂机构具有多年的广泛合作关系。

  我们给大家简要介绍一下这篇研究综述的主要内容。

  从下表中我们看出,无论是最短的5公里,还是最长的马拉松,世界纪录被频频打破的背后都有碳板钉鞋/碳板跑鞋的功劳。

  近年来中长跑创造的优异成绩以及当时穿的跑鞋


  这篇文献综述指出,尽管碳板跑鞋对于跑步表现的影响还有待科学研究进一步证实,但在中长跑领域,碳板跑鞋对于成绩的提升却是有目共睹。

  由于人类挖掘自身生物学潜能已经接近极致,所以提升中长跑运动表现主要寄希望于减少人体机械能耗,从而帮助提升跑步经济性(所谓经济性简单来说就是同等速度下能耗更少,那么在最大能耗情况下跑步速度就会提高)。

  其主要策略包括三个方面,分别是:

  ● 优化人体肌肉骨骼系统;

  ● 最大限度实现能量回收;

  ● 最大显著减少能量损失;

  市面上主流碳板跑鞋


  问题是如何才能做到以上三方面呢?

  可以说,正是因为碳板跑鞋的神助攻,很好地满足了跑者的上述需求。

  1、碳板跑鞋如何减少能量损失和促进能量回收

  首先跑步时前脚掌跖趾关节的弯曲会导致更大的能量损失,而通过在跑鞋中底放置一块碳纤维板,这样就可以减少跖趾关节的转动,从而有效降低跑步和跳跃时的能量消耗。

  前脚掌跖趾关节的弯曲导致能量损失


  碳板跑鞋由于内置碳板的关系,导致跑鞋前脚掌弯折度相比传统跑鞋明显减少,提升了跑鞋刚度,而刚度的增加则意味着能耗的减少。

  另一方面碳板在蹬地阶段的跷跷板效应以及新一代超临界发泡中底材料的回弹,也直接发挥了跑鞋的能量回收作用,这种能量回收是完全靠跑鞋材料实现的,而不仅仅是肌肉肌腱等人体软组织的拉长缩短,所以在减少能量消耗的同时,还促进了能量回收。

  碳板跑鞋很难发生弯折从而提升了跑鞋刚度减少了泄力


  研究发现在马拉松比赛中,换上碳板跑鞋后,75%的男性跑快了1.5-2.9%,大约进步2-4分钟,而71%的女性跑快了0.8-2.4%,大约1-4分钟。

  一项研究对于一名40岁以上半精英女性运动员10公里成绩进行了研究。这名运动员总共跑了6次10公里测试,这名运动员三次穿着普通跑鞋,三次穿着Nike NEXT%跑鞋,6次测试随机顺序,每次测试间隔至少2周,在这段时间内她保持正常的习惯性的训练负荷,测试环境也一模一样;

  结果表明碳板跑鞋比传统跑鞋成绩提高了2.3%,穿着碳板跑鞋的平均用时为39:04,而穿着普通跑鞋的成绩为40:03。

  值得注意的是,这项研究发现,这名运动员的步频没有改变(195步/分),但穿着碳板跑鞋的步幅多5厘米长,这解释了为什么穿着碳板跑鞋提升了运动成绩。


  而另外一项著名的研究是在实验室环境下进行测试,精英运动员在跑步机上每次跑5分钟,研究人员对比了运动员穿着碳板跑鞋和普通跑鞋以测试最大强度(通常在14-18公里/小时)跑步时的跑步经济性(Running Economy);

  结果发现,穿着碳板跑鞋跑步经济性提高了约4%,这项研究证实了碳板跑鞋在节约能量方面所表现出来的显著优势,耐克将其某款跑鞋商品名定为Zoom Vaporfly Elite 4%,并非浪得虚名。


  值得注意的是,不同跑者跑步经济性存在巨大的个体差异,一些跑步者穿着碳板跑鞋时的跑步经济性没有改善,而另一些人表现出跑步经济性提升幅度高达6.4%,推测这种差异是由于穿着碳板跑鞋后跑者不同着地方式所造成的。

  2、碳板跑鞋超厚的中底变向增加了下肢长度

  碳板跑鞋是如何改变人体肌肉骨骼系统的呢?

