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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

387期2024年08月號

出版日期:2024/08/14

正方形 Icon 觀念探索 Trend

奔跑吧,肯亞

撰文/羅森(Jonathan W. Rosen) 攝影/曼哈特(Patrick Meinhardt) 翻譯/連育德

本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。
本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。

來到莫伊大學(Moi University)艾多雷鎮校區(Eldoret Town Campus)的田徑跑道,眼前不像是出產冠軍跑者的場地,跑道表面夾雜些許泥沙,長度比標準的400公尺多出10公尺,跑者還得用教室椅子標記起點與終點。儘管如此,這裡完全不輸其他專業場地,隨處都能看到讓肯亞成為長跑第一大國的運動員。

1月的這天早上,近百名運動員齊聚在這裡,其中不乏奧運獎牌得主與各大馬拉松賽事冠軍,準備進行「速度訓練」(Speedwork)──雖然這是高強度間歇訓練,但頂尖跑者跑起來臉不紅氣不喘。跑道上人才濟濟,很容易就錯過一名人氣正旺的跑者,他身材瘦長,身穿土耳其藍上衣,腳上是厚底耐吉(Nike)跑鞋。才短短1年多的時間,奇普頓(Kelvin Kiptum)從默默無聞跑成全球現象級人物,不僅包辦了史上馬拉松前七快紀錄中的3個,更在2023年10月的芝加哥馬拉松,創下2小時35秒的男子世界紀錄。這一天,距離鹿特丹馬拉松只剩不到3個月,他打算在那裡挑戰不可能的任務,以不到兩小時的時間跑完26哩又385碼。

儘管奇普頓在芝加哥賽事的勝利讓粉絲嘖嘖稱奇,但並非每個人都對他的那雙助攻球鞋有好感。自耐吉在2016年推出顛覆傳統的Vaporfly跑鞋以來,跑者的跑步效率提升(速度因此更快),精英跑圈便持續苦惱著一個大哉問:高科技跑鞋對長跑運動會有何影響?Vaporfly只是個開端,多數大品牌如今已陸續推出不同版本的「超級跑鞋」,結合具有能量回彈效果的輕量泡棉與加強硬度的碳纖維板。研發自類似概念的「超級釘鞋」(Supersikes),如今亦常見於田徑場。跑者成績也步步高升。根據身為長跑主管單位的世界田徑總會(World Athletics),自2020年以來,穿著高機能跑鞋的跑者陸續打破所有路跑與室外田徑場的所有紀錄,從5千公尺到馬拉松都是如此,集中度在長跑賽事的近代歷史前所未見。

有些了不起的壯舉便出現在馬拉松。2019年,在一場不列入正式紀錄的表演賽中,肯亞的基喬蓋(Eliud Kipchoge)以1小時59分40秒完賽,成績驚人。去年9月,衣索比亞的艾席法(Tigst Assefa)在柏林馬拉松將女子世界紀錄縮短兩分多鐘,跑出了2小時11分53秒的成績。她穿的是超輕量的愛迪達(Adidas)Adizero Adios Pro Evo 1跑鞋,而且根據設計,只能穿一次。兩週後,奇普頓腳穿稍微重一點、但彈性極佳的耐吉Alphafly 3跑鞋,也打破紀錄。看在外行人眼裡,這款白色厚底鞋彷彿是要穿來漫步月球,不該出現在芝加哥街頭,而是科幻片場景的道具。

對某些人來說,這些無非是進步的象徵。競速長跑在全球缺乏廣大民眾關注,因此破紀錄能為賽事增添一股刺激感。此外,正如我在肯亞從一流運動員與教練所見所聞,這些跑鞋的優點不只在於提升成績,更有助於將跑步對人體的磨損降到最低,從辛苦的鍛鍊與賽事更快地恢復。

