為了突破馬拉松2小時大關，運動員需要將現有的馬拉松世界紀錄2小時2分57秒縮減約3%。這意味著在42.195公里（26.2英里）的全程中，每公里耗時需要減少約4.3秒鐘。在多數人看來，這似乎是一個不可能完成的挑戰，但對Nike而言，卻是一個值得追逐的目標。  

三位無懼挑戰的運動員接受了Nike的邀請，嘗試在2小時內完賽馬拉松，他們是 Eliud Kipchoge 、Lelisa Desisa和Zersenay Tadese。透過對世界頂尖長跑運動員進行為期數月的測試和資料分析，Nike最終選定這三位身體狀況最適合迎接這項挑戰的菁英運動員。選擇他們的主要原因為在長時間快速奔跑方面，他們的表現遠遠優於其他跑者。他們多年的經驗和專業知識造就了他們獨有的優勢，正因如此，Breaking2教練和科學研究團隊認為，應該調整他們的日常訓練和補給策略，而非進行徹底的改變他們原來的習慣，這是嘗試讓運動員達成挑戰目標的最佳方式，而這也將是至今為止長距離跑領域最大的挑戰。

在製定訓練計畫方面，運動員及其教練團隊發揮了不可或缺的作用，並是他們取得今天成績的關鍵因素。生理學家兼Nike運動研究實驗室探索研究團隊新產品總監Brad Wilkins 博士和Nike運動研究實驗室研究員兼首席生理學家Brett Kirby 博士受邀對Breaking2 計畫的日常科學研究工作進行監督。“作為菁英運動員，他們目前的訓練計畫已經相當成熟了。” Brad Wilkins博士說，“我們的目標是與運動員及其教練團隊合作，提供相應的資料分析和回饋意見。” 正因如此，集合不同領域的力量，2小時內完賽馬拉鬆的夢想才有可能成為現實。

經驗決定成效

訓練計畫隨著運動員狀態的改變而不斷調整

Eliud Kipchoge的每週訓練計畫多樣且有針對性，並隨著整個計畫的推進逐步完善。他每天都會進行兩組訓練，包含長跑、跑道快速跑和變速跑訓練。Brett Kirby提到“Eliud Kipchoge身體的配合度十分協調，他經常根據自己身體的反應和感覺來調整步伐。” Lelisa Desisa初期的訓練重心為耐力訓練，在此期間進行了很多長距離、從輕度到中等強度的基礎跑步訓練。在之後的訓練中，還加入了更具針對性的跑道訓練，以便在計畫後期提高速度和強度。Brett Kirby說：“Zersenay Tadese的策略與Lelisa Desisa幾乎相反，他的前半程訓練著重速度，可以説明他熟悉比賽速度，而他後期的目標是延長高速跑的持續時間，以便能夠長時間保持足夠的配速。”

跑前熱身（大多數情況下）很簡單

熱身時，所有的運動員都做典型的滑步慢跑（根據Brett Kirby描述，有時慢到看上去幾乎像是從站著不動的狀態開始拖著腳走），並逐漸加快步伐，持續約30分鐘。Lelisa Desisa和他的團隊會做更“儀式性”的跑前熱身，該跑前熱身由動態伸展組成，持續約30分鐘。Brett Kirby表示“ 看上去就像跳舞一樣。”。

團隊協作和單獨訓練同樣重要   

一般來說，為了獲得足夠的跑步動力和陪伴，運動員會選擇和很多人一起跑步。Lelisa Desisa的團隊由6至8名成員組成，為他提供所需的一切支援。Eliud Kipchoge會與由當地人、專業運動員或教練組成的60人團隊一起跑。但是，當他們想要進行一項極具針對性的訓練時，他們會選擇獨自一人或與少數幾個人一起跑步。Brett Kirby表示“Zersenay Tadese大多數情況下選擇自己一個人跑。

充足的睡眠保持最佳運動狀態

這些運動員通常都不是做一般大家想像的放鬆方式。對於每週跑量超過160公里的運動員來說，常規訓練中最重要的部分就是恢復。“Zersenay Tadese被稱為'睡神'，因為當他不跑時，他一定是在睡覺，” Brett Kirby說道。不進行訓練的時候，Lelisa Desisa會選擇放鬆。在營地，Eliud Kipchoge在閒暇時花了很多時間來平衡休息和日常生活。Brett Kirby說：“除了和隊友一起打盹和品茶之外，他還會做一些雜務，比如從井裡打水或者在營地幫忙。” 多數情況下，大家每週休息一天，也會根據需要進行調整。三位運動員，有的每週會接受三次按摩，通常是在接受高強度訓練以後。

