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马拉松有没有可能突破2小时大关?

 2014/11/5 16:17:16    程序员俱乐部  我要评论(0)
  • 摘要:一个多月前,来自肯尼亚的丹尼斯·金梅托(DennisKimetto)以2小时2分57秒的成绩完成了柏林马拉松,创造了马拉松的新世界纪录。这意味着金梅托在42千米的马拉松赛程中,每千米的用时仅为2分56秒。肯尼亚选手丹尼斯·金梅托(DennisKimetto)创造了新的男子马拉松世界记录。图片来源:huffingtonpost.co.uk而人类还在不断刷新速度和耐力的记录,其中的一个原因是破纪录是很赚钱的事情,并且越来越多的人能够得到优质的训练
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  一个多月前,来自肯尼亚的丹尼斯·金梅托(Dennis Kimetto)以 2 小时 2 分 57 秒的成绩完成了柏林马拉松,创造了马拉松的新世界纪录。这意味着金梅托在 42 千米的马拉松赛程中,每千米的用时仅为 2 分 56 秒。


肯尼亚选手丹尼斯·金梅托(Dennis Kimetto)创造了新的男子马拉松世界记录。图片来源:huffingtonpost.co.uk

  而人类还在不断刷新速度和耐力的记录,其中的一个原因是破纪录是很赚钱的事情,并且越来越多的人能够得到优质的训练,以便加入世界顶级选手的行列。来自南卫理公会大学的应用生理学和生物力学教授彼得·魏安德(Peter Weyand)表示,一些人渴望得到名誉和财富,他说:“这刺激他们用尽各种方法让自己跑得更快,这也是为什么人类的跑速在不断增加,而狗和马的却没有。”

  那么马拉松选手能否突破 2 小时大关,人类又到底能跑多快呢?科学家表示,不论一个人的决心多大,终究还是会有一些生理上的极限是无法突破的。

  有氧呼吸的极限

  来自马萨诸塞州综合医院心血管功能项目的副主任、波士顿马拉松医疗顾问亚伦·巴吉希(Aaron Baggish)介绍说,人类跑步时哪一个身体系统才是限制因素,人们有不同的观点。不过对长跑来说,最大的限制是心输出量(译注:每分钟一侧心室射出的血液总量)和氧气流量。

  马拉松运动员在运动中需要依赖最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO2max),这一指标代表能够输送到肌肉中的氧气量。魏安德指出,一个人的最大摄氧量可以衡量他们在有氧运动中,消耗氧气的速度,氧气在人体内流动越快,有氧适能(译注:指人体摄取、运输和利用氧的能力)就越强。

  最大摄氧量的指的是人每千克体重在每分钟内可循环的氧气量,单位是 mL/kg/min。根据《应用生理学》(Journal of Applied Physiology)期刊的研究结果,一名健康男性的最大摄氧量为 35-40,女性为 27-31。优秀男性跑步选手约为 85,女性约为 77。

  长跑的关键是在数千米的距离内,维持一个最接近最大摄氧量的速度。魏安德认为,长跑中最重要的就是节奏和能量消耗。

  身体结构上的不足

  与长跑相比,短跑具有一系列不同的限制条件。法国尼斯大学的运动生物力学教授让-伯努瓦·莫林(Jean-Benoît Mori)认为,短跑的关键是肌肉力量、步距和步频。世界顶尖短跑运动员在跑步过程中,每只脚接触地面的时间只有 90 毫秒,那么最难的地方就在于,如何在这么短的时间内施加最大的力。

  要跑得快,就必须保证力的作用方向是向前的。莫林说,人类只有两条腿,在这一点上我们天生处于劣势——由于直立,人类的重心位于脚的正上方,这使得每次推动产生的力通常是与地面垂直而不是平行的。

  相反,四足动物们,例如灰狗和猎豹,能够将身体的重心分散到四肢上。它们四肢的活动范围也更广,能更好的将每次的推动力保持在水平方向上。而人类的腿太长了,而且髋关节、膝关节和踝关节的活动范围较小,无法像猎豹一样高效率的前进。


和四足行走的动物不同,人类的重心位于叫的正上方,这使得每次推动产生的力通常是与地面垂直而不是平行的。图片来源:runnersworld.com

  先天遗传的限制

  即使是一些最有抱负的人,可能也永远无法成为最优秀的长跑运动员,因为遗传是一个很重要的因素。有些人拥有大量快缩肌纤维(fast-twitch),很适合短跑,但对长跑来说就不利了;而另一些人则有更多慢缩肌纤维(slow-twitch),这些肌肉对长跑十分关键,但却对短跑没什么帮助。

  快缩肌纤维以无氧方式供能,也就是说它们依靠葡萄糖而不是氧气来产生能量。快缩肌纤维能够产生爆发式的速度,但是很容易就疲劳。而慢缩肌纤维可以将氧气转化为能量,它们的运动比快缩肌纤维慢得多,因此更适合长时间的持续肌肉收缩。

  一些人天生就比其他人更能跑。腿长的人通常跑得更快,因为他们的步距更大;肺活量较大的人也一样,因为他们的氧气流动效率更高。运动员的骨骼-肌肉重量比也对速度和耐力有影响。

  巴吉希说,有些人天生就更适合长跑,他们通常具有更结实的骨骼肌肉系统,以及更强大的心血管系统。但即使是拥有这种身体的人,也会有长跑的强度极限,超过这个极限就有可能就会对心脏造成损伤,不过大多数运动员不会有这种问题。心脏损伤可能会在过度训练时发生,例如带病训练,或是在已有心脏问题的情况下还继续跑。

  那为什么我们还在越跑越快?

  一些运动员通过服用非法药物来提高速度。短跑运动员有时会服用类固醇来增加跑步时对地面的推动力;而一些马拉松运动员则采取违规增血的方法,来提高他们的最大摄氧量。这种方法通过增加血液中的红细胞数,可将一个人的最大摄氧量提高约 10%。要进行增血,可以通过药物来实现,也可以将运动员自己的血液冷冻起来,在赛前进行注射,以获得更多的血红细胞。

  技术可器材也帮助短跑运动员们提高了成绩,例如更好的跑鞋和人工赛道。但莫林表示,在过去 20 年间都没有什么主要的技术突破,研究者还没能找到一种真正有效的技术,来帮助提高长跑运动员的耐力。

  莫林认为照目前的情况看,在未来 20 到 30 年内,应该都不会有人在 2 小时内跑完马拉松。但这个记录什么时候会被打破也很难说,因为时不时都会杀出一匹黑马。具有优良的跑步基因、训练环境和天生优势,可能会让运动员突然跑出刷新纪录的好成绩。一个很好的例子就是女子马拉松世界记录。男子马拉松记录在过去 10 年内被刷新了 5 次,每次只快了几秒,而由英国长跑运动员宝拉·拉德克利夫(Paula Radcliffe)创造的马拉松记录(2 小时 15 分 25 秒)已经保持了 11 年。“她把其他选手甩开了一大截”,而这种情况可能再次出现。(编辑:球藻怪)

  文章题图:维基百科

  编译来源 LifeScience, The Human Race: Will We Keep Breaking Running Records?

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