上周六（5月6日），来自肯尼亚的选手Eliud Kipchoge以 2 小时 0 分 24 秒的成绩，创造了新的男子马拉松世界最佳成绩，将肯尼亚选手 Dennis Kimetto 在 2014 年柏林创造的 2 小时 2 分 57 秒完成 42.2 公里马拉松全程的世界纪录一次性提高了 2 分多钟，成为了历史上最接近马拉松 2 小时大关的人。

Eliud Kipchoge取得的惊人成绩实际上来自整个 Nike “突破2” （“Breaking2”）挑战计划团队——这是一支由科学家、工程师、运动员组成的团队，多年来致力于通过不断改良运动员自身条件和跑具性能，突破人类两小时跑完马拉松的极限。

尽管目前关于Kipchoge创下的成绩能否被国际田联认定为新世界纪录争议不断，但人们对于科学家们如何打造“完美”的运动员仍然充满好奇。《科学》杂志为详细探究此问题于 5 月 3 日发表了下面这篇文章。

图 | 来自肯尼亚的选手Dennis Kimetto参加了 2013年的东京马拉松

4 分钟内跑完一英里（约1.61千米）、滑板巨星 Tony Hawk 空中 900 度旋转、Babe Ruth创造的本垒打纪录……这些成绩让曾经被认为坚不可破的理论人类体能极限变得不堪一击。

对于马拉松而言，2小时的理论极限也会被打破吗？ 名为“小于2”（“Sub2”）的、由科学家与工程师组成的团队近年来正在不断接近这个目标，并且在数月前，如Nike和Adidas的几家大企业，正式宣布了他们以突破2小时极限为目标的挑战计划。

然而，人类究竟能否实现在120分钟之内跑完42公里目前仍无定论。那么，如何才能帮助运动员跨越极限？是什么使得这项挑战如此艰巨？我们距离目标还有多遥远？《科学》杂志对多位马拉松专家进行采访，希望能够对这些问题进行深入了解。

我们究竟还需要快多少？

肯尼亚选手Dennis Kimetto以2小时2分57秒的成绩保持着男子马拉松世界纪录。另外两名选手，Kenenisa Bekele以及Eliud Kipchoge，他们的最好成绩均在 2 小时 3 分 10 秒之内。若在此基础上再减去3分钟，大致相当于将成绩提高2.5%。

尽管这对于业余选手而言并非难事，但专业级马拉松选手与业余选手不可同日而语。“对于世界顶级选手而言，成绩提高2.5%这个量级的确相当大。”来自南非开普敦大学的运动科学家 Ross Tucker 指出。

一些方面的改变更够让运动员们跑的更快：使选手们拥有更多体能、利用能量的效率更高，或者令比赛过程变得更轻松。

我们如何使选手们拥有更多体能？

最大摄氧量（VO2max）， 即运动员进行高强度的运动时每单位体重每分钟所消耗的氧气体积，是衡量选手们体能的主要指标。顶级马拉松选手在比赛过程中一般维持 80% 的最大摄氧量消耗状态。

一般人可以通过持续的高强度训练来提高他们的最大摄氧量，但最大摄氧量的上限仍然取决于遗传因素，在不使用兴奋剂时几乎无法提高。

血液兴奋剂，尤其是促红细胞生成素（EPO），能够通过增加血红细胞数量增强血液载氧能力，从而提高最大摄氧量。此类药物在马拉松比赛中禁用。这意味着顶级选手们很难提升体能，但接下来不妨可以考虑该如何提高能量利用效率。

图 | 马拉松世界纪录（1908-今），跑步效率的大幅提高——归功于更优的训练方法——使马拉松最好成绩随着时间戏剧性的下降

我们如何使选手提高能量利用效率？

跑步其实是一个能量转化效率很低的运动：我们腿部产生的能量中，只有约 45% 在使我们向前运动，而剩下的能量消耗在了脚撞击地面的过程中。

一种提高能量转化效率的方法是将每一次脚撞击地面时消耗的能量更多的转化为下一步所用，atv，或许可以应用某种带有弹簧装置的跑鞋。“Nike近期为跑鞋中的弹性装置申请了专利，”Tucker说，“我认为他们正在尝试利用这种方法提高成绩。”