科技+人类极限 =1:59!人类马拉松成绩首次突破2小时

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科技+人类极限 =1:59!人类马拉松成绩首次突破2小时
麻省理工科技评论 2019-10-13

2019-10-13

突破人类力量和速度的极限,我们需要传奇,也依赖科技。
科技 马拉松
突破人类力量和速度的极限,我们需要传奇,也依赖科技。

突破人类力量和速度的极限,我们需要传奇,也依赖科技。

北京时间 10 月 12 日下午,为马拉松纪录保持者基普乔格专门设计的 INEOS1:59 挑战赛鸣枪起跑。1:59:40 后,基普乔格只身冲过终点线,人类第一次以 2 小时内的成绩完成全程马拉松。

这场精心准备的马拉松比赛的参赛者只有基普乔格自己,而他要赢下的不只是他自己,更是“2 小时完成全程马拉松”,这项从未有人企及的目标。

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图 | 基普乔格冲线瞬间(来源:INEOS)

自去年柏林马拉松打破世界纪录之后,肯尼亚马拉松运动员基普乔格已经无愧于马拉松第一人的称号。截止目前,在他跑过的 12 场正式马拉松赛中,他赢得了 11 个冠军,堪称传奇。

基普乔格曾在 2017 年首次尝试突破马拉松 2 小时大关,遗憾的是仅以 25 秒之差未能实现目标。今年四月,基普乔格再度参加了伦敦马拉松,并以 2 小时 2 分 38 秒的成绩实现伦敦马拉松四冠王。

在那之后。基普乔格宣布了他马拉松“挑战 1:59”的计划,第二次的“破 2”尝试,他终于得偿所愿,最终成为马拉松跑进 2 小时大关的第一人。

要创造纪录,基普乔盖跑每公里的平均时间要低于 2 分 51 秒。对于许多非专业运动员来说,这是骑自行车都未必达到的速度。

为了取得更好成绩,昨日基普乔格在起跑后,7 名陪跑员采取前 5 后 2 的队形将基普乔格夹在当中。之所以这样配置,是因为按照“挑战 1:59”科学团队的研究,这是最佳配速员防风阵型,会形成一道挡风屏障,有利于挑战者创造好成绩。

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(来源:NTV直播画面)

而在他们身前,还有一辆配速车,以 2 分 50 秒行进一公里的恒定速度(250 配速)前行,车上的激光会在跑道上标注绿线,以此帮助整个挑战团队和基普乔格调整配速。

团队会对基普乔格完成每公里的时间进行了精确的计算,同时比赛过程中还会实时给出预估完赛的时间。

在比赛的前几公里,基普乔格配速都保持得较为稳定,均维持在 250 左右。在跑到 20 公里左右,基普乔格在速度上出现了一些起伏配速在 248 和 252 之间。23 公里到 26 公里,基普乔格又恢复了稳定的配速,四个 250 的配速再次把预估时间稳定在了 1:59:49 的位置。

而到了赛道最后四分之一部分,基普乔格连续跑出精确的 250 配速,最终提前了约 20 秒稳稳拿下这项“人类纪录”。

所谓天时地利人和,完成这个成绩不只是他一个人的能力,也是整个团队的贡献。

肯特大学生理学家 Mark Burnley 对人的耐力进行了深入研究。他曾表示,有三项指标会直接影响长跑的表现。一是最大摄氧量,剧烈运动时身体最多能使用多少氧气;二是乳酸阈值,即在身体不残留多余乳酸的情况下所能达到的最快速度;三是跑步效率,相当于人类的“油耗”,要在跑步中有效利用资源。

要在长跑中获得更好成绩,三项指标需要尽可能地高。反过来,这三项指标也正是限制人类突破长跑极限的关键因素。

跑出“人类最好成绩”并不是要运动员在各项指标均拿下第一,而是把现有最快跑者的供氧与跑步效率结合,做到最优均衡。这就需要科学且严格的训练。为了长期保持顶尖的运动能力,基普乔格每天都有严格的训练和饮食计划,包括每天 5 点准时起床训练,每晚 8-9 点准时入睡。

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图 | 基普乔格与队友备战 159(来源:Runner's World)

身高 170 公分的基普乔格,体重只有 56 公斤。他的身上没有一丝赘肉,这样的体型给了他顶尖的心肺功能。即便已经连续拿下世界冠军,基普乔格依然保持高质量的训练。他曾在接受媒体采访时表示,自己制定每天、每周、每月的计划。一周 210 公里,每天 30 公里,一周没有休息日。在他看来,保持扎实的训练正是他能够抵抗年龄变大的影响,从而维持顶尖的竞技状态。

INEOS1:59 挑战赛将比赛地点定在了奥地利维也纳的普拉特林荫大道。这一决定也经过了严格的计算和考量。

根据《Runner‘s World》的报道,团队根据每年此时的温度、湿度、气压、风速、海拔和降水等情况,最终得出了最具理想的位置。挑战赛道选在贯穿普拉特公园中央的 Hauptallee 林荫大道,赛道又平又直,单圈长度 9.6 公里,单程直道长 4.3 公里。

