【創造歷史】突破馬拉松「1:59」的運動科學 | EP Fitness & Health 運動科學分享平台
1小時59分40秒，一個歷史性的馬拉松完成時間。筆者作為一位運動科研和跑步愛好者，昨日在直播觀看Eliud Kipchoge 衝線的一刻也熱血沸騰。過去有幸在工作上接觸不少精英長跑運動員和相關研究，而這次的INEOS 1:59 創舉亦是一個難得的機會，讓我們認識「運動科學」專業如何能把個人潛能激發，突破以往極限。
要做到「破二」成就，運動員背後必然經過艱苦訓練，但同周邊環境的配合亦同樣不能忽視。以下分享將介紹Kipchoge的背景、生理特質以及其團隊在INEOS活動中所採用的策略，從運動科學角度分析是次創舉成功的關鍵因素。
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1. Eliud Kipchoge背景
締造是次創舉的Kipchoge 現年35歲，來自傳統長跑強國肯亞，為2016年巴西奧運冠軍，亦是目前正式馬拉松道路認可比賽的世界紀錄保持者（於2018年在柏林以2:01:39創下)。他在職業生涯早年主力參加田徑場地賽，曾奪2008年北京奧運5000米銀牌，至2013年起轉戰馬拉松項目更所向披靡，參加過13場正式比賽近乎全勝，只曾一次「屈居第二」。(2013年柏林馬拉松僅敗給當時的世界紀錄保持者Kipsang)
Kipchoge 兩年前也曾在國際運動品牌Nike 主辦的Breaking-2 Project (BK2) 中挑戰全馬兩小時大關，最終僅以25秒之微與目標擦身而過。若換作每公里計，這其實只是不足1秒的差距，故大家一直期待Kipchoge能再次挑戰。
(筆者當時也曾在BK2寫過一篇分享，詳見:bit.ly/33BPrIT)
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2. 生理體格
以年齡計Kipchoge 雖然已屬長跑界老將，但其得天獨厚的體格仍讓他近年在馬拉松賽事所向披靡，屢創佳績。
研究指出，近20年間世界頂級馬拉松跑手的平均身高矮了約3cm，但平均成績卻快了近4分鐘。理想的跑手身高介乎約170 cm，BMI(身高/體重的平方)在19-20左右。Kipchoge 身高167 cm，體重57kg，BMI剛好為20，正正擁有完美的馬拉松身型。
跑步經濟性(Running Economy)也是馬拉松表現的關鍵，輕盈修長的身形能提高身體散熱效率。Kipchoge 等東非跑手的小腿圍度較其他人種纖幼，研究指這能減省每步提腿的能量損耗，增加氧氣運用效率。(詳見:bit.ly/2OPEEGR)
心肺功能方面，世界頂尖長跑運動員的最大攝氧量(VO2max) 可高達80 mL/kg/min以上，遠遠高於一般成年人平均數值(介乎30-40)。此外，他們的乳酸閥值(Lactate Threshold)亦普遍達時速20公里，即代表運動員在長期維持此高速下，也無需依賴體內無氧能量系統，肌肉不會因產生酸性代謝物而出現疲勞。(詳見:bit.ly/3197C6L)
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3. 賽道及天氣
Kipchoge團隊在挑選賽道和比賽日期方面也非常講究。是次活動在奧地利首都維也納的The Prater公園進行，需繞圈4.4次，每圈約9.6公里。
與上次BK2 時的意大利Monza 的一級方程式賽車場相比，The Prater 賽道絕大部分路段皆是直路，跑手只需在每5公里的兩端迴旋處U型掉頭，這大大減少轉彎失速所耗掉的體力。此外，是次賽道也非常平坦。除開段下斜的13米外，其後上落波幅只有3米，這亦大幅減省能量消耗。
維也納與Kipchoge本身所處的肯亞城市只有1小時時差，故他在週初抵達目的地後亦無需擔心適應問題。活動當日溫度為攝氏9度，濕度約60-70%，屬非常理想清涼的天氣，有利汗水揮發散熱。唯一美中不足是活動中段曾下起微雨，這或令賽道稍為濕滑和加重衣服負擔，但最終也無阻Kipchoge衝擊記錄。
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4. 配速及領跑員
要做到「破二」的成績，平均配速需達2”50/km，即運動場每400米68秒，有經驗的跑手都應清楚這是常人難以做到的速度。
大會為此特意組成了一支41人的精英配速員(Pacer)團隊，當中不乏星級跑手，如美國奧運五朝元老Bernard Lagat和上屆奧運1500米金牌得主Matthew Centrowitz 。
配速員組成單車賽常見的「破風」隊型(drafting)，利用空氣動力學(aerodynamic)特性為Kipchoge 減少風阻。
