شکستن مرز ماراتن زیر دو ساعت: چگونه فیزیولوژی انسان و «کفش‌های فوق‌العاده» سرانجام به هم رسیدند

برای دهه‌ها، ماراتن دو ساعته به عنوان اورست استقامت انسان شناخته می‌شد—یک مرز ریاضی و فیزیولوژیکی که بسیاری از دانشمندان ورزشی معتقد بودند شاید هرگز در یک مسابقه رسمی شکسته نشود. اکنون این مانع رسماً از بین رفته است. در عملکردی که برای نسل‌ها مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت، ساعت روی ۱:۵۹:۵۸ متوقف شد و برای اولین بار یک انسان توانست مسافت ۴۲.۱۹۵ کیلومتر (۲۶.۲ مایل) را در شرایط سخت و رسمی مسابقه، زیر ۱۲۰ دقیقه طی کند.

اگرچه الیود کیپچوگه در سال ۲۰۱۹ در وین با زمان ۱:۵۹:۴۰ دوید، اما آن رویداد نمایشی بود. در آن مسابقه از گروهی چرخشی از دوندگان سرعتی برای محافظت او در برابر باد، یک خودروی راهنمای لیزری و تحویل مایعات از روی دوچرخه استفاده شد—که همگی قوانین «دو و میدانی جهانی» (World Athletics) برای ثبت رکوردهای رسمی را نقض می‌کنند. این نقطه عطف جدید در یک ماراتن بزرگ استاندارد و جاده‌ای، با عبور از پویایی‌های آشفته یک مسابقه واقعی و بدون مزایای مصنوعی درگ (کاهش مقاومت هوا)، به دست آمد.[4]

برای درک عظمت این دستاورد، باید به موتور فیزیولوژیکی مورد نیاز توجه کرد. دویدن ماراتن زیر دو ساعت مستلزم حفظ سرعت ۴ دقیقه و ۳۴ ثانیه در هر مایل (حدود ۲ دقیقه و ۵۰ ثانیه در هر کیلومتر) برای کل مسافت است. این امر نیازمند حداکثر اکسیژن مصرفی (VO2 max) فوق‌العاده، آستانه لاکتات بسیار بالا و اقتصاد دویدن بی‌نقص است. برای سال‌ها، به نظر می‌رسید موتور انسانی به حداکثر ظرفیت خود رسیده است و رکوردهای جهانی تنها در حد چند ثانیه در هر دهه بهبود می‌یافتند.[1][4]

این الگو با ظهور دوران «کفش‌های فوق‌العاده» به طور چشمگیری تغییر کرد. از سال ۲۰۱۷ و با شتاب گرفتن در دهه ۲۰۲۰، تولیدکنندگان کفش، کفش‌های مسابقه ماراتن را به طور کامل بازطراحی کردند. «فلت» سنتی مسابقه—یک کفش مینیمالیستی و نازک که صرفاً برای کاهش وزن طراحی شده بود—با کفش‌های ماکسیمالیستی جایگزین شد که دارای لایه‌های بلندی از فوم‌های بسیار مهندسی‌شده بودند.[2]

راز این تغییر در مکانیزم مواد نهفته است، به ویژه فومی که به نام PEBA (پلی‌اتر بلوک آمید) شناخته می‌شود. کفش‌های دویدن سنتی از فوم EVA (اتیلن-وینیل استات) استفاده می‌کردند که نسبتاً متراکم است و انرژی را برای محافظت از پا جذب می‌کند. در مقابل، PEBA فوق‌العاده سبک، بسیار انعطاف‌پذیر (نرم) و به طرز باورنکردنی مقاوم است. این فوم زیر وزن دونده عمیقاً فشرده می‌شود و سپس به سرعت منبسط شده و به شکل اولیه خود بازمی‌گردد.[1]

این مقاومت به «بازگشت انرژی» ترجمه می‌شود. این یک تصور غلط رایج است که کفش‌های فوق‌العاده انرژی تولید می‌کنند؛ آن‌ها این کار را نمی‌کنند. در عوض، آن‌ها کمتر از انرژی خود دونده را هدر می‌دهند. یک کفش فوم EVA سنتی ممکن است ۶۵ درصد از انرژی وارد شده به آن را در هر ضربه پا بازگرداند و بقیه را به صورت گرما تلف کند. فوم‌های مدرن PEBA تا ۸۵ تا ۹۰ درصد آن انرژی را بازمی‌گردانند و مانند یک فنر مکانیکی بسیار کارآمد عمل می‌کنند.[4]

با این حال، یک لایه ضخیم از فوم PEBA به تنهایی ذاتاً ناپایدار است—دویدن با آن شبیه دویدن روی مارشمالو خواهد بود که منجر به فشار روی مچ پا و هدر رفتن حرکت جانبی می‌شود. اینجاست که دومین مکانیزم حیاتی وارد عمل می‌شود: صفحه فیبر کربن. این صفحه سفت و قاشقی شکل که در داخل زیره میانی ضخیم تعبیه شده است، فوم را تثبیت می‌کند و به دونده اجازه می‌دهد تا از مزایای کامل فشرده‌سازی آن بدون از دست دادن تعادل استفاده کند.[1][2]