但也有人認為,這類球鞋改變長跑運動的速度過快,不僅更難公平比較新舊紀錄,也因為創新鞋款不斷問世,導致各界爭論不休,想知道哪個品牌的鞋子最厲害,但這樣只會過度聚焦在跑鞋,反而忽視了跑者能力。實驗室研究亦顯示,由於跑者的生物力學不盡相同,有些人從高機能技術的受惠程度較大。敢於批評超級跑鞋的南非運動科學家塔克(Ross Tucker)認為,礙於這些差異,根本無法「評估不同運動員的表現,因為難免會懷疑是跑鞋的作用。」

分析奇普頓的成功,有多少是天賦、訓練、動力、心理素質的結果,又有多少是得益於Nike跑鞋,很難判斷,而且不幸的是,他已經無法親自分享心得。我在人口達數十萬、堪稱肯亞長跑首都的艾多雷鎮見到他幾週後,他和教練哈基齊馬納(Gervais Hakizimana)有天深夜開車到鄰近小鎮,準備回到訓練基地,卻發生車禍身亡。

奇普頓遇難後,跑鞋暫時不再是肯亞長跑圈的熱議焦點,但他的崛起畢竟戲劇化十足,讓人一窺這類跑鞋的重要性。儘管全球各地的跑者無不受到跑鞋技術革命的影響,但在肯亞尤其明顯,長跑在這裡不僅是運動,也是擺脫貧困的一條出路。從這個角度來看,高科技跑鞋可謂是一把雙刃劍,雖然能夠助攻擁有企業贊助的知名跑者,但對還在苦等機會的新手卻成了障礙。即使是最便宜的鞋款,在這裡也要100多美元,對於大多來自貧困家庭的年輕人來說,絕非一筆小數目。

無論是新人還是擁有六位數跑鞋合約的名人,肯亞多數跑者都已經接受沒有回頭路的事實:即使是再基本不過的運動,也難逃科學創新的影響。儘管如此,高科技跑鞋正在顛覆長跑運動的諸多面向,為訓練與比賽增添新的變數,拉大運動員之間的不平等,也改變了大家對跑步成績的想像空間。跑鞋技術也進一步豐富著體育界這篇最不可思議的故事:非洲國家的一個小角落如何成為長跑重鎮?長跑又為何成為許多年輕人的夢想?

一步一彈跳

要了解跑鞋對跑步表現的影響,不妨把人體想成是一輛車。參加馬拉松這類長跑賽事,選手受限於三個生理因素。一個是人體所能吸收的最大氧氣量,亦即最大攝氧量(VO2 max),相當於引擎馬力,能夠評估跑者的有氧能力上限。其次是乳酸閾值(lactate threshold),超過這個門檻,乳酸在血液的積聚速度會快於清除速度,所以它如同儀表板上的轉速表紅線,代表跑者在疲勞前能達到的最大攝氧量。第三項因素是跑步經濟性(running economy),衡量跑者消耗能量的速度,類似油耗的概念。相較於笨重的休旅車,輕量而符合空氣動力學的轎跑車更省油;同理,身材精瘦、步伐講究效率的馬拉松選手也比較省力。

受跑鞋影響的因素正是跑步經濟性,尤其是重量。雙腿大步前進時,愈靠近腳部的負重,會產生愈大的能量消耗。鞋底若採泡棉製成,柔軟(善於儲存力學能)而富有彈性(善於將能量回彈),亦有明顯的省力效果。研究顯示,跑鞋如果加入碳纖維板這類加強強度的元素,有助於減少雙腳的肌肉費力程度,因此也能改善跑步經濟性。

長期以來,鞋廠不斷努力將這些特性最大化,但觀察競速長跑的歷史,業者的成果並不理想。即使是在1970年代,比賽用跑鞋仍然採用笨重的塑膠鞋底與僵硬的皮革或帆布鞋面,跟美國籍的1908年奧運馬拉松冠軍海斯(Johnny Hayes)穿的跑鞋沒兩樣。當年奧運首度採取現在的標準長度,海斯穿上歐蘇利文(O'Sullivan's)品牌的「活膠鞋跟」,一舉得冠。1975年,首款採用乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)製成發泡泡棉中底的跑鞋問世,催生出更輕盈有彈性的新世代跑鞋。除了少數幾個例外,往後40年的研發重點集中在降低EVA跑鞋的重量。

