改變全民運動方式的鐵人三項風潮正在席捲全世界，不過，這個新興運動項目的創始人之一傑克·約翰史東本人卻未能戰勝宿疾，就在今年2月初，他因為阿茲海默症的併發症而身亡。

據Runner’s World網站報導，鐵人三項運動的共同創始人傑克·約翰史東 (Jack Johnstone) 2016年2月2日在美國聖地牙哥逝世，享壽80。約翰史東曾是一名數學教師，大學時期是一名游泳運動員，直到35歲才開始從事跑步運動。2013年1月，他被診斷罹患了阿茲海默症。

大學時期即是游泳健將 因為發胖而開始跑步

1957年，還在美國賓州西切斯特州立學院（West Chester State College，現為大學）讀書的約翰史東，成為了一名游泳健將，還入選全美代表隊。不過，直到35歲的時候他才開始跑步。約翰史東的妻子貝蒂對記者表示：「那個時侯他開始發胖，想重塑體形，所以選擇跑步來瘦身。那個時侯他覺得跑步是個更容易的運動選擇，因為他們住在一所高中的附近，他可以去學校操場跑步。」

四年之後，也就是1974年，約翰史東在米遜灣馬拉松 (Mission Bay Marathon) 以3小時08分的成績完成他的初馬。「他知道他可以有更好的成績，所以他不停地跑馬。」貝蒂說，1977年，她先生參加了米遜灣和橘郡馬拉松，兩次成績都是2小時50分。

後來，約翰史東開始考慮嘗試挑戰超級馬拉松賽，但是當他跑出兩場 Sub 3（少於3小時完賽）的成績之後，他決定花更多的時間來訓練自己的五個孩子從事運動。因此，他開始參加半馬、10公里和5公里的路跑賽。

突發奇想 結合跑步、騎車與游泳創立鐵人三項運動

就在第一次參加馬拉松的那一年，約翰史東和同為聖地牙哥田徑俱樂部會員的唐·沙納漢 (Don Shanahan) ，在聚會時半開玩笑地想出了一個古怪的點子：創立一項將跑步、騎自行車和游泳結合在一起的比賽。「當我們開始把這個想法付諸行動時，我和傑克都沒有想到比賽會發展成為今天的樣子。」唐·沙納漢去年接受Runner’s World採訪時說，「那真是一種與眾不同的、有點愚蠢但很有趣的活動。」

但是約翰史東對於這項賽事始終非常熱衷。「我們粗略地談了關於比賽的樣貌，幾天之後傑克便打電話給我，說自己已經列出了賽事規劃。他就是那樣的人，他是一個數學老師，當他決定追蹤一個計畫，他就會嚴密地加以執行，」唐·沙納漢說。在最開始的時候，當時的比賽與現在的鐵人三項並不相同，46名參賽者先要完成3英里的跑步，然後參加5英里的自行車賽，接著選手們要游一段短距離到達聖地牙哥米遜灣。上岸之後，他們要光腳跑過沙灘和草地到達另一個小海灣，接著游泳過去對岸，在沙灘上再度赤腳跑一段，再游泳一小段距離之後，最後赤足衝上陡岸抵達終點。將游泳放在比賽的後段，對於某些運動員來說「可能是問題，因為其中多數是跑者，只有少數是游泳運動員。幸運的是沒出現什麼問題，多數人選擇自由式和仰式。」

無心插柳 鐵人三項成為新興熱門運動

有些首次玩三鐵的運動員完賽的時間比約翰史東和沙納漢所預計的還要長，當時的比賽在下午5點45分開始，所以人們可以在下班之後來參加，有些人90分鐘就完賽了，但是由於部分選手花了更多時間，但天色已經漸漸暗了下來，於是約翰史東和沙納漢找來幾輛車並且打開大燈進行照明。約翰史東本人也參加了那場史上第一次三鐵賽，以1小時2分18秒完成，排名第六位。

