人類的馬拉松紀錄已經到了2:02:57 (柏林馬拉松 肯亞 Kemetto ),已經是平均每公里3分鐘以內的速度了,到底人類的極限在哪裡呢?

有辦法突破2小時這個關卡嗎?  知名運動品牌,勾勾牌和三條線也紛紛推出破二大關計畫,贊助潛力選手擬定馬拉松破二計畫

(要是有自家品牌的選手 穿著特別推出的跑鞋跑出破二紀錄想必對品牌商業價值會提升很高,單就鞋子上的銷售可能就非常驚人) 

「Breaking2」的圖片搜尋結果

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以上是勾勾牌的破二計畫三名菁英長跑選手 (由右邊至左分別是 Eliud KipchogeZersenay TadeseLelisa Desisa Bent )

姓名 Eliud Kipchoge Zersenay Tadese Lelisa Desisa Bent
年齡 32 35 27
身高 167 160 ?
體重 57 54 ?
半馬 59:25 58:23 (世界紀錄) 59:30
全馬 2:03:05 2:10:41 2:04:45

Tasese 是半馬世界紀錄保持人,Kipchoge則是許多馬拉松大賽的常勝軍 (全馬PB也非常靠近世界紀錄),Desisa則是三人年紀最輕者,可能有更多的潛藏的實力有待開發。

 

在傳記類小說也有一本討論這個主題

跑者時代:馬拉松的魔咒,奔向2小時紀錄的歷史、科學和他們的故事探討近幾年馬拉松紀錄的演進 (以主角 Mutai談論近代馬拉松發展、成績演進等 )

跑者時代:馬拉松的魔咒,奔向2小時紀錄的歷史、科學和他們的故事

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除此之外,學術界也有相關論文討論這個議題 ! 

看來馬拉松破二這個話題真的太夯了~不論是對於選手的突破自我刷新世界紀錄、運動品牌的產值與商業利益、科學家對於運動科技輔助提升成績的好奇

各方人馬的目標就只有這一個:將人類全程馬拉松紀錄帶進2小時內

Sports Med 近日刊出的論文 

How Biomechanical Improvements in Running Economy Could Break the 2-hour Marathon Barrier

就是探討各種因素關於如何打破馬拉松兩小時大關,因此以下將依據這篇文章的內容,分享給大家囉 (許多資料將會以現任馬拉松紀錄為依據來評估 2:02:57)

馬拉松破二的平均速度需要維持在每公里 2:50的速度,持續42.195公里,也就是用每圈400公尺操場 68秒左右的速度持續105.5圈,才能夠將馬拉松紀錄推進到2小時內

這個成績到底有多難呢?首先速度的維持就已經是很大的困難,此外影響的因素還有「天時、地利」,地形是否夠平緩、起伏夠小、甚至還要有一點下坡幫助提升速度,但又不能違反破紀錄的規則。

而天時也是很難控制的,氣溫要夠低、濕度不能太高,甚至還要有一些順風的幫助,但又不可能全程順風,因為路線規劃也會影響這個成績是否能成為正式的破紀錄成績。

如當年的波士頓馬拉松因為兩個因素造成當年的世界最佳成績無法成為破紀錄成績 ( Mutai 的2:03:02) ,原因為路跑賽的起點和終點直線距離不能超過總距離的50%,也就是直線的距離不能超過一個半馬,波士頓馬拉松從麻州西部的霍普金頓出發,一路沿著公路往波士頓市中心前進,是直線競賽,沒有折返點也非環狀路線,再來是坡度的下降不能超過0.1%,也就是42公尺左右。

 



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上圖為波士頓馬拉松路線圖,起終點距離直線距離過長,也無法符合規則

Course elevation graphic

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但是如上圖為波士頓馬拉松的地形顯示明顯不符合規則,因此如果出現這樣的情況,即便破了兩小時也是無法正式列入破紀錄成績的

1998年就有學者運用數學公式預測人類的馬拉松紀錄將會在2010年到達2小時06分,並且在2050年到達2小時2分39秒,而最終會停在2小時整左右,因此不太可能進入2小時內。

但是,你看衰我...偏偏要跑給你看 同年馬拉松世界紀錄被 Ronaldo  (不是踢足球的羅納度) 突破到了2小時06分07秒, 並且在2010年紀錄被老葛突破到2小時3分59秒  (長跑皇帝 Haile Gebrselassie )

因此,對於兩小時內的成績 開始有更多的期待,學者開始思考到底要有那些因素才能夠幫助馬拉松選手突破2小時這個關卡呢??

最大攝氧量如果是84 mL VO2/kg/min, 乳酸閾值 在 85% V O2max 並且跑步經濟性夠好的話 (181 mL O2/kg/km)將會可能打破兩小時!