Vaporfly的誕生顛覆了這一切。它最受關注的地方在於微彎的碳纖維板,許多人認為可能有彈簧的作用。不過有研究顯示,這種說法並不正確。麻省大學(University of Massachusetts)阿默斯特校區(Amherst)人體運動學教授胡卡莫(Wouter Hoogkamer)說,碳纖維板固然可能增加硬度而有一些省力效果,但主要作用在於穩定這款跑鞋最關鍵的元素:由聚醚嵌段醯胺(PEBA;一種發泡聚合物)製成的厚實中底。這種泡棉不僅輕盈而已,還證實有其他功效;2017年,當時仍任教於卡羅拉多大學波爾德分校(Boulder)的胡卡莫,在實驗室測試後發現,Vaporfly原型鞋儲存與回彈能量的能力優異,大幅勝過當時引領馬拉松的跑鞋,例如採EVA鞋底的耐吉Streak與熱塑性聚氨酯(TPU)鞋底的愛迪達Boost。胡卡莫的團隊另外找來18名頂尖運動員,請他們穿上這三種跑鞋,在跑步機上以不同速度間斷跑5分鐘,追蹤他們的熱量消耗,以每公斤體重的瓦特數計算。結果發現,Vaporfly能夠提升平均跑步經濟性達4%,部分原因是這款跑鞋增加了每步的步幅。近期研究比較Vaporfly等超級跑鞋與「對照組鞋款」在短跑的表現,結果發現效果略低。然而,楊百翰大學(Brigham Young University)的研究請受測者連續跑一小時,初步數據顯示,穿超級跑鞋跑得愈久,愈能發揮跑步經濟性,原因之一在於材質柔軟的泡棉有助減少肌肉疲勞。「跑步經濟性在實驗室如果增加3%,在馬拉松的終點可能達4%或5%。」主持該研究的生物力學教授杭特(Iain Hunter)說。

跑步經濟性更高等於跑速更快,固然已是各界共識,但對頂尖好手的表現有何明確影響,仍是未知數。根據統計模型的預測,就破世界紀錄的馬拉松配速而言,跑步經濟性增加4%,完賽時間可縮短逾3分鐘。然而,許多接受我採訪的肯亞跑者與教練都認為,高科技跑鞋已經成為高階競賽不可或缺的一環,但它的效益並沒有這麼厲害。許多人指出,跑鞋越做越好的同時,馬拉松訓練也越來越精準,還有新型的水凝膠運動飲料,讓跑者在比賽中攝取更多熱量。禁藥問題也是影響比賽表現的可能因素:截至5月1日,共有81名肯亞運動員因禁藥行為而無法參加世界田總賽事。不過,基喬蓋與奇普頓的檢測從未呈陽性。

奇普頓的教練哈基齊馬納在1月的一次訓練後,在跑道跟我聊到,他估計超級跑鞋讓奇普頓的馬拉松成績縮短約一分鐘,甚至更多。他強調,除了這項技術,奇普頓迅速崛起的原因還有很多,例如他訓練時刻苦耐勞、比賽時敢於衝刺、日常生活懂得克制等。

前幾代的跑者對他的影響也是原因。拜這些前輩之賜,這片孕育跑步人才的土地才得以成為冠軍製造機。

從先天過人到後天誘因

肯亞如今雖然以稱霸馬拉松聞名,但最初嶄露頭角的場合是在田徑賽場,又以1968年的墨西哥城奧運為分水嶺。當年,肯亞在田徑項目勇奪8面獎牌,包括男子1,500公尺、1萬公尺與3千公尺障礙賽金牌。往後20年,肯亞運動員大多不願參加馬拉松;根據曾於1990年代兩度在波士頓馬拉松摘冠的肯亞選手塔努伊(Moses Tanui),這是因為許多男人認為馬拉松會影響生育。然而,隨著資金從田徑場流向路跑,長跑賽事的誘因愈來愈大。放眼波士頓馬拉松等重大賽事,冠軍如今預計可賺進數十萬美元的收入,其中包括出場費、比賽獎金、運動鞋公司的獎勵等。根據世界田總數據,截至今年5月,史上速度最快的前50名馬拉松男子與女子跑者當中,分別有28位與17位出生於肯亞。

