科学助力2小时跑完马拉松

肯尼亚运动员丹尼斯·基梅托将参加2013年东京马拉松赛。资料来源:美国劳氏股份有限公司/阿拉米股份有限公司照片

美国滑板巨星托尼·霍克的900米和棒球明星贝比·鲁斯的本垒打记录是4分1英里:体育的统计计算包括那些看似坚不可摧但实际上可以克服的障碍。对于那些想在2小时内跑完马拉松的人来说也是一样的吗？

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一目标。此外，在过去几个月里，体育品牌公司耐克(Nike)和阿迪达斯(Adidas)等重量级企业也宣布推出旨在降低壁垒的项目。但即便如此，在120分钟内跑完42公里仍然非常困难。

那么，科学能帮助运动员突破极限吗？《科学》杂志最近采访了马拉松专家，希望找出是什么让挑战变得如此困难，以及人们是否真的接近了这项运动的分水岭。

目前，肯尼亚长跑运动员丹尼斯·基梅托保持着马拉松世界纪录:2分02秒57。还有两名运动员参加了2:03:10的比赛:埃塞俄比亚的凯内尼萨·贝克勒和肯尼亚的埃鲁德·基普乔格。这意味着如果你想在2小时内完成马拉松，你需要缩短3分钟，也就是说，将你目前的最佳成绩提高2.5%。

尽管对于非职业长跑运动员来说，3分钟并不是一个高不可攀的天文数字，但南非开普敦大学的体育科学家罗斯·塔克指出，职业马拉松运动员和业余运动员之间的差距非常大，“对于职业运动员来说，2.5%的成绩提高绝对是巨大的。”

然而，仍然有三种方法来提高成绩:必须更强大，更有效地运行和降低竞争的难度。

如何变得更强大？最大摄氧量是评价长跑运动员力量的最重要标准之一。最大摄氧量是指运动员每分钟每公斤体重可以消耗的最大氧气值。*马拉松运动员在一场比赛中可以消耗将近80%的最大氧气。然而，普通人可以通过持续的高强度训练来提高他们的最大摄氧量，但是这个值有一个上限，并且主要由遗传决定。如果我们必须突破这个自然极限，我们必须依赖某些药物。

虽然采用了输血技术，尤其是红细胞生成素，但人工提高血红蛋白水平可以提高最大摄氧量。然而，在马拉松比赛中，这种做法是被严格禁止的，所有的队伍都承诺不违反规则。这意味着人们需要努力提高效率而不是实力。

如何更高效地运行？人类跑步的效率不高。只有45%的能量推动人的腿向前，其余的能量浪费在脚和地面的“互动”上。为了提高效率，应该尽可能地给双腿提供能量，也许应该穿弹簧鞋。"耐克最近为今年春天的鞋子申请了专利."塔克说。

今年1月下旬在阿拉伯联合酋长国举行的迪拜马拉松赛上，埃塞俄比亚长跑运动员贝克勒穿着一双采用了新的春季技术的鞋子。然而，他没能完成比赛，因为他在途中摔倒了。

阿迪达斯最近推出了一款名为“Adizero Sub2”的鞋。然而，这种鞋不使用弹簧，而是使用特殊的泡沫材料，据说效率提高了1%。事实上，这种“推动”材料在几年前就出现了，但是新技术将其重量减轻了150克。肯尼亚选手威尔逊·基普桑参加了日本的东京马拉松比赛，并以此鞋获得冠军。尽管距离2小时的门槛还有4分钟，但这已经是日本马拉松赛的最佳成绩了。

然而，参与“Sub2项目”的生物力学专家彼得·韦扬德并不认为一双鞋是突破2小时限制的法宝。他说:“长时间在鞋里放弹簧并不罕见。我认为这没用。问题没那么简单。”

“Sub2项目”比鞋子更注重如何提高人们的生理机能。发起该项目的英国布赖顿大学的Yannis Pitsiladis认为，马拉松运动员仍有很大的空间来提高他们的竞技水平。以那些一流的东非运动员为例。由于条件限制，他们的饮食和训练水平并没有得到优化。

如何使比赛日程更简单？当跑马拉松时，在理想的天气(顺风)下相对容易下山。此外，海拔低于海平面也是有帮助的，因为随着海拔的降低，氧气浓度会相应升高，使呼吸更加有效。如果有一个领导者，后面的跑步者的空气阻力可以减少。"这可能会增加1%到2% . "塔克说。

然而，这其中有一个致命的缺陷——国际田联可能不承认这些成就。尽管耐克计划在今年完成2小时马拉松，该公司也承认，即使这个目标实现了，结果可能不会被认可。

事实上，现代体育比赛通常会提高2%的成绩。例如，博尔特将男子100米成绩提高了1.7%。然而，塔克指出，在过去的15年里，马拉松成绩增加了2%，“所以要走得更远，再缩短两三分钟并不容易。”

尽管如此，皮特西拉斯对这位马拉松运动员的2小时跑非常乐观。他认为，只要计划周密，资金充足，到2020年这一目标就可以实现，而不需要像高科技鞋这样的噱头。(唐毅宸编译)