马拉松“破2”，体育科技的极限想象

张星云

对于这场由众多科学家历时两年半参与筹备的马拉松突破2小时比赛，很多人心底都有这样一个疑问：在现代体育运动中，是科技的影响力更大，还是运动员自身的影响更大？

跑到第37公里处时，埃鲁德·基普乔格（Eliud Kipchoge）双腿迈步的动作开始有些失去协调，减速，用运动服擦脸，然后与身前的6名领跑员拉开了1米的距离，然后是2米。领跑员们回头看到他，轻微减速，让基普乔格跟上。

此时，一同参赛的另外两位世界级长跑运动员勒利萨·德西萨（Lelisa Desisa）和泽森内·塔德塞（Zersenay Tadese）已经落后基普乔格半圈多。

但这场比赛，与以往的马拉松比赛不一样，意义不在于赢得冠军。基普乔格身前除了6名领跑员，更前方还有一辆汽车高速行驶，车的尾部装了一部激光发射器，在领跑员和基普乔格身前投射出了一道绿色激光。汽车以马拉松突破2小时的计划速度行驶，车顶上还放置了一块电子版，显示着当前汽车配速和照此速度最终比赛完成用时。于是那道激光，和面前始终看得见的配速电子版，成了基普乔格这次马拉松唯一的目标。追逐那道激光，比那道激光跑得还要快，就会创造人类的历史。

然而此刻，基普乔格的预计比赛结束时间为2小时7秒，他已经比原计划的“破2”目标慢了7秒。“对马拉松来说，最后的20分钟最重要。”此时基普乔格的体育经纪人乔斯·赫曼斯（Jos Hermens）嘴里正不停地重复道。而和他一同站在意大利米兰蒙扎赛道旁观看比赛的科学家、耐克工作人员和各国记者们心里都已经清楚：“破2”的目标基本不可能实现了。但三名运动员依然还在绕着2.4公里一圈的F1赛道继续进行比赛，每次经过主看台，观众们还会热烈鼓掌叫喊为他们加油。“生活中很多事不是永远完美的。”副教练瓦林提因·特隆（Valentijn Troon）后来说道，而彼时，他正骑着自行车跟在基普乔格身后，负责基普乔格的营养补给。

最后一圈，弯道过后的最后直线跑道，领跑员们向左右散开，基普乔格一人冲向终点。当计时牌的时间行进到2小时整时，他离终点还差146米。最终，他表情轻松，面带微笑，撞线，终点线上方的计时牌将时间停在了2小时零25秒，比马拉松世界纪录快了2分钟32秒，距离“破2”仅仅多了25秒。

基普乔格去年获得了里约奥运会马拉松以及伦敦马拉松的冠军，前年获得了柏林马拉松和伦敦马拉松的冠军。此次是他参加的第9次全程马拉松，此前的8次比赛中，他赢了7次冠军。“我觉得这是我整个人生中做的最大的一次努力。一个月前，我把半程马拉松测试赛跑进了1小时，我当时觉得自己只是最好状态的60%。今天，我付出了全部。只差25秒。”赛后，基普乔格接受采访时说道，“我是人，不是機器。在很长一段时间里保持每公里2分50秒的速度并不容易。最终我没有将马拉松跑进2小时，但我想传递一个信息：没有什么是不可能的，人类没有极限。这绝对不是路的尽头，如今我们知道了，人们终将会跑到2小时以内。”

这场研发、筹备历时2年半，投入颇高的马拉松“破2”比赛，引申出一个问题：科技是否可以帮助人类在体育运动中超越自己？

5点45分，蒙扎赛道

在基普乔格撞线将近5个小时前，5月6日凌晨3点，我在米兰的酒店中被电话叫醒，米兰的气象工作人员最终确认比赛就在今天进行。坐车到达米兰郊区的F1蒙扎赛道时，场地已经布置好了，灯光闪耀，女子马拉松世界纪录保持者保拉·拉德克利夫（Paula Radcliffe）和美国演员凯文·哈特（Kevin Hart）现场解说主持暖场，科学家、耐克工作人员和一些少量媒体在终点线附近聚集。这更像是一场耐克组织的私人聚会，大量想来报道的意大利当地记者被拒之门外。

早上4点半，如天气预报所测，小雨如期而至，但下了几滴后便停了。早上5点，3名运动员和领跑员们开始进行热身。此时，天气状况达到了对马拉松近乎完美的状态：北风，风速在0～0.4公里每小时，温度11.3摄氏度，79%湿度，降水概率0%～5%。这和耐克体育研究室科学家们预测的结果相近。

