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关于跑步脚着地的问题

 ntex 2014-08-28

跑者当中有一个永不休止的辩论题目:跑步是否有一个最佳方法,可以用最少的能量跑最远的距离?赤足或极简跑鞋(minimalist shoes)是否对跑步有帮助?

杨百翰大学(Brigham Young University)的生物力学研究员伊恩·亨特(Iain Hunter)说,大多数科学研究不足以回答这些问题。一些研究已经表明最快的中距离跑者——赛程在半英里到一英里间——用前掌或中桥着地。但是这些跑者不会考虑如何跑步才多快好省——是否使用最少的能量——因为距离太短了。


当人们在短距离快跑或冲刺时,他们自然地改变步幅,更多地用脚掌前侧落地,但这种方法对更长距离的跑步未必就好。

去年春天,亨特博士有机会在优秀长跑运动员中收集数据,确定是否存在他们喜欢的特定跑步方式。他们是用脚跟、中桥还是前掌落地?

通过与美国田径联合会合作,亨特博士来到了1万米长跑奥运选拔赛的场地上。他使用一台 240帧/秒的相机拍摄跑者的脚部。那些是美国跑得最快的长跑运动员,如果他们的成功能有什么秘诀,他希望能通过相机来提示。

结果,无论运动员是男是女,他们落地的部位各式各样。一些人脚跟先着地,一些是中桥,少数人是前掌。一些人在落地时脚会稍稍偏内八字,另一些则是伸直的。

“这些表现都与成绩或运动经济学无关。” 亨特博士说。从某一方面来说这是个好消息,因为研究反复表明,一旦人们试图改变自己原本的跑步方式,他们在完成相同距离时会消耗更多能量。

另一位生物力学家、美国科罗拉多州大学(University of Colorado)的罗杰·克拉姆(Rodger Kram),最近攻克了困扰跑者的第二个问题。赤足或极简跑鞋怎么样?

大多数非专业的跑者脚跟先着地——但很多人以为自己是中桥着地。但赤足跑步的时候,脚跟着地太不舒服了,所以他们从脚跟改为中桥着地了。

支持者认为赤足跑步更为自然——人类进化时原本就是不穿鞋跑步的——也更经济。但你穿着鞋抬起脚,你不得不抬起鞋的重量,而这需要消耗能量。鞋里的气垫对此雪上加霜,它吸收了原本可以推动你前进的能量。

如果你非要穿鞋,争论就演变成,仅次于赤足跑步的是用中桥着地而不是脚跟。

但是,对普通跑者来说中桥或前掌跑步哪个最有效是经不起推敲的,克拉姆博士说,“赞美者们忽视了三个显示无效的研究。”这些研究表明,与脚跟着地相比,中桥或前掌着地并无优劣之分。

而现在,亨特博士的研究发现,那些最快的长跑运动员常常是脚跟着地的。

这依然给跑鞋和气垫重量的重要性带来疑问。在今年发表的一项研究中,克拉姆博士和他的学生发现,穿极轻跑鞋的跑者比赤足的跑者效率高。(赤足跑者在足部配重,以模拟鞋的重量,使之不会成为影响结果的因素。)

与配重的赤足跑者相比,穿鞋的跑者以同样的速度完成同样的距离,消耗的能量少了3%~4%。克拉姆博士质疑了原因——这是气垫的效果吗?下一步的挑战是把气垫的效果与其他因素分离开。

克拉姆博士想出了一个办法。在他接下来的实验中,只有一个变量:跑者双脚所受缓冲的量。所有的受试者跑相同的路,中桥着地。他们都是有经验的赤足跑者,这很重要,他们在研究中都不穿鞋,以此来消除跑鞋重量的影响。

受试者在三种不同平面上跑步,克拉姆博士和他的同事测量他们所消耗的能量:老式跑步机,与现代松软的传送带不同,表面很坚硬;同一跑步机,铺上约1厘米厚的缓冲材料,与跑鞋中使用的气垫一样厚;同一跑步机,铺上2厘米厚的跑鞋缓冲材料。

结果显示:1厘米厚的缓冲是最好的:与无缓冲相比,受试者用同样速度跑完同样距离,在这一缓冲上平均少消耗2%能量。赤足跑步有代谢成本,而缓冲过多也要付出成本。

克拉姆博士说,1厘米的缓冲与许多轻量跑鞋差不多。

他也想在脚跟着地的跑者中进行实验。但是他说,目前信息很明确:长跑没有最佳方案。很多人认为较轻的跑鞋更好,最好则是不穿鞋,而他说:“没有缓冲不太好。”

本文最初发表于2012年10月16日。

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