約翰史東多年後在網站上記錄了當時的情景：「當我從自行車上下來，並試圖跑（到游泳出發線）的時候，我覺得雙腿仿佛不屬於自己的。我痛苦地呻吟著，並且，記得當時有人在對著我喊：『看吧，這就是你出的主意！』」

所幸，經過這次比賽之後，大眾對於鐵人三項運動的興趣漸漸地熱絡了起來，聖地牙哥的跑者們舉辦了更多場三鐵賽。接著，在1978年，首場賽事參賽者之一約翰·柯林斯 (John Collins) 將鐵人三項推上更高的階段，他創立了「Ironman」鐵人三項比賽，成為現代鐵人三項賽事標竿。「這給了鐵人三項運動一針強心劑。」沙納漢說，「當Ironman賽事被電視媒體實況轉播出來，吸引了很多人的關注。」

1998年，約翰史東和沙納漢被選入鐵人三項雜誌《Triathlete》的名人堂。兩年之後，鐵人三項運動成為奧運競賽項目之一。貝蒂回憶說，這是約翰史東最重要的時刻：「我們對於這個事件覺得好笑，因為這是我們從來沒有預料到會發生的事，但我們也為此感到非常自豪。」約翰史東也在自己網站上記錄了他的驕傲：「在這個小路上，我改變了世界，改變了運動歷史的進程。」

近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現，無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計，不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢：「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯，尤其在厚底的跑鞋之中特為突出！」這對跑步會有什麼影響呢？厚底跑鞋上揚的鞋頭結構，真的對跑步時的順暢性有幫助？該結構會對跑步姿態有什麼影響？本文將透過科學的方式，解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑，首先我們必須了解跑步著地的過程，可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地，可分為三個滾動機制，腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平；腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前；前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是：腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時，若是腳掌的滾動過程不流暢，則會產生「卡卡」的感覺，使整體滾動動作的速度不平順，而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動，在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異，但透過科學儀器量測，將能更清楚地看到差異，即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為，良好的順暢感，COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加，而並非突然地遽增，換言之，當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩，表示滾動過程較不會突然大幅加速，而是平順的滾動。
延伸閱讀：慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小，可計算出壓力中心（COP，即圖中的圓點）；隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動，形成不同的速度變化，藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋，分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構，鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款；而鞋頭上揚組，即該跑鞋設計底部較厚，且鞋頭有特別上揚，試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受，如同蹺蹺板一般。

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋，並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統，且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步，每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上，擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據，以分析完整步態週期為主。

量測結果出爐，對比一般跑鞋組（虛線）與鞋頭上揚組（實線），在腳跟開始離地的階段，尤其是 60-85% 的時間軸，鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩，COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間；而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增，COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述，COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組，有較佳的前足順暢性。

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化，我們於操場拍攝慢動作影片，以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出，鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程，這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit：

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X：

我們從一般跑鞋組（黑，ASICS MetaRun）與鞋頭上揚組（白，ASICS MetaRide）各挑出一款鞋，並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun（一般跑鞋組）與 MetaRide（鞋頭上揚組）的分解動作變化：

從全掌貼平到腳跟離地的過程中，一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時，需較大程度地彎折蹠骨關節；而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般，順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道，當一般跑鞋組向前時，黃點位置幾乎是不動的；相對地鞋頭上揚組向前時，黃點位置則是向下，同時間藍點上升，代表鞋頭向下貼平地面，而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中，前腳掌與掌趾會推蹬地面，我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大，伸展的幅度亦大；反之，鞋頭上揚組的位移較平緩，伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大；反之，鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作，而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構，不須做出較大的延展動作；這樣的動作變化，可降低蹠骨關節推蹬的出力，但會使跑者感受到「推不到的感覺」，形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組，希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象，並試著解析其中的過程，這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種，鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受；而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要，而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析，並排除主觀感受錯誤的可能。

參考文獻：
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站
原文：厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

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資料來源／PUMA
責任編輯／妞妞