【馬拉松Breaking2】拆解背後的運動科學

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【體路專欄】2:00:25,it’s really CRAZY ! 今天我在gym練習時也看得熱血沸騰!有人說這個Project只是某運動品牌的宣傳伎倆,在所有條件都 Under controlled 的「巨型實驗室」下,催谷出一個前無古人的時間,不屑一顧。事實上,由於這並非國際田徑聯會(IAAF)認可的比賽,所以嚴格來話這「新世界紀錄」其實不獲承認。

然而,作為一位運動科研和跑步愛好者,我倒覺得這是一個很好的案例去演釋一個團隊如何透過「運動科學」去把一個人的潛能激發,挑戰極限,創造人類歷史。最近,我在一台灣網站看到篇非常詳盡的文章(原文連結在文未,作者為徐敦傑),去解釋整個 Breaking 2 Project 的科學化訓練流程。但因涵蓋題材廣、篇幅長,部分朋友或未能完全掌握箇中意思。現我嘗試節錄當中涉及運動科學的重點,並加入賽後個人體會,向大家分享一下:

運動科學(Sports Science),顧名思義就是以嚴謹的科學方法,去提升運動員的能力。

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簡單來說,運動科學可再細分多個範疇。以這次賽事作例子:

人體測量學 (Anthropometry):
跑手最理想的身高體重和肌肉比例應如何?

運動生理學 (Physiology): 
場地選址的海拔、氣壓、溫度、濕度最有利馬拉松發揮?比賽的配速應如何去避免過量乳酸積聚?

運動營養學 (Nutrition):
訓練期的飲食?比賽中的補給策略?

運動力學 (Biomechanics):
跑鞋的設計如何?領跑員(Pacer)走在前面,幫忙減低風阻「破風」?

運動心理學 (Psychology): 
最後數公里想放棄時,如何用意志堅持下來?

好了,再具體一點:

人體測量學
研究指出,近20年世界頂級馬拉松跑手的平均身高少了約3公分,但平均成績卻快了近四分鐘。最理想跑手身高約介於170公分上下,BMI(身高/體重的平方)在19-20之間。身型過高和健碩對長跑沒有幫助,反而較矮而輕盈的身形,能提高身體散熱效率,有助減少能量損耗。而是次締做紀錄的跑手,來自肯亞的Eliud Kipchoge(2016里約奧運金牌) ,身高167 cm,體重57kg,BMI剛好為 20,正正擁有完美的馬拉松身型!

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運動生理學
比賽場地是意大利Monza的一級方程式賽車場,Autodromo Nazionale Monza。科研團隊認為這裡擁有世界最適合長跑的地理與氣候環境,可減少最多不穩定因素。此處的溫度保持在 12 ℃ 左右,大氣壓力低於 12mmHg。此外,天氣通常以多雲為主(避免跑手過熱),並且氣流不會出現急劇的方向性變化。固定為 2.4 公里的跑道可以讓跑手完美地控制節奏、補水、營養、以及支援團隊的移動。

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Eliud Kipchoge的完成時間為 2:00:25。配速是每公里2分51秒,即運動場每400米68秒,有練跑的朋友都應知道那是多麼誇張的速度!Kipchoge採取的策略為均速跑,全程每10公里的分段速度均控制在28:30左右。這樣的配速避免了他在過早階段積聚乳酸(lactic acid),影響後段發揮。

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運動營養學
訓練以外的飲食和恢復,其重要性絕不遜於訓練本身。有好的營養才能讓每天承受壓力的身體迅速復原。譬如說,運動員團隊針對因出汗引起的水分流失和能量補給進行分析,在賽前48小時和高強度訓練後的24小時,為運動員量身打造了一種碳水化合物能量補充劑,以保持充足的水分和能量。比賽過程中,工作人員也定時向Kipchoge提供能量補給,以確保他的體能可維持到最後一刻。

此外,團隊也特別強調了在高強度訓練後立即攝入蛋白質和碳水化合物的重要性,當運動員在訓練過後不能即時攝取正餐時,他們會指導運動員飲用體能恢復飲料。順帶一提,根據科學研究,高強度運動後最適合的能量補充比率是碳水化合物:蛋白質約4:1,而市售的巧克力牛奶正好就是這個比率,大家日後不妨一試!

運動力學
比賽策略由配速員(Pacer)組成鑽石隊形,減少風阻並增加彈弓效應(drafting),這就像單車賽常見的「破風」隊形。要能帶領breaking 2配速可不是常人能做得到的事,所以大會匯聚了一聚超班Pacer,包括美國奧運五朝元老Bernard Lagat。他們採取循環配速,每次每小組三位跑者、共兩組六人形成配速團引導,跑4.8k接棒後休息換下一組,30分鐘後再次上陣,確保從頭到尾一致的穩定配速。

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跑鞋方面,經過了反覆的測試,贊助團隊決定打破傳統競賽鞋薄如蟬翼的設計,透過厚底內嵌入碳纖維板的中底設計,兼顧馬拉松運動員對輕量、緩衝、與回彈的需求。

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運動心理學
運動員的極限往往超越自己所想像,考慮太多的話,難以專注於身體感受,並限制多巴胺 (dopamine)和氨多酚(endorphin)等有助運動表現的神經傳導物質釋放。比賽期間可見Kipchoge非常專注,透過正面的自我說話(Positive Self-talk)不斷鞭策自己,他在賽後訪問出也提到「My mind was fully on finishing within two hours」 ,足以引證他 breaking 2的決心。團隊的鼓勵也十分重要,在比賽未段看到Pacer不斷地向身旁的Kipchoge打氣,希望激發他的鬥志作最後衝刺,最終創出人類歷史性佳績!

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看到這裡,你可能會覺得太理想,太脫離現實了!這種科學化訓練只會在運動員層面出現!但隨著科技普及,運動科學早不再是頂尖運動員的專利。 「Sport Science」近年漸漸地被另一個詞彙「Exercise Science」取代。 「Exercise」對比「Sport」這個字覆蓋更廣,不只局限於競技運動,例如大眾做健身我們會算是 Exercise。現代生活追求健康、追求效率,也使這個專業開始受人關注。我對於如何在大眾層面普及”科學化訓練”也有點看法的,留待日後有機會再執筆分享!

資料參考: 
1. 國際田徑 (IAAF)網站
2. 台灣運動筆記

撰文:Eric Poon @ EP Fitness& Health
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