按照基普乔格过往比赛的成绩,他的最好状态一般是在湿度低于 80%,温度保持在 7℃到 14℃左右。这些过往的数据让团队最终将比赛时间定在了 10 月 12 日,为的是当天的天气有助于让基普乔格保持身体高效运行,发挥最佳水平。

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图 | 史上最豪华“兔子团” (图片来源:NIKE官网)

前文提到的配速员也在此次比赛中起到了重要的作用。

基普乔格跑步的过程中共有 41 位配速员(俗称:兔子)交替领跑。即使是在没有风的情况下,马拉松运动员参赛时的速度,也足以引起空气阻力。有相关风洞试验表明,如果跟在目标两小时的陪跑员身后,让配速员挡风,能够在 42.195 公里中提高成绩 100 秒。

与此同时,配速员可以帮助跑者维持均匀配速,防止因为滥用瞬间加速等战术消耗体力,保持最佳的节奏。

除了生理层面,配速员的存在也能一定程度上降低选手的心理负担。人类行为专家 Michael Joyner 曾在 1991 年就提出,运动员在完美条件下跑步,可以以 1 小时 57 分 58 秒的成绩完成马拉松。对于此次刷新人类纪录,他认为陪跑员的帮助非常大,除了降低风阻的影响,陪跑员在保持节奏和减轻心理负担方面都非常重要。

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图 | Nike“破 2”跑鞋鞋底技术(来源:Nike)

科学团队除了在气象、空气动力学、生理学等方面提供强大的支撑,基普乔格脚上的跑鞋,也凝聚了诸多科技含量。

在 Nike 这双“破 2”跑鞋的背后,就有着庞大的科学家及工程师团队进行新材料、结构的设计,以及不断地进行验证更迭的实验。

在 2017 年 4 月,Nike 的“破 2”还处于紧罗密布的筹备阶段之时,其背后研发团队中的一位跑鞋开发人员、耐克运动研究实验室生物力学高级研究员罗耕博士,就曾带着还未进入中国的“破 2”跑鞋来到中国,揭开了一些背后的科技故事。

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(来源:NIKE官网)

“破 2”计划早在 2014 年就已于 Nike 内部秘密筹划。研发团队根据早期的已有科研成果,比如在鞋底加入碳板以提高韧性等,开始着手提高运动鞋的跑步经济性。

在 2015 年,研究团队做出了第一双测试鞋,也就是 Nike Zoom Vaporfly 4% 的原型。这双鞋采用了其自研的 ZoomX 海绵,它是一种由 Pebax®️ 塑料为原材料打造的泡棉缓震科技,不仅重量只有传统发泡缓震材质的 1/3,能量的回馈率也高达 80% 以上,远超传统跑鞋的 40%~60%。

同时,还加入了铲形碳板。碳板是一种复合型材料,由环氧树脂和碳纤维丝粘合后形成;因其材质轻并有很强的韧性,加入了碳板就和人脚部的足弓一样,能对前脚掌和后脚掌起到缓震和传导力的作用。其次,还能提高鞋的稳定性和支撑性。

这些科技手段对人类运动起到的提升作用,都已得到验证。但从体育竞技角度,更多的是要促进人类突破自身极限而不断进步,如果辅以不断进步的科技手段,是否违背了“体育竞技比赛中不借助外力的本质”?这个话题早已引发过社会的广泛争论。

最为典型的案例,就是曾经风靡一时、横扫赛场的“鲨鱼皮泳衣”。它首先被 Speedo 公司设计并制作而成,其超伸展纤维表面完全仿造鲨鱼皮肤表面;同时还融合了仿生学原理:在接缝处模仿人类的肌腱,为运动员向后划水时提供动力;并在布料上模仿人类的皮肤,富有弹性。这样一来,它能极大程度地减少水的阻力,让穿着它的游泳运动员在竞争激烈的泳池中占得先机。

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图 | “鲨鱼皮泳衣”(来源:百度百科)

“鲨鱼皮泳衣”自 1999 年被允许使用开始,就引发了诸多批评,许多专家认为它违背了“不借助外力”的原则。而且,该泳衣高昂的成本、短暂的使用寿命(穿着 6、7 次便失去效果),不仅带来运动装备的“军备竞赛”,还让无法负担其昂贵成本的运动员未进泳池,就已经输了。

面对外界强大的舆论压力,国际泳联最终于 2009 年 7 月底作出决定,从 2010 年起禁止在比赛中使用高科技泳衣,泳衣材料必须为纺织物,并且不得覆盖四肢。这样,“鲨鱼皮泳衣”近十年的辉煌历史由此走到尽头。但之前穿着“鲨鱼皮泳衣”取得的世界纪录不会被取消,也让接下来的泳池破纪录变得比过往更为艰难。

同样出于对“不借助外力原则”的坚守,国际田联没有认可这次挑战人类极限的马拉松成绩。因为基普乔格能够跑出人类的极限成绩,全程都离不开科技的助力,可以说已经渗透到每一个细节的控制中。这样的配制条件,全球没有几个运动员能够享受。

从此意义上说,这次马拉松实现“破 2”,既是人类挑战运动极限的胜利,更是科技的胜利。

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