影響長跑運動有很多因素,生理、力學、環境、裝備等等。

目前的世界紀錄大約是 5.7m /s 持續一個馬拉松,如果要突破兩小時大約要提升2.5%的速度

並且提升跑步經濟性 (2.8%)左右,現任馬拉松保持人Kimetto提升2.7-2.9%經濟性,在天時地利人和的情況將能夠進入兩小時大關。

 

 

 

了解跑步經濟性同時,我們得要看看在一場馬拉松中的能量花到哪裡去了

文獻提到大約有80%花在往前的動力和支撐體重 ,也就是你體重越重消耗的能量越高 (所以菁英選手個個都是瘦子)

再來是往前的動力,如果我們能夠以更節省能量的方式維持高的速度,便可能提升成績。

影響我們往前的動力有風阻,在破紀錄的速度之下 5.86 m/s可能會產生9.2N的風阻,額外消耗4.7-5.5 O2/kg/min

因此,如果能像自行車互相「破風、輪車」的方式將會幫助選手節省所消耗的能量,而在比賽末段不至於失速

讓我們閉上眼,想像一個畫面,四個來自非洲的頂尖選手,席捲長跑界的黑旋風,一同挑戰馬拉松兩小時大關,包含Kimetto 2:02:57, Bekele 2:03:03, Kipchoge 2:03:05, 和 Kipsang 2:03:13四人輪流出來幫忙擋風,直到半程過後,比賽進入白熱化,賽道路線一路向北 ,乘著順風和緩下坡,如此馬拉松兩小時大關或許真的能夠出現!

「破風」的圖片搜尋結果

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但是馬拉松比賽規則不允許領跑員中途加入,因此破紀錄選手通常在後段都得面對獨跑的情況 (前段有眾多pacemaker 兔子幫你破風領跑),

試想如果從頭到尾都有人幫你破風、出去帶,那麼就很可能在天時、地利、人和的情況下突破馬拉松兩小時大關。

雖然帥氣的領跑出去帶能充分展現意志力與霸氣,但是要以突破個人、世界紀錄為目標的話,前方有人協助擋風能夠幫助節省能量,對於維持高速很有幫助 (當然是剔除大家保留體力,開最後為了搶獎牌的情況) 

而除了擋風這部分之外,順風也能夠幫助提升成績,節省能量,但是因為規則的問題,不可能出現一整路都是順風 (直線距離不能超過50%的總長度)

Mutai在2011波士頓馬拉松創下的2小時3分02秒就是在順風9.4m/s的情況下所創造出來的佳績

因為規則的因素 (不可能一路順風) ,所以文獻中提到,如果能在前半程以類似環狀的方式並且周邊有遮蔽物 (不會產生太多風阻影響),而後半程則是規畫在順風的風向完成比賽 (如果搭配略為的下坡更好)

詳細情況如下圖

除了輪車破風、順風,之外下一個影響能量消耗的就是鞋子,到底要不要穿鞋子跑?

傳奇長跑名將  Abebe Bikila 創下世界紀錄時是以赤腳的方式,跑出2:15:16 (1960年代),但是之後的紀錄都是在穿上鞋子所創下的,到底是否赤足跑能夠產生更好的跑步經濟性呢?

學者推估出如果鞋子多了100g會提升1%的能量消耗,當赤腳跑的時候似乎就能夠更減少身上的重量,但是當赤腳跑的時候就必須花費額外的能量來做為接觸地面時的緩衝,而目前的世界紀錄是穿著Adidas adios boost 2所創下的,這雙搭載了boost 中底的鞋子並不輕 (US 10號 有244g 相較於該品牌更輕薄的馬拉松鞋,這雙算是比較厚重一些的) 穿著緩衝系統比較好的跑鞋能夠減少花費額外的能量來緩衝 (靠鞋子緩衝),但缺點是加速的時候需要花費更多的能量來做啟動 (比起輕薄的跑鞋、赤足來說) ,並且有緩衝的鞋子本身就比較重,因此也會增加能量消耗

圖片來源 adidas adizero adios boost 2 

如果未來的鞋款能做更輕薄 (150g) 但保有優異的緩衝系統 (或是能夠緩衝但不失彈性),那麼將會減少因鞋子重產生的能量消耗,提升跑步經濟性,進而讓成績進步。而鞋子的勁度 (stiffness) 也是其中一個因素之一,過軟的鞋子可能會減少跑步經濟性。

 

總結: 影響破二的5大關卡

1.輪流擋風或是領跑者出來破風幫助節省能量

2.路線需要有一半為順風 

3.路線需要有一半為直線 

4.路線需要有緩下坡 (下降幅度42公尺)

5.鞋子夠輕又有緩衝

 

後記:

馬拉松要破二,平均每公里 2分50秒左右,截止目前為止筆者的一公里最快時間 2分53秒 ,連跟上一公里都沒辦法 

參考文獻:

How Biomechanical Improvements in Running Economy Could Break the 2-hour Marathon Barrier

 

 

 

 

 

 

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