صفحه کربنی همچنین به عنوان یک اهرم عمل می‌کند. هندسه خمیده «راکِر» (Rocker) آن، بیومکانیک مفصل مچ پا را تغییر می‌دهد. هنگامی که دونده از ضربه پاشنه یا میانه پا به سمت جدا شدن پنجه از زمین می‌رود، صفحه سفت، انگشتان پا را نسبتاً صاف نگه می‌دارد و بار کاری روی عضلات ساق پا و تاندون آشیل را کاهش می‌دهد. این اثر الاکلنگی عملاً گام دونده را طولانی‌تر می‌کند، بدون اینکه نیاز به تلاش عضلانی اضافی باشد.[4]

هنگامی که فوم PEBA و صفحه کربنی با هم ترکیب می‌شوند، بهبود عمیقی در اقتصاد دویدن ایجاد می‌کنند. مطالعات بالینی منتشر شده در مجلات پزشکی ورزشی به طور مداوم نشان می‌دهند که این کفش‌ها هزینه انرژی دویدن را در یک سرعت معین، بین ۴ تا ۶ درصد کاهش می‌دهند. برای یک دونده ماراتن نخبه، بهبود ۴ درصدی در کارایی به معنای کاهش چندین دقیقه از زمان پایان است، که دقیقاً همان حاشیه مورد نیاز برای عبور از مرز دو ساعت بود.[1]

کاهش سریع زمان‌ها، «دو و میدانی جهانی» (World Athletics) را مجبور کرد تا مداخله کرده و مرزهای نظارتی را تعیین کند. قوانین فعلی حکم می‌کنند که یک کفش مسابقه جاده‌ای می‌تواند حداکثر ارتفاع زیره (Stack Height) ۴۰ میلی‌متر داشته باشد و نباید بیش از یک صفحه سفت تعبیه‌شده در خود داشته باشد. کفش‌هایی که در طول این دویدن تاریخی زیر دو ساعت پوشیده شده بودند، کاملاً با این مقررات مطابقت داشتند و به صورت تجاری برای عموم در دسترس هستند.[3]

با وجود قانونی بودن، این دستاورد بحث داغی را در جامعه دوندگان دوباره شعله‌ور کرده است. سنت‌گرایان استدلال می‌کنند که معرفی کفش‌های فوق‌العاده نوعی دوپینگ تکنولوژیک است که اساساً ورزش را تغییر می‌دهد. آن‌ها معتقدند که مقایسه‌های تاریخی اکنون بی‌اعتبار هستند، زیرا ورزشکاران دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ با تجهیزات اساساً پایین‌تر می‌دویدند و مقایسه این رکورد جدید با اسطوره‌های گذشته را غیرممکن می‌سازد.[2][3]

در مقابل، محققان بیومکانیک و خوش‌بینان تکنولوژیک اشاره می‌کنند که ورزش‌ها همیشه از طریق علم مواد تکامل یافته‌اند. آن‌ها این تغییر را با انتقال از پیست‌های خاکستر به سطوح مصنوعی، یا گذار از چوب‌های پرش با نیزه بامبو به فایبرگلاس مقایسه می‌کنند. از نظر آن‌ها، ورزشکار انسانی همچنان باید موتور را به حرکت درآورد؛ کفش‌ها صرفاً انتقال آن قدرت به زمین را بهینه می‌کنند.[4]

تأثیر این فناوری بسیار فراتر از رده‌های نخبه است. کفش‌های فوق‌العاده سرعت را برای دوندگان عادی دموکراتیزه کرده‌اند. فوم بسیار انعطاف‌پذیر PEBA به طور قابل توجهی نیروهای ضربه‌ای منتقل شده به پا را کاهش می‌دهد و آسیب عضلانی را در طول دویدن‌های طولانی به حداقل می‌رساند. دوندگان آماتور درمی‌یابند که می‌توانند سخت‌تر تمرین کنند، سریع‌تر بدوند و از همه مهم‌تر، بسیار سریع‌تر از آنچه در کفش‌های سنتی ممکن بود، ریکاوری کنند.[2]

این امر منجر به تغییر شکل کامل چشم‌انداز مسابقات آماتوری شده است. زمان‌های لازم برای کسب صلاحیت در رویدادهای معتبری مانند ماراتن بوستون به شدت کاهش یافته است، زیرا دوندگان میانی سریع‌تر شده‌اند. این فناوری منحنی زنگوله‌ای عملکرد انسانی را جابجا کرده و ثابت می‌کند که مزایای بیومکانیکی آن در سرعت‌های پایین‌تر نیز به همان اندازه که در سرعت‌های رکورد جهانی کار می‌کنند، مؤثر هستند.[2][3]

با شکسته شدن رسمی مرز دو ساعت، سقف روانی برداشته شده است. تمرکز علوم ورزشی در حال حاضر به سمت بیومکانیک شخصی‌سازی شده تغییر می‌کند—تنظیم سفتی صفحه کربنی و چگالی فوم برای مطابقت با ضربه پای خاص و وزن دوندگان انفرادی. ماراتن زیر دو ساعت دیگر یک محدودیت نظری نیست؛ بلکه خط پایه جدیدی برای آینده استقامت انسان است.[1][4]