早在几个月前，对于比赛场地，科学家们还在柏林与米兰之间犹豫。“最理想的跑道应该是平原。到目前为止，最快的世界马拉松纪录产生在柏林，那里被视作最为平坦的跑道之一。”耐克运动研究实验室的首席生理学家布雷特·柯比（Brett Kirby）在接受本刊采访时表示。选定这一理想的比赛场地需要一整套独特的环境参数，包括海拔高度、温度以及蒸汽压力的考量。最终他们在今年1月选定了“比柏林更平坦”的意大利蒙扎，这里涵盖了所有必要的环境要素：赛道与海岸之间有着完美的距离，赛道四周环绕的大量树木将会减少风量，这里多云的天气会让蒸汽压力低于12毫米。在这2.4公里长的蒙扎赛道，运动员要跑17圈半，以达到马拉松距离。

而有别于早上9点或之后开始的正常马拉松比赛，他们这次选择清晨5点45分开跑，也是为了以12摄氏度左右的室外温度和高于50%的湿度来保证运动员尽量少地因流汗损失水分。

没有伦敦、波士顿、柏林热闹的地标建筑，没有复杂多变的赛道和熙攘的围观人群，蒙扎赛道像一个封闭空间里的实验室。有分析称，蒙扎赛道带来的环境优势拥有提升总成绩 20 秒的价值。

选在5月6日比赛，还有另一层意义。63年前，正是同一天，罗杰·班尼斯特爵士用4分钟以内的时间跑进了1英里。在那之前很多年都没有人做到，但当班尼斯特爵士跑进4分钟以后，同一年就有24个人实现了1英里跑“破4”。

同样，马拉松一直以来没有突破2小时。运动员、教练员、科学家都在不断地讨论，有人认为2100年才能突破，有人认为2022年，还有些人认为2075年。

耐克在2014年夏天不声不响地开启了名为“破2”（Breaking2）的计划。整个项目的目标特别直接，就是想要帮助世界上跑得最快的人，跑得更快。耐克公司董事长兼首席执行官马克·帕克（Mark Parker）在赛前接受本刊采访时表示，帮助运动员突破极限是对世界上每一个人的启发和灵感。帕克回忆说，最初向他提出这个计划的人是桑迪·博德克（Sandy Bodecker），这名在耐克有着30多年工作经验的老员工曾经负责过足球鞋和极限运动业务，后来成为耐克研发部门专项计划负责人。而当年博德克找到帕克时，后者没有什么犹豫，就同意了“破2”的计划。“我们想要激励全球每个国家和地区的每位跑者不断地挖掘自己的潜能。”帕克说道

目前马拉松的世界纪录是2014年由丹尼斯·基梅托（Dennis Kimetto）创下的2小时2分57秒。而如果要跑到2小时以内，运动员在成绩上要提高2.5%，每跑1英里要比现纪录快上7秒;如果折合成万米成绩，需要跑到1965年的人类万米最好成绩。

为此，耐克组建了一个大团队，汇集各个领域的专家，专门负责筹备这个计划。

为了优化每一个可能价值几秒钟的因素，包括营养学家、生物力学家、环境科学家、研发设计师、空气动力学家、医学博士在内的12人组成了核心团队。马克·帕克说，如此多跨学科人员的合作是一次崭新的体验。

Mayo Clinic实验室的科学家迈克尔·乔伊纳（Michael Joyner）博士1991年就曾预测人类马拉松的极限是1小时57分58秒，他称，一个合适的人选，一个完美的天气，获得赛道1%的成全和跑鞋1%的助力，这一目标便可实现。“如果换成一个更大的场地，也许这次破2 就实现了。”

26年后，在见证了蒙扎赛道的“破2”比赛后，乔伊纳博士如此评价：“基普乔格很伟大，我不认为这次是一次失败，他们已经很接近了。”

优化每个细节

最首先的当然是运动员的选择。耐克实验室和科学家合作，筛选了很多运动员，最后选择了三名运动员。除了最有实力，也是此次最先撞线的肯尼亚人埃鲁德·基普乔格以外，厄立特里亚人泽森内·塔德塞是目前半程马拉松世界纪录保持者，而埃塞俄比亚人勒利萨·德西萨则是两届波士顿马拉松的冠军。

“一个人跑太孤独，缺少陪伴和激励，一群人跑又会受到很多干扰，进而影响节奏，因此我们觉得三个人跑马拉松最合适。”耐克运动研究实验室的首席生理学家布雷特·柯比表示。

除了运动员本身优秀的体质，为了完成“破2”的目标，科学也要扮演重要角色。每个细节都在科学家们的计算之内，他们想创造出一个“天时地利人和”。

人们觉得那些世界顶尖长跑运动员的训练早就达到了近乎完美程度，其实不然。就像许多肯尼亚和埃塞俄比亚平空出现的长跑运动员一样，基普乔格尽管16岁就在国际赛场上崭露头角，但并没有专业的团队帮助他。计划人选确定后，耐克运动实验室的专家们首先去了非洲，了解三名运动员的训练情况，并让他们佩戴装备心率测试仪的GPS手表进行数据采集，及时沟通并调整他们的训练方式。

