知识田径场上新超级钉鞋中的故事

　　在 Nike 4%、Next% 及 Alphafly 颠覆马拉松赛事五年后，超级钉鞋将亮相东京奥运会。是的，从超级跑鞋到超级钉鞋！也就像那些痴迷于速度训练的马拉松爱好者们，最近都纷纷＂投资＂了自己的第一双钉鞋！
　　2016 年的里约奥运会尽管当时没有人注意到，但男子马拉松比赛的前三名和女子马拉松比赛的冠军都穿着带有厚中底和弯曲碳纤维板的伪装耐克原型，这种类型的鞋后来被发现比当时最好的公路赛跑鞋提高了 4% 的效率。在接下来的几年里，跑鞋的技术飞速发展几乎成为了跑步者唯一讨论的话题。
　　现在进入续集。在东京，这一切都与田径鞋钉有关，其实，在从2019年的多哈世锦赛开始，超级钉鞋就与广大运动员们开始发生联系。
　　在田径赛场上，同样具有新一代中底材料和碳板的超级钉鞋正在颠覆记录—但到目前为止，没有人完全确定它们是如何工作的，它们能节省多少时间，以及竞争对手的鞋类公司是否能比得上耐克的领先优势。
　　虽然最初的 Vaporfly 们是基于其以科学依据的性能优势进行销售的，但新的超级钉鞋并没有伴随着任何关于它们有多快的具体声明。事实上，由于中长跑和马拉松之间的生理差异，你甚至不清楚你将如何测试它。但是，由 Wouter Hoogkamer 和 Laura Healey 领导的马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个小组的新预印本（意味着尚未通过同行评审的学术论文），首次尝试解释了 超级钉鞋可能是如何运作，以及关键组成部分是什么。
　　正是 Hoogkamer 和他在科罗拉多大学 Rodger Kram 研究小组的同事一起进行了最初的研究，该研究表明耐克的 Vaporfly 比竞争对手的鞋子效率高出4%。但是他对 Vaporfly 的测试只在相对较慢的跑步速度下起作用，所以对于田径鞋来说，我们所拥有的只是人们跑得非常快的模糊感觉。自从2019年原型首次亮相以来，男子和女子 5000 米和 10000 米的世界纪录都被打破了。女子室内 1500 米，以及男子室内1500 米也同样被打破了。大学的纪录变快了，高中的纪录也变快了，有些事情正悄然发生。
　　也有一些其他的解释。最值得注意的是， Wavelight 田径场的配速技术为尝试打破纪录增加可能性，而且这种方法在整个赛程中都迫使运动员倾尽全力。但 大多数观察家相信，新的钉子鞋正在提供有意义的时间节省。 很难想象 Reebok （锐步）和 Brooks （布鲁克斯）如果不相信有真正的效果，就不会让他们的运动员在奥运选拔赛中穿着 Nike 鞋跑步。
　　根据 Hoogkamer 的定义， 超级钉鞋＂将轻质、柔顺、有弹性的泡棉（和气囊）与坚硬的（尼龙/PEBA/碳纤维）板结合起来＂。 泡棉和板材这两种成分也是 Vaporfly 和同类马拉松鞋的显著特点，但也存在一些差异。根据目前的世界田径规则， 公路鞋的鞋底可以达到40毫米厚；800米以上的田径鞋钉只能是 25 毫米厚。 鞋钉底部也有钉子，目的是抓住跑道的橡胶表面。
　　当最初的 Vaporfly 上市时，大多数人的注意力都集中在弯曲的碳纤维板上，人们认为它可以起到＂弹簧＂的作用。但随后的研究大多推翻了这一观点。事实上， Healey 和 Hoogkamer 即将进行的另一项研究测试了穿着普通 Vaporflys 鞋的跑者和在碳板上进行了六个平行切割，以消除后脚和前脚之间的任何联系的 Vaporflys 鞋。出人意料的是， 跑步的经济性基本上不受到切割碳板的影响。 碳板可能有什么作用，但是弹簧鞋的简单图片似乎不能解释它的性能。
　　几十年来，生物力学研究人员一直在研究碳纤维板，他们倾向于将碳纤维板视为杠杆或加强装置，而不是弹簧。有很好的证据表明，在适当的条件下，硬板可以节省一些能量，否则你会浪费在弯曲大脚趾上。但是各种证据，包括锯过的 Vaporflys 以及钉鞋总是有一个坚硬的鞋钉板这一事实表明，坚硬的鞋板本身并不是使超级鞋如此出色的秘诀。