肯亞的優異成績也跟跑步經濟性息息相關。由9個同文同種部落所組成的卡倫金族(Kalenjin),是肯亞大多數頂尖運動員的發源地;相關研究發現,他們有幾個身體特徵特別有利於節省跑步力氣,包括小腿纖細、跟腱較長,腿長與軀幹比例較高。此外,這裡位於東非大裂谷西側的高原地區,海拔介於6千到9千呎,運動員從小在此活動成長,有助於提高有氧能力,也可能是他們的成功因素之一。不過,真正激勵大家參賽、化人才為破紀錄選手的因素,是比賽背後的潛在報酬。儘管肯亞的工業化程度在非洲名列前段班,但即使是頂尖大學的畢業生也不易找到高薪工作。如果住在裂谷地區的村莊或小鎮,經濟前景尤其有限,許多人自然而然選擇跑步。「高中畢業後如果不往上讀,你不是跑步,就是閒著沒工作。」在艾席法之前曾是女子馬拉松世界紀錄保持人的肯亞選手柯絲蓋說(Brigid Kosgei)說:「所以只能盡最大的努力跑步。」

在這樣的背景下,高科技跑鞋尤其重要,因為在一級賽事中,能否得名只有幾秒鐘之差,獎金高達數萬美元,可以幫爸媽買新屋、幫小孩付學費。耐吉推出Vaporfly跑鞋後的幾年,由其他公司贊助的跑者處於不利地位,因為他們礙於合約,無法穿戴競爭對手的產品。這種差距有一部分是心理因素:由愛迪達贊助、曾於巴黎與漢堡贏得馬拉松冠軍的科圖特(Cyprian Kotut)回憶道,跑到一半看到別人穿耐吉跑鞋,難免覺得幻滅。有些人找到變通之道。衣索比亞有名鞋匠擅長將愛迪達跑鞋鞋面套到Vaporfly鞋底,協助幾名愛迪達贊助的跑者偷偷借重耐吉技術,因此讓他聲名大噪。

如今的競爭環境公平多了,至少對知名職業跑者是如此。來到艾多雷鎮以南的茶園,地形起伏變化,愛迪達在這裡贊助成立2 Running Club訓練營。科圖特與隊友向我展示他們的Adizero碳纖維跑鞋系列,有用於長時間路面訓練的超厚Prime X;有用於速度訓練、體積更小的Takumi Sen;還有羽量級黑白相間的Evo,科圖特去年便是在這款跑鞋的加持下,在阿姆斯特丹跑出了2小時04分34秒的個人最佳成績。團隊義大利籍教練貝拉德利(Claudio Berardelli)估計,旗下跑者至少有60%的訓練里程都穿著超級跑鞋。對大多數人來說,這些鞋子在訓練時的重要性已不亞於參賽時。今年3月贏得東京馬拉松冠軍、去年秋季在芝加哥馬拉松僅落後奇普頓的訓練營成員基普魯托(Benson Kipruto)說,這些跑鞋不僅有助於訓練時跑得更快,也因為泡棉更為柔軟,體力恢復更快,高強度訓練後隔天,「雙腳還蠻輕鬆的」。

許多人認為,這類跑鞋有助於維持跑者健康。治療過許多肯亞一馬拉松選手的物理治療師基魯伊(David Kirui)估計,運動過度傷害如應力性骨折、跟腱炎與髂脛束症候群等,至少降低了25%。幾位資深跑者說,這些跑鞋延長了他們的職業生涯,進而能夠持續賺錢。「穿以前的跑鞋跑完10場馬拉松後,會精疲力竭。」自2007年以來一直是路跑好手的馬約(Jonathan Maiyo)說:「現在跑10場馬拉松也沒什麼。」

誰是受惠者?