  这是由于碳板跑鞋由于要平衡碳板刚度增加可能导致的缓震不足和脚感不适,因此中底缓震材料的厚度大大增加,而新一代Pebax超临界发泡材料做到了又轻又厚。

  这就相当于增加了下肢长度,在体重不变的情况下,由于鞋底厚度增加,而使得下肢长度得以“巧妙”地增加,而更长和更细的腿似乎会产生更大的惯性力矩。

  这就解释了前文所述一项研究发现穿着碳板跑鞋后为什么步幅加大,而这样的步幅加大不是来自于跑者肌肉用力程度增加,而是源于只需将更少的能量用于腿部加速,但较长的腿部有利于更长的步幅,这就实现了一方面节省能耗一方面增加步幅。


  Vaporfly 4%鞋的厚度比上一代Nike Streak增加了8 mm(从23 mm增加到31 mm),而Nike Alphafly更是将厚度进一步增加9毫米,达到40毫米,这使得跑鞋更符合外骨骼带来的好处。

  当然,鞋底厚度无限增加也并非都是好处,由于鞋底更硬中底更厚,脚踝面临更大的不稳定的风险,且受伤风险也有可能增加。

  名将贝克勒就曾经表示由于初期不适应碳板跑鞋,造成了几处受伤。



  穿着碳板跑鞋意味着不公平竞赛吗?

  穿着碳板跑鞋的运动员的比赛成绩改善程度与世界反兴奋剂机构(WADA)禁止使用的各种兴奋剂物质和方法类似,这些物质和方法已被证明能提高4–6%的成绩。

  这说明碳板跑鞋从实际效果看,基本上可以等同于是使用兴奋剂,正是因为游走在道德和争议边缘的危险游戏,使得世界田联于2020年1月31日,被迫对这一跑鞋技术争议作出回应,国际田联制订了新的跑鞋规则,规定马拉松鞋的鞋底厚度不得超过40 mm(钉鞋为25 mm),只能使用最多一层碳板,并且必须至少销售4个月才能用于比赛。

  不久之后,耐克推出了Alphafly跑鞋,鞋底为40毫米,中底内部继续埋藏一块碳板,并在跖骨区域增加了气垫。

  Alphafly的发布与新法规的发布非常接近,这引发了人们的担忧,毕竟耐克是世界田联主要合作伙伴,也就是说这些规则的起草是为了“合法化”耐克碳板跑鞋,但以这种方式回应“技术兴奋剂”的指控,对保护体育竞赛的公平原则几乎没有什么作用。



  技术进步和公正竞赛的边界究竟在哪里?

  自2016年碳板跑鞋问世以来,中长跑成绩进步的速度明显加快。

  因此,我们有理由相信,运动成绩的飞速进步似乎是技术驱动的,而不是生理因素。

  这表明跑鞋技术可能比人类自身努力发挥更大的作用,因为自2017年以来,训练方法不太可能使得马拉松成绩产生如此快的进步。

  这篇论文呼吁由于2020年东京奥运会推迟一年举行,这一延误为世界田径界提供了一个机会,即有必要进行一次以技术公平为重点的独立审查,以系统地评估跑鞋技术对体育竞赛公平和完整性的影响。


  今天围绕碳板跑鞋的“合法性”和“道德性”的争议并非史无前例。2009年,国际泳联(FINA)不得不修改规则并禁止全身泳衣,以应对众多穿鲨鱼皮的游泳运动员狂破世界纪录。

  这篇综述最终建议的解决方案是将跑鞋的厚度降低到20毫米,科学家们认为这种简单而实用的解决方案可以防止跑鞋技术对跑步运动本身产生过大的影响,运动员也不会因为穿着不同跑鞋而导致他们处于明显不公平的竞争地位;

  当然学者的建议在多大程度上能够被采纳,尚不得而知,这种将跑鞋中底厚度下降到20毫秒的做法究竟是在科学家的道德洁癖,还是阻碍技术进步,可能也是一个见仁见智的话题。



  小结

  国际顶级运动科学杂志在2021年第一期就撰文炮轰碳板跑鞋,并且带着很强烈的国际运动医学联合会的背书色彩,再次将碳板跑鞋是否涉嫌作弊或者类似使用兴奋剂进行探讨。

  学者甚至认为应当将跑鞋中底厚度限制到20毫米,这种做法是历史倒退还是回归体育精神,你怎么看?

  目前市面上国内外主要碳板跑鞋

  1、Adidas Adizero Adios Pro


  2、Nike Zoom Alphafly Next%


  3、Nike ZoomX Vaporfly Next%


  4、Nike ZoomX Dragonfly


  5、Nike Air Zoom Victory


  6、Saucony Endorphin Pro


  7、ASICS MetaRacer


  8、Skechers GOrun Speed Elite


  9、Brooks Hyperion Elite


  10、Brooks Hyperion Elite 2


  11、New Balance FuelCell RC Elite


  12、ON Cloud boom


  13、Hoka one one


  14、特步160X


  15、特步160X 2.0


  16、李宁?


  17、李宁?


  18、乔丹巭pro


  19、匹克态极UP30


  碳板跑鞋种类品牌众多,本文无法穷尽。


  你如何看待碳板跑鞋对于跑步的作用?

  你认识碳板跑鞋是技术兴奋剂吗?

  谈谈你对于穿过的碳板跑鞋的感受



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