跑步是唯一運動

三位運動員不做重量訓練，也不會做瑜伽。他們只選擇跑步。“要想跑得快，你就得不斷地跑。” Brad Wilkins說道。雖然每位運動員的訓練計畫都非常不同，但都在不斷完善和調整，以便適應不同的熟練度和階段性的低效率。Brad Wilkins說“通常來說，精英運動員的柔韌性較差。” 然而，與很多人的想法相反，較差的柔韌性更容易提高跑步成績。Brad Wilkins表示“理論研究表明，較為僵硬的雙腿在跑步過程中損失的能量更少。”（他將此比作硬彈簧，與較鬆弛的彈簧相比，硬彈簧儲存和釋放的能量要高出很多。）

日常飲食很自由

作為菁英級別的跑者，很清楚地知道什麼食物能夠為其日常跑步提供最佳補給，儘管如此，Brad Wilkins和Brett Kirby還是建議跑者吃大約50-75％的碳水化合物、20-30％的蛋白質，其它的則可以隨意。此外，科學家們還提供了具體的訓練後營養攝入量的指導。例如，他們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，當運動員不能很快攝取正餐時，他們會指導運動員飲用體能恢復飲料。

科技改變傳統

關鍵指標幫助提升跑步成績

自從肩負著破2的使命以來，Brad Wilkins和Brett Kirby多次造訪3位菁英運動員並對一些重要指標進行深入的分析和評估，包括最大耗氧量、跑步過程中水分的流失以及肌肉能量儲備等。即使不與運動員在一起時，他們仍然會定期透過電話或Skype 保持聯繫。在訓練期間，運動員會佩戴配有心率監測儀（含配套胸帶式發射器）的GPS手錶。每次訓練後，教練和科學研究團隊一起進行資料分析，以進一步瞭解運動員的狀況和提高運動表現的因素，並利用收集的這些資料與運動員的教練團隊溝通並不斷調整訓練計畫。

相信高海拔優勢

三位運動員都在高海拔地區生活並在此進行絕大部分的訓練。Eliud Kipchoge的營地在肯亞，Lelisa Desisa的營地在衣索比亞，而Zersenay Tadese往返於他自己居住的衣索比亞和他的教練居住的西班牙兩地進行訓練。Brad Wilkins解釋說：“因為高海拔地區的氧氣稀薄，隨著時間的推移，體內紅血球細胞的數量會增加，血液就能為肌肉攜帶和運輸更多的氧氣。肌肉含氧量越高運作越好，就可以幫你跑得更快、更遠。” 當一個人離開高海拔地區後，這種較高的紅血球的細胞濃度可以維持長達兩週之久，因此可以假定較高的血紅細胞濃度能為在海平面高度的比賽帶來競爭優勢。

能量補給的個人化定制和精確控制

科學家們專注於因出汗引起的水分流失和能量補給的最大限度。他們將重點放在賽前48小時和高強度訓練後的24小時，並重點關注兩個方面：”補給類型與方式”，以及”個人需求”。“我們在訓練計畫中收集到的資料表明了運動員跑步時流失的水分以及內臟可以吸收的液體量。根據這些資料，我們為每位運動員量身打造了一種碳水化合物能量補充劑”， Brett Kirby解釋。除此之外，三位運動員所引用的碳水化合物的類型、比例、液體和口味也不盡相同。
 
精確的能量補給頻率

透過資料分析以及大量的反復試驗，Breaking2團隊已經確定了運動員在比賽中進行能量補給的理想週期：每2.4公里補充一次（即他們在義大利Monza賽道繞跑道跑一圈的距離）。Brett Kirby說：“運動員大約每七分鐘就會攝取特定的能量補充劑，以保持充足的水分和能量。”科學研究團隊表示，這對運動員來說是一種全新的體驗，因為以前每位運動員每小時攝取的碳水化合物不足60克，而現在他們都不得不讓自己習慣攝入更多的碳水化合物。