　　相反， 新旧钉鞋之间最明显的变化是增加了一层缓冲泡棉。新的泡棉包括 PEBA（聚醚酰胺）、TPU（热塑性聚氨酯）和其他各种定制混合物，在三个关键方面与传统的中底材料不同：它们更轻，更可压缩，更有弹性 （意味着它们在被压缩后会回弹，返回你用来压缩它们的大部分能量）。旧鞋做了所有同样的事情；新鞋只是做得更好。 传统的 EVA 中底回馈不到 70% 的能量输入，而新科技泡棉回馈超过 85% 的能量。
　　超级钉鞋的一个更微妙的区别是几何形状。除了更厚的鞋跟外，它们还有一个非常明显的翘板，或者说是上翘的鞋头。去年，卡尔加里大学的研究员 Benno Nigg 提出，  Vaporfly 的性能是 ＂跷跷板效应＂的结果，即踩在碳板弯曲的脚趾上，脚跟会被弹射离地。 再一次，被锯掉的 Vaporflys 反对这个特定的理论，但值得注意的是，没有人能够设法制造出没有某种弧形板的超级鞋，因此几何形状可能很重要，但原因尚不清楚。
　　好吧，所以我们已经有了很多的理论。为什么不对它们进行测试呢？
　　Hoogkamer 和他的合著者指出，一个问题是， 田径鞋并不像公路鞋那样有一个大众市场。 如果你要卖出数以十万计的鞋子，优化鞋子的一般参数是有意义的。 对于像钉鞋这样的小众产品，运动产品公司更感兴趣的是根据他们的明星运动员的个人需求来定制参数。
　　但还有一个更基本的问题。公路鞋的测试基于跑步经济性，这是衡量你以给定速度下跑步所消耗多少能量的指标。你可以通过测量跑步者吸入和呼出的氧气和二氧化碳的量来估算能量消耗——但这种估算只有在你进行有氧跑步（即低于阈值）时才有效。一旦你开始跑得更快，你就会越来越多地依赖无氧能量，基于呼吸的计算就变得毫无意义。 田径鞋钉是专为快跑而设计的，因此，穿着中长跑距离鞋钉中以马拉松配速慢跑的测试不会告诉你太多信息。
　　另一方面，你可以通过让人们以不同的模式全力冲刺并计时来测试冲刺峰值。 但新的超级钉鞋是为一个棘手的＂灰色＂地带而设计的，试图在以不太快的速度跑步的同时优化代谢效率。 这方面根本没有一个好的测试。最好的选择可能是在相关的比赛距离上进行一系列的计时赛，但这是一种非常缓慢且痛苦的收集数据的方式。
　　也有可能采用大数据方法，比如《纽约时报》在 2018 年对 Strava 上的 Vaporfly 数据进行的出色分析。但是可用于田径比赛的数据要少得多，而且 2020 年和 2021 年的世界排名受到新冠的严重影响（是好是坏还不清楚）。我们可能还需要一段时间才能对新的峰值的速度做出有意义的估计，更不用说不同的模型如何比较了。
　　到目前为止，耐克的两款超级钉鞋已经成为话题：Air Zoom Victory，采用碳纤维板和 PEBA 泡棉；以及 ZoomX Dragonfly ，采用 PEBA 板和 PEBA 泡棉。它们一直是大多数新纪录和出色表现背后的鞋子，尽管很难知道这其中有多少仅仅是因为耐克赞助了顶尖的运动员。New balance 的 FuelCell MD-X ，采用碳纤维板和TPU泡棉，自从在 2019 年世锦赛上首次亮相以来引起人们的注意，也许最引人注目的是，上个月在美国奥运选拔赛上， Elle Purrier 、 Cory McGee 和 Heather MacLean 横扫1500米项目。
　　阿迪达斯（adidas）、亚瑟士（ASICS）、布鲁克斯（Brooks）、霍卡（Hoka）、索康尼（Saucony）和彪马（Puma）等其他公司在市场上或原型中都有类似的型号。 要想知道谁穿了哪种鞋以及哪种鞋真正在市场上的实际销售是非常困难的，更不用说哪种鞋真正像广告中宣传的那样有效了。 这意味着当我们在东京观看比赛时，鞋子将是一个不可避免的潜台词：我们会盯着屏幕，想知道＂第四名的人穿的是什么？他应该在领奖台上吗？＂ 就像这几年马拉松平均成绩的提升，到底是跑者变强了还是跑鞋变强了！
　　不过，情况本来可能更糟。如果奥运会在去年夏天如期举行，比赛情况就会急剧倾斜，几乎是 2016年 的翻版，会影响到更多的赛事。这一年的延迟缓解了供应紧张（尽管对于普通跑者来说，获得一双鞋仍然是一个挑战），并允许大多数其他公司参与其中。那些尚未赶上的公司一般都是让他们的运动员穿着竞争对手的鞋子跑步。 我怀疑我们在决赛中不会看到很多长跑运动员的鞋底下没有一块垫板和一层泡棉。 因此，请享受比赛，享受战术战斗，享受正面交锋竞争......也许不需要过多关注打破世界纪录了？
　　你想要试试钉鞋吗？