貝拉德利的跑者是少數幸運兒,因為放眼在肯亞訓練的跑者,大多數從來沒有靠馬拉松賺過錢,許多人穿的還是朋友送的二手鞋或從在地市場買的跑鞋,買得起超級跑鞋的人少之又少。我有天來到艾多雷鎮以北、緊鄰大裂谷懸崖邊緣的伊滕(Iten)小鎮,遇到23歲的坎迪(Daisy Kandie)。她高中畢業後搬到這裡,跟幾百名渴望成為職業選手的同儕一樣,每天早上在泥土路上辛苦練跑。正如多數人一樣,她的目標是引起經紀人(很可能是外國人)的注意,由經紀人提供裝備、安排國外賽事,甚至跟運動鞋公司洽談合約。

這裡懷抱夢想的人眾多,但坎迪比多數人都幸運,父母視她為未來的經濟支柱,因此支持她的志向,甚至賣掉一塊農田,幫她添購一雙亮光綠中帶粉紅的耐吉Alphafly鞋。這雙鞋在伊藤的價格約180美元,比在美國便宜,會有價差是心照不宣的秘密,因為有些跑者拿到贊助後,會把免費跑鞋賣給在地商店,店家再以低於市場的價格轉售。即便如此,這筆錢對坎迪家人仍是沉重的負擔;她在郊區租的小房間,一年租金差不多就是這個數目。她把這雙鞋命名為「兩內」,希望跑馬拉松能跑兩小時以內,雖然價格不斐,但她並不埋怨,反而說,穿上最新跑鞋能讓她保持衝勁。她只在每周兩次快跑或偶爾參加地方路跑時才會穿上這雙鞋,但儘管如此,鞋底已經明顯磨損,她也沒有換鞋的打算。

被我問到下一雙鞋怎麼來,她說:「那時我已經出國比賽了。我有信心。」

雖然超級跑鞋導致坎迪這些新手的成本增加,但它最受爭議的地方不是這個,而是對頂尖選手的效果造成扭曲。胡卡莫那篇針對Vaporfly跑鞋的重大研究,除了發現跑步經濟性平均可提升4%之外,亦發現效益從約2%到6%不等,依運動員而異。

後續納入其他超級跑鞋的研究也記錄到類似的反應區間。2023年,愛迪達相關研究人員測試7名肯亞籍頂尖選手,請他們穿上3款碳纖維原型跑鞋與一款傳統平底跑鞋,發現有名跑者穿某一款省力達11%,有名跑者穿另一款則多消耗了11%的能量。該研究的第一作者諾普(Melanie Knopp)示警說,每位運動員穿上每款鞋只測試一次,有些人也不習慣在跑步機上跑步。然而,研究人員普遍認為,每個運動員對某幾款跑鞋的「反應」比較好。原因尚不清楚:胡卡莫估計可能有20個變數,包括體重、腳長、小腿肌力,以及跑者是用前腳掌、中腳掌或後腳跟著地。鞋子的幾何構造也很重要。荷蘭籍的馬拉松選手納基耶(Abdi Nageeye)也在伊藤鎮訓練,他在東京奧運拿到第二名,僅次於基喬蓋。他說,前兩版的耐吉Alphafly跑鞋讓他穿得很不舒服,因為他體重120磅,習慣後腳跟先著地,穿前幾代跑鞋會不得不「跳起來」,感覺不自然。他說,最新款從後跟到腳趾的「鞋底厚度」(stack height;亦即泡棉厚度)落差更大,更適合他。

超級跑鞋對馬拉松的公正性有何影響,也因此受到熱議。許多西方國家的職業跑者如今都會以跑步機測試代謝能力,找出哪款跑鞋最適合,乃至於決定與哪家公司簽約。這種做法在肯亞並不常見,因為這裡的競爭比較激烈,運動員的談判空間較小。在我採訪的跑者中,大多數有跑鞋合約的人說,贊助商自有中意的鞋款,但很難知道是否就是最適合他們的跑鞋。即使穿到適合的鞋款,有些人認為某些跑者本來就更容易受惠於超級跑鞋技術。「讓每個人都穿上最理想的跑鞋,是否有些人的受惠程度會比較高?德州奧斯汀聖愛德華大學(St. Edward’s University)的人體運動學教授、亦是超級跑鞋專家的喬伯特(Dustin Joubert)這麼問道:「答案恐怕是肯定的。」

