揭秘“飛人”們的運動鞋

牙買加“飛人”博爾特奪冠以后展示他的“金靴”。

    飛人喬丹的氣墊鞋，劉易斯的陶瓷釘鞋，瓊斯的“水晶鞋”，約翰遜的“金縷鞋”，劉翔的“紅色魔鞋”，運動鞋的歷史，處處留下一個時代科學(xué)的腳印。

　　26塊骨頭，33個關(guān)節(jié)，20塊肌肉，100多條韌帶，數(shù)以千計的神經(jīng)末梢和血管……人的腳是藝術(shù)和工程學(xué)的杰作。打從人類祖先直立行走后，我們便把體重完全交給了雙腳，讓它承受著比四肢動物成倍的負荷。 

    運動鞋雖然琳瑯滿目，但基本原理是大致相通的。它的首要功能是吸收來自地面的震蕩。當(dāng)人的奔跑速度達到每秒6米時，腳掌承受的負荷約為體重的4倍，跳高跳遠時增大為7倍，強烈的振蕩會傳到腳踝、膝部、髖部以至脊柱和大腦。人類腳跟的脂肪墊和天然的“彈簧系統(tǒng)”腳弓有效抵御著這種傷害。現(xiàn)代運動鞋將一種具有很高“受壓順從性能”的材料放置在鞋后跟,讓它通過自身最大的變形量吸收沖擊動能。還有些運動鞋在鞋底內(nèi)放置橡膠立柱和氣墊，起到如汽車底盤減震彈簧的作用。

    根據(jù)測試，跑鞋重量每增加100克，運動員的體能消耗將增加1%，美國短跑名將劉易斯打破百米世界紀錄時的跑鞋只有115克重；“田壇阿甘”邁克爾·約翰遜的“金縷鞋”重量僅116克，瑪麗安·瓊斯的“水晶鞋”則只有99克；加拿大“黑豹”貝利的跑鞋被形容為“帶釘?shù)囊m子”。

    人們不免生出疑問，為什么有些運動員競賽中脖子上可以掛著沉甸甸的金項鏈，卻對鞋子的重量如此錙銖必較呢？看看百米跑道上那些快速翻飛的雙腳就會發(fā)現(xiàn)，每個運動員的后跟都幾乎觸及到了臀部，折疊起小腿能縮短以髖關(guān)節(jié)為軸的轉(zhuǎn)動半徑，從而減小轉(zhuǎn)動慣量，增加轉(zhuǎn)動的角速度。而雙腳處在小腿繞膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)半徑的最遠端，因此鞋子重量些微的減輕，都會帶來腿部轉(zhuǎn)動慣量明顯的減小。這對于以每秒20米速度交替劃著弧線的雙腳無疑是莫大的“減負”。