非洲长跑运动员同样不习惯在跑步中补水，而这在科学家眼中极其重要，补水能够为马拉松过程中大量流汗的运动员补充水分，也可以缓解剧烈运动带来的胃部不适，因此，这些非洲运动员还有很大的进步空间。专项专家针对三名运动员的身体参数，因人而异地调整饮料中糖分、盐分和咖啡因的比例。“与饮料本身相比，最重要的是运动员对饮料的体验感。”安迪·琼斯教授（Andy Jones）对本刊称，作为英国埃克塞特大学应用生理学教授、科研和影响力学院副院长，他以外部顾问的身份参加了“破2”计划。他表示，为了在整个马拉松过程中使运动员不乏味，团队为饮料配备了不同口味。在计划初期，他们制作了大量口味和成分比例的饮料，每一种都要让运动员品尝，由运动员为口味打分，再通过跑步训练测试成分比例所发挥的作用。

5月6日赛后，精神放松的安迪·琼斯教授掏出手机算了一下：“这次马拉松整个过程中，运动员消耗掉了2300 卡路里，而我们向运动员提供了每小时15克碳水化合物，相当于500卡路里的能量补充，剩下消耗掉的能量，就等着一会儿喝香槟补充吧。”

而在此前紧张的准备期间，科学家们的核心关注点还有“跑步效能”（running economy），即用盡量少的能量达到一定的跑步成绩。“如果一个运动员本身的心肺功能和肌肉能力相当于赛车的引擎和发动机，那发动机马力有多大，是由运动员的训练决定的。但由发动机出发，通过怎样的轴承将速度传递给车轮，再最终转化为赛车的行驶速度，是需要极其复杂研究的，这就像我们制作的服装和跑鞋对于长跑运动员一样。”罗耕博士这样解释他的工作。他在2013年以生物力学高级研究员的身份加入耐克运动研究实验室，并专注于长跑跑鞋的检测和设计。

从去年底开始，三名运动员正式进入“破2”的准备日程。2016年11月，在美国实验室里，三名运动员被安排戴上口罩，在设置为“破2”配速的跑步机上进行跑步测试。科学家将运动员跑步时呼出来的所有气体通过口罩连接的导管盛装在一个密封盒子里，跑完后对这个盒子进行分析，将运动员呼出来的所有气体与正常大气做对比，检测他吐出来多少氧气、多少二氧化碳，进而计算出运动员在跑步中燃烧了多少能量。在此基础上，科学家们为运动员提供了各式各样不同的跑步服装和跑鞋，在测试中通过变化这些装备，来观察运动员是否因穿着特定的跑步装备而节省了能量消耗——能量消耗的减少，就意味着他可以跑得更快。这样的测试实际持续了两三年，测试了上百种跑鞋。

但问题也随之而来：上世纪80年代确立的“跑鞋重量每减轻100克，运动员就能提高1%的运动表现”理论，使得大部分跑鞋在设计时尽量减轻重量。“在柏油马路上跑的全程马拉松，运动员左脚右脚加在一起，大概要跑2万步以上，而每一步的鞋底最大受力是体重的3倍。”罗耕博士和他的团队担心，由于“破2”计划要求运动员全程保持匀速的高速跑，轻薄的鞋底无法保证运动员可以承受如此巨大的压力。

2015年，罗耕团队制作出了此次使用的跑鞋的初代测试版，被内部称为“灰姑娘鞋”，橡胶厚底、内嵌弧形碳版，韧性更强，为奔跑中的运动员在脚掌触地后提供80%至90%的能量反馈，减少能量的浪费和损耗。但到了此时，这一计划仍在秘密的环境下进行。“从2015年底，我们开始让运动员穿上这双跑鞋进行比赛，从2016年初开始，很多人在重大赛事中突破了自己的个人成绩，穿这双鞋的跑者赢得了去年伦敦马拉松冠军、柏林马拉松冠军、纽约马拉松冠军、芝加哥马拉松冠军。奥运会上，男子马拉松的金、银、铜牌，都穿着这双鞋。”如今，在新闻发布会上，罗耕博士自豪地回忆说，当时他们把这双鞋从外表上伪装成普通的跑鞋。进而，通过风洞实验和一系列测试，实验室认为这双鞋可以为运动员节省4%的能量消耗，因此将它命名为“Nike Zoom Vaporfly 4%”。