儘管貝拉德利的跑者穿超級跑鞋訓練有好處,但他說,這類跑鞋讓人打上「問號」:現在跑馬拉松比賽,冠軍是因為跑者技冠群倫,還是有利器加持,比以前都更難有答案。肯亞籍的切羅諾(Stephen Cherono)過去曾改名沙欣(Saif Saaeed Shaheen) 代表卡達參賽,自2004年起便是3千公尺障礙賽世界紀錄保持人,直到去年有人穿上超級釘鞋才打破。他認為,世界田總早該對超級跑鞋技術設下嚴格限制,但如今為時已晚。儘管世界田總針對鞋底厚度設有限制,亦禁止使用未上市銷售的鞋款,但這些指導原則的用意在於促進創新,而非扼殺技術。切羅諾說,他是一級方程式賽車的忠實粉絲,但擔心跑步愈來愈像賽車,因為現在只重視性能工程。「大家現在常常只討論跑鞋,而不是跑者。」他說。

只待成追憶

超級跑鞋雖然有人擁護、有人批評,但大家都能認同奇普頓的表現已是另一個境界。他在芝加哥馬拉松以將近三分半鐘的領先優勢奪冠,大家戲稱第二名的基普魯托是贏得「凡人組」冠軍。奇普頓的成長背景與多數肯亞跑者類似,在經濟拮据的務農家庭中長大。他在青少年時期開始訓練,常常踩赤腳跑步,偶爾一起練跑的職業選手會送他跑鞋穿。其中一位是盧安達籍的哈基齊馬納,他當年在奇普頓家附近訓練,在跑步生涯走下坡時,收奇普頓為徒弟。奇普頓短暫接受電工訓練後,在2018年全職投入跑步。四年後首度參加馬拉松比賽,便創下史上第三快的佳績。難得的是,在他參加的三場馬拉松中,後半程的速度都比前半程快,原因或許是他穿了耐吉跑鞋――PEBA泡棉材質有助於「保存」腳力──也或許是他堅忍苦練的成果。多數世界級的肯亞籍馬拉松選手每週最多跑220公里,但根據哈基齊馬納的說法,奇普頓常常跑到280公里,相當於每天跑一場馬拉松。

那天在跑道上,我親眼目睹奇普頓完成1千公尺的間歇訓練,配速相當於跑兩小時的馬拉松,怎知一個月後,我與幾百人聚集在他買在郊外的房產,參加卡倫金族傳統葬禮。人群中不乏多名冠軍跑者,此刻的他們不再穿著運動服,而是一身西裝或穿著印有這位紀錄保持人照片的黑色T恤,不只是哀悼一個英年早逝的生命(根據登記,奇普頓得年24歲,但實際年齡可能更大),也嘆息他無法再創偉大成就。他的練跑夥伴肯伯(Daniel Kemboi)說,奇普頓參加芝加哥馬拉松前還帶著舊傷,甚至不在最佳狀態,但在鹿特丹馬拉松前,「他信心十足。」艾多雷鎮幾乎沒有人對他打破兩小時大關存疑。

那天下午,我的思緒有一刻飄到超級跑鞋。無論奇普頓穿的是什麼跑鞋,他都是位成就非凡的選手。但如果沒有超級跑鞋技術,馬拉松就可能沒有機會在兩小時內完成,無法為他的戲劇化崛起再添一筆。從這個角度來看,超級跑鞋並未如切羅諾等批評人所擔心,削弱他的偉大成就,反而有助於塑造他的個人品牌,讓他積極追逐肯亞的跑步夢,也就是透過運動打造更好的生活。無奈造化弄人,奇普頓的事業才剛起步便戛然而止。然而,肯亞未來終究會有人承先啟後,穿著鞋體堅挺、鞋底有彈力的跑鞋,跑出自己的一條路。

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