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跑鞋的各种结构对长跑成绩到底有多大影响？厚底跑鞋对跑步有影响吗？

“1小时59分40秒”这个数字和基普乔格的名字一起被反复念诵，不仅因为突破了人类极限，更因为运动员的天赋和自律所带来的非凡成就，因为高科技给赛事带来的惊喜。

自人类马拉松2分钟计划结束以来，从2017年耐克的“2”，到英国化学公司INEOS赞助的“INEOS 1:59”，不少品牌都在跑鞋设计上进行创新，如从跑鞋重量、中底材质、跑鞋厚度、碳纤维板的配置等方面入手，寻求多方面提升跑鞋功能和跑者的运动表现。

中底结构的材质和厚度被广泛讨论并被认为具有非常重要的影响，促使国际田联制定新的比赛​​规则，规定路跑项目跑鞋的中底厚度不得超过40mm。

然而，中底厚度真的是对长跑表现影响最大的因素吗？

加拿大的本诺·尼格教授提出了不同的观点，他根据以往的研究证据，直接或间接地估计了不同的跑鞋结构对长跑表现的影响。

哪种跑鞋最适合跑步者？

Nigg教授将跑鞋各种结构的影响分为七大项，前四项分别为1.跑鞋重量的影响、2.中底材料的影响、3.鞋跟厚度对能量反馈的影响、4.鞋跟厚度对跷跷板效应的影响；后三项为加装硬板后增加跑鞋弯曲刚度的影响，即5.弯曲刚度对平底跑鞋的影响、6.弯曲刚度对弧形厚底跑鞋结合跷跷板的影响、7.弯曲刚度对肌肉动力学的影响。

该学者认为硬板搭配弧形厚底跑鞋结合跷跷板设计的影响最大，估计会有2-6%的效果，其次是弯曲刚性对肌肉动力学的影响和平底跑鞋，分别为1-3%和0-3%。单纯增加鞋跟厚度搭配跷跷板设计有0-2%的效果，鞋子的重量和中底材料只有0-1%的效果，鞋跟增厚对能量反馈只有0-0.5%的效果。由此可见硬板搭配弧形厚底和跷跷板效应是对长跑表现影响最大的。下面分别介绍各结构的效果。

弧形硬板和跷跷板效果是关键

学者们认为弧形硬板形成的跷跷板效应（-）对于促进跑步表现是一种非常有效的设计。如下图所示，中底中间的勺形黑线就是硬板。这种形状可以让硬板的底端产生支点，形成跷跷板效应，而它的前端向上翘起，可以形成滚动特性。

当我们站立，重心前倾时，前掌会产生一个向前向下的力量（如左图黑色箭头所示），此时硬板后端（​​足跟处）会形成一个向上的反作用力（红色箭头），帮助抬起足跟。由于鞋底前部有向上的曲面设计，前掌可以自然向前滚动而不会弯曲，延续硬板的跷跷板效应，使足跟获得向前向上的反弹力（右图红色箭头），从而获得更多的力量反馈，提高长跑表现，下肢更加省力。

学者们认为，要达到这样的效果，三个要素必不可少：1、弧形硬板的刚性要能将力量充分向前反弹；2、弧形硬板的弯折点不能太靠前（蓝色箭头），让鞋底前部能起到支点的作用；3、鞋底前部的向上弧面很重要，而要达到这样的设计，必须相应增加鞋跟的厚度。

从上文我们可以看出，影响Nike 2英寸厚底跑鞋跑步性能的关键因素并不单单是中底材料的加厚，更多的是弧形中底与碳纤维板结合产生的跷跷板效应。

抗弯刚度的影响

碳纤维板在跑鞋上的应用，最早是应用在钉鞋短跑鞋上，主要为平板型，以往研究发现，碳纤维板能通过增加跑鞋的弯曲刚度，使跑步速度提高1.3%。对于长跑来说，学者们认为平板型碳纤维板对长跑成绩的影响在0-3%。但值得注意的是，由于这样的设计会减少跖骨的弯曲，增加踝关节的扭矩（增加小腿的负荷），因此需要小腿肌肉力量强才有效。也就是说，最佳弯曲刚度因人而异。

跑鞋重量的影响

此前有研究发现，跑鞋重量每增加100g，耗氧量就会增加1%，但不同马拉松跑鞋的重量差异仅在50g左右，因此学者们认为跑鞋重量对跑步成绩的影响不超过1%。

中底材料的影响

减震回弹中底材料是各跑鞋厂商重点关注的领域，无不追求高缓冲、高弹性的中底材料。中底材料受力压扁时，可储存能量，通过恢复原状，达到能量回弹的效果。

不过，学者们指出，中底材料的回弹时间过早，因为它发生在整个落地阶段的10%左右，也就是动作还处于制动阶段，还未进入发力阶段。也就是说，脚后跟刚接触地面没多久，中底材料就已经将能量回弹，如此过早的能量回弹对跑步经济性影响有限。因此，学者们认为中底材料对跑步表现的影响仅不到1%。

鞋跟厚度的影响

学者们认为，虽然增加厚度确实可以拉长落地力与时间的曲线，延长材料回弹的时间点，使其更加符合动作的要求，但这样的影响仍然十分有限。

因此，如果单纯地加厚中底材料，材料在压力下的回弹速度还是太快，无法在跑步动作中有效利用。因此认为单纯地加厚中底对跑步表现的影响只有不到0.5%，但可以提供减震功能，对保护下肢有帮助。

结论

自从厚底跑鞋诞生以来，出现了许多不同的跑鞋设计理念，但如何在40mm的厚度空间内创造出最佳的结构设计是一个大问题。

本文提供了本诺·尼格教授关于各种跑鞋结构对长跑表现影响的见解，希望让大家对跑鞋设计有更深入的了解。读完本文后，你也许想体验一下不同跑鞋结构带来的变化，找到最适合自己的跑鞋！