不被承认的纪录

为了更进一步减小运动员的消耗，耐克团队采用了独特的领跑战术。正式比赛前一天的新闻发布会上，耐克运动研究实验室副总裁马修·纳斯（Matthew Nurse）才将战术公之于众：为了减小逆风导致的时间损失，他们决定将长跑中最常见的“跟随跑”战术进一步延伸，领跑员多达30人，他们6人一组，在运动员身前以三角形阵型组成一道挡风的屏障，为了保证领跑员的体能，每组领跑员领跑两圈，便由下一组更换。就连世界冠军、美国中长跑名将伯纳德·拉加特（Bernard Lagat）也在领跑员的行列中。《跑者世界》杂志的专栏作家阿莱士·哈钦森（Alex Hutchinson）称：“如果可以完美地躲在风幕之后，运动员将会获得85%的风阻屏蔽效果。”

此外，摩托车骑手会在马拉松过程中定时将手中的能量饮料递给运动员，而在传统的马拉松比赛中，饮料和能量食物补给被放置在赛道旁，运动员自己偏离赛道中心去赛道旁取饮料，会损失额外的时间。

也正是因为上述的领跑战术和饮料补给方式，这场“破2”比賽从一开始便不被国际田联记作正式比赛成绩。与科学家、运动员通力合作和完美准备相反的是，国际田联认为这样的办法不符合田联的竞赛规定。

也许是科技走得太远了，或者是耐克走得太远了。

同样，还有一些科学家认为此次跑鞋中使用的碳板作弊。但实际国际田联针对跑鞋的规定非常宽泛，耐克认为他们的跑鞋符合规定。在接受《纽约时报》采访时，南非运动生理学家罗斯·塔克（Ross Tucker）对此次比赛批评甚多，比赛结束后，他立刻呼吁应该禁止任何带有碳板的装备进入赛场。“这有点像打网球，当你击球之后它弹得比自己的弹力还高，那才算作弊，而我们做的只是将运动员每一次触地损失的能量最小化，并不是非法的。”针对诸如此类的讨论，耐克鞋类研发副总裁托尼·比格内尔（Tony Bignell）如此回应。

更有批评者，认为整个“破2”计划是耐克公司的一次营销行为。6日，马拉松结束之后，从各个媒体和社交网络平台，出现了很多对此次活动的质疑，认为广告的作用比比赛本身更明显：此次马拉松结束数周之后，耐克的新款跑鞋便将上市。

尽管早早就失去了国际田联的成绩认可，又面对舆论质疑其营销行为，但耐克依然决定继续这次的“破2”计划，直至5月6日，基普乔格最终获得2小时零25秒的成绩——尽管不被承认，也没有达到跑进2小时的成绩。

5月6日，在意大利蒙扎国家赛车场，基普乔格（左一）在领跑员的带领下进行马拉松突破2小时挑战赛

赛后的蒙扎赛道，更多的是一种平静，从运动员到科学家们，不是百分之百的欢愉，也不是百分之百的悲壮。也许这更像一次大型科学实验，只不过把地点换到了实验室外，整个实验过程获得的数据和经验价值更高。

所有人心底都有这样一个疑问：在这场特别的马拉松比赛中，是科技的影响更大，还是运动员自身的影响更大？“我们既没有推，也没有拉运动员，全都是人自己的力量。”耐克运动研究实验室副总裁马修·纳斯说道，“你想聊科学就聊吧，但是运动员们最后还是要跑的。”

耐克鞋类研发副总裁托尼·比格内尔则将未来科技与体育的关系看得更简单：“在未来，两者的关系还将会是这样，通过科技，制造更好的装备，让运动员更轻松地进行比赛，保证更少的运动损伤。”

1.马拉松“破2”赛准备期间在实验室接受检测的基普乔格2.耐克公司总裁兼首席执行官马克·帕克3.参加马拉松“破2”赛的三名运动员比赛中使用的新款跑鞋

“我们最大的收获，在于我们将所有影响马拉松成绩的因素科学地分开，通过对每一个领域一点一点地调整以增加效率，来认清人类的极限在哪里，人类可以突破极限的领域在哪里。”赛后，安迪·琼斯教授对本刊表示，这次比赛中，运动员每跑200米便被记录一次速度和用时，因此科学家们获得了一套极其完整的数据。“我们学到了很多，今后依然可以在每个领域更进一步，只要在此次的基础上再快一点，我们就能突破2小时了。而马拉松‘破2计划的收获，同样可以应用到其他体育项目中，继续帮助运动员突破极限。”