Brad Wilkins、Brett Kirby和Breaking2 團隊中的其他成員都在繼續透過獲取的這些資訊和經驗不斷為Eliud Kipchoge、Lelisa Desisa和Zersenay Tadese完善策略。“自Breaking2 正式啟動以來，我們一直都在不斷收集資料，並一直努力獲取更多有效的資訊，説明三位運動員在正式挑戰當天達到最佳狀態。”Brad Wilkins表示，“大多數運動員無法享受如此水準的個人化測試、訓練和指導。” 當你將這些與每位運動員堅韌的意志力相結合時，便有可能突破人類的極限。“無論我們在科學研究方面做了多少努力，將會是這三位運動員以每小時21.08公里的速度跑完42.195公里。”Brad Wilkins說，“簡直太不可思議了。”

資訊、圖片提供：Nike

在各大國際馬拉松賽事中，時常見到率先越過終點線的跑者大多為非裔選手，特別是來自肯亞、伊索比亞的跑者們。過去至今，有許多研究從各種面向探討非裔跑者與傑出運動表現的關聯性，試圖從中找出關鍵的影響因素。本文整理研究指出，非裔跑者的「下肢剛性」普遍較高，搭配良好的跑步技術如虎添翼，使他們跑步時步幅較大、步頻較低，也降低能量消耗，這可能是非洲跑者制霸天下的關鍵因素。

2021 年國外的學者發表了一項研究，該研究招募了 4 個組別的跑者，分別為菁英和業餘非裔的馬拉松跑者與菁英和業餘亞裔的馬拉松跑者，各組皆為 5 人；菁英跑者的條件為全馬完賽成績 3 小時內，業餘跑者的條件則是無馬拉松經驗，且在過去一年無規律進行跑步訓練者，本次實驗分別比較地緣以及訓練經驗多寡對於跑步生物力學參數的影響。首先受試者會先進行 10 分鐘的熱身，接著會以每小時 12 公里（5 分速）的速度在測力跑步機上進行 3 分鐘的跑步測試，同時也會利用 3D 動作分析系統蒐集相關的實驗數據。

菁英跑者產生的地面反作用力較大

由下方的結果顯示（A圖），因菁英跑者與業餘跑者相比有更優異的肌力水準，所以菁英跑者能夠產生更大的垂直地面反作用力，換句話說，在同樣的一步當中，菁英跑者的身體能夠產生更多的力量進行推進，也因此菁英跑者有較大的身體質量中心 (Center of mass, CoM) 位移量；再者，雖然兩族群的跑者們觸地時間差異不大，但菁英跑者在跑步時的騰空時間較長，這也間接說明了菁英跑者有更好的跑步經濟性。

延伸閱讀：跑步經濟性 － 跑步效率高低是這樣測出來的

非裔跑者的下肢剛性較亞裔跑者高

由上方的結果顯示（B圖），非裔跑者比亞洲跑者有較大的下肢剛性（綠色虛線斜率較大），而下肢剛性越高，表示越能夠把在跑步時儲存的彈性位能釋放出來。有趣的是，儘管非裔跑者有較高的下肢剛性，卻沒有造成較高的垂直負荷率，學者推論可能的原因為他們的著地角度較小，較傾向中前足落地為主（下圖），此外，學者也發現非裔跑者有較小的 CoM 位移量，因此綜合以上各因素，使得非裔跑者有較低的能量損耗。至於為何非裔跑者的下肢剛性較高，這部分尚未有明確的解釋，有待未來更多的研究釐清。

總體來說，非裔跑者的下肢剛性普遍較亞裔選手高之外，他們的優異表現也來自於良好的跑步技術，這樣如虎添翼的優勢，使得他們在運動時的步幅較大、步頻較低，因而降低了運動時的能量消耗。

因此，跑者們可以透過適當的訓練提升自身力量的輸出功率，延長跑步時的騰空時間，讓自己的每一步更有效率且更有力量，迎接更精湛的表現。

參考文獻:
Zhang, J. H., Chan, Z. Y., Lau, F. O., Huang, M., Wang, A. C., Wang, S., ... & Cheung, R. T. (2021). How do training experience and geographical origin of a runner affect running biomechanics? Gait & Posture, 84, 209-214.

撰文／楊珮渝、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：為什麼馬拉松都是非洲跑者的天下

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