配速團隊每組7人(五人領前，兩人殿後)，每5公里接力換下一組，並在自動導航車的綠色激光指示下調整位置，確保Kipchoge 全程皆在最少氣流阻力下，以穩定的步速邁進，爭取佳績。
順帶一提，Kipchoge 在這次創舉中也跟去年柏林馬拉松和BK2一樣，在雙腳小腿內外兩側貼上「破風布貼」(AeroSwift Tape)。製造商宣稱布貼表面的凸片物料引導氣流，進一步減少跑動時的下肢風阻2-3%。(詳見:bit.ly/2IOiv7P)
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5. 營養策略
正確的營養策略是耐力運動之成功關鍵。絕大部分高水平馬拉松選手皆會在賽前多天有系統地進行「醣原負荷法」（Carbo-loading)，逐步增加碳水化合物攝取量，同時減低訓練里數。這能使肌肉和肝臟的醣原(glycogen) 能量儲備在比賽當天達至頂峰(就像汽車入滿燃油一樣)，減少比賽後段因能量不足而「撞牆」的機會。(詳見:bit.ly/2OBdi3J)
此外，比賽途中的糖分和水份補給也甚為重要。專業運動員大都經過「腸胃訓練」(gut training)，身體消化系統有能力在短時間吸收大量糖分(每小時60-100克不等)以補充能量，同時不會出現腸胃不適。(詳見:bit.ly/2VFiYOJ)
在這次INEOS挑戰期間，工作人員定時在賽道旁或單車上向Kipchoge遞上的補給飲品，其實是一種近年最新研發、名為「Maurten」的營養沖劑。其特點為每500毫升能提供80克糖分，濃度較坊間一般運動飲品高出超過一倍，並包含不同種類的糖分(如葡萄糖和果糖)，藉以促進腸臟吸收，亦不易引起不適反應。
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6. 跑鞋
跑鞋無礙是跑手最重要的裝備之一。自兩年前BK2 計劃開始，Kipchoge 的團隊便決定打破傳統競賽鞋薄如蟬翼的設計，創作出Vaporfly 4% 系列跑鞋，宣稱能透過厚底內嵌入碳纖維板的中底設計，減少高達4%的能量流失。
經過反覆測試和改良，研發團隊團隊在這次INEOS 挑戰中更在戰鞋前掌位置，加入彈性氣墊，為Kipchoge打造一對兼顧輕量、緩衝、與回彈需求的跑鞋。
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7. 心理素質
Kipchoge 多次在訪問中提過，保持「平和的心境」(peaceful mind)，是他應對各項比賽挑戰的不二法門。
在漫長的42.195公里裡，馬拉松運動員往往會被不同的想法纏繞。若然顧慮太多、壓力太大，只會難以專注身體感受，並限制多巴胺(dopamine) 和安多芬(endorphin) 等有助運動表現的神經傳導物質釋放。在專業層面，不少心理學家建議可透過不斷的正面「自我對話」(positive self-talk) 去鞭策自己，並將集中力放在與目標相關的事物上(如配速控制和教練指示等)。在直播畫面中，Kipchoge 從賽前熱身到途中階段，每個眼神和舉手投足皆充分展現自信，可見他具備頂級運動員的優秀心理質素。
此外，外界的鼓勵也不能忽視。兩年前的BK2 挑戰是在半封閉的賽道環境下進行，只有支援團隊和少量觀眾。但吸取上次經驗，這次主辦單位容許公眾人士在賽道兩旁近距離打氣，希望凝造群體力量，激發Kipchoge的鬥志。最終他亦不負眾望，完美創出人類歷史性佳績。
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結語
雖然這次活動並不是國際認可賽事，故1:59:40 將不會被正式納入世界紀錄，但其背後的意義，卻絕對是對我們的提醒。正如Kipchoge 在是次活動中的宣言:
“I BELIEVE NO HUMAN IS LIMITED”
運動從來是個不斷求進的過程，我們每個人的極限往往超乎自己想像。隨着科技進步，各國運動學者和教練正不斷研發各種更有效提升表現的訓練法，可以預期未來會有越來越多的新紀錄誕生，而在真正馬拉松比賽中「破二」亦絕非天方夜談。
無論如何，這次Kipchoge 的創舉再一次引證到成功運動員必需抱有勇者無懼的決心，同時其團隊亦讓大眾了解到各個運動科學專業範疇的重要。盼望大家未來在運動歷程上也能時刻堅持，繼續向理想目標邁進。
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撰文: Dr. Eric Poon (運動科學系博士)
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