26塊骨頭，33個(gè)關(guān)節(jié)，20塊肌肉，100多條韌帶，數(shù)以千計(jì)的神經(jīng)末梢和血管……誠如達(dá)·芬奇所言，人的腳是藝術(shù)和工程學(xué)的杰作。打從人類祖先在非洲草原直立行走后，我們便把體重完全交給了雙腳，讓它承受著比四肢動(dòng)物成倍的負(fù)荷。盡管每年都有成噸的研究報(bào)告問世，我們卻至今仍沒有完全理清在不同運(yùn)動(dòng)狀況下腿、腳、鞋、地面之間微妙的相互關(guān)系。      鞋子舒不舒服只有腳指頭知道……     兩只小小的“馬達(dá)”     早期的帆布面硫化膠底鞋、笨重得幾乎只適合直線前進(jìn)的金屬頭足球鞋、柏林奧運(yùn)會(huì)上歐文斯的跑鞋、飛人喬丹氣墊鞋、斯坦·史密斯網(wǎng)球鞋、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”，多少傳奇為人們耳熟能詳并津津樂道。運(yùn)動(dòng)鞋的歷史，處處留下一個(gè)時(shí)代科學(xué)的腳印。     如今的奧運(yùn)比賽已不再是低技術(shù)含量的體育運(yùn)動(dòng)，“更快、更高、更強(qiáng)”的奧運(yùn)會(huì)業(yè)已變得“更科學(xué)”了。     運(yùn)動(dòng)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(dá)到每秒6米時(shí)，腳掌承受的負(fù)荷約為體重的4倍，跳高跳遠(yuǎn)時(shí)增大為7倍，三級(jí)跳遠(yuǎn)中雙腳兩次直接和硬地碰撞，沖擊力峰值可達(dá)體重的20多倍，強(qiáng)烈的振蕩會(huì)傳到腳踝、膝部、髖部以致脊柱和大腦。感謝我們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?，F(xiàn)代運(yùn)動(dòng)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(dòng)能。還有些運(yùn)動(dòng)鞋將中底做成“華夫餅干”狀，有些在鞋底內(nèi)放置橡膠立柱和氣墊，起到汽車底盤下減震彈簧的作用。     當(dāng)籃球運(yùn)動(dòng)員縱身而起，田徑運(yùn)動(dòng)員腳下生風(fēng)時(shí)，一雙稱心的好鞋便如同兩只小小的“馬達(dá)”。運(yùn)動(dòng)鞋的第二大功能是回輸能量。腳掌部位的聚氨酯等微孔發(fā)泡材料具有極強(qiáng)的彈性，鞋底在受壓變形還原時(shí)，能將吸收和儲(chǔ)存的能量釋放出來返還給腳掌。在周而復(fù)始的蹬伸過程中，就如同踏著一個(gè)微型的“跳板”了。這里的技術(shù)精華，是在鞋的彈性和穩(wěn)定性之間尋找平衡點(diǎn)，既要獲得理想的反沖力，又不能失去精確的空間感和“腳踏實(shí)地”的堅(jiān)硬支撐。     網(wǎng)球、羽毛球運(yùn)動(dòng)員在場(chǎng)上驟起急停，乒乓球選手則頻繁側(cè)向躍動(dòng)，“擲鐵餅者”少不了身體旋轉(zhuǎn)，“劍客”們更多前后騰挪……運(yùn)動(dòng)鞋的第三大功能是防滑。腳下的摩擦力是由鞋底與地面的法向力、摩擦系數(shù)和接觸面積決定的。從微觀角度看，由于地面的凸凹不平，往往和鞋底間只是有限的“點(diǎn)接觸”。高摩擦系數(shù)并且具有高延伸度的鞋底能在凸凹的地面產(chǎn)生彈性形變，增加接觸面，這就是所謂的“抓地性”。過去的金屬鞋釘在插入、拔出地面間會(huì)消耗能量，現(xiàn)代的鞋釘用尼龍、聚氨酯等復(fù)合材料制成，圓錐形、長方形、刀刃形等不一而足，鞋釘?shù)臄?shù)量和位置也能因人、因地而調(diào)整和改變。更有大量運(yùn)動(dòng)鞋以不同排列的突脊代替了鞋釘。至于鞋底的花紋更是千變?nèi)f化，帶來不同方向上摩擦力的差異，以滿足不同運(yùn)動(dòng)種類的需求。值得提醒的是，人在運(yùn)動(dòng)中的“剎車”過程是由動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為靜摩擦的，腳落地后應(yīng)該有少許“滑動(dòng)行程”，如果鞋的摩擦力大到一著地就紋絲不動(dòng)，便容易崴腳和扭傷了。     科技為雙腳減負(fù)     至于運(yùn)動(dòng)鞋扭力系統(tǒng)對(duì)腳形和動(dòng)作的矯正，鞋幫對(duì)腳踝的支護(hù)，通過氣孔的“呼吸”作用使鞋內(nèi)透氣和吸濕，都是可圈可點(diǎn)的設(shè)計(jì)。不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目幾乎都有自己的專用鞋。要想分門別類略加描述也要一本專著的容量。     不過足球鞋是特別值得單獨(dú)一提的。踢球全憑一雙腳，腳又全指望一雙鞋。每場(chǎng)比賽下來，足球運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)萬米左右，拼搶時(shí)需達(dá)到百米沖刺的速度。更重要的是，球鞋就是足球運(yùn)動(dòng)員的“球拍”和“球棒”。接球、帶球、傳球、射門的力量都要通過球鞋發(fā)出，推、撥、挑、拖、扣等細(xì)膩的腳法都要通過球鞋完成。精確的腳感和“鞋腳合一”的境界是至關(guān)重要的。受到乒乓球拍上小膠粒的啟示，在足球鞋的邊緣加上橡膠的“仿腳趾”，齊達(dá)內(nèi)和貝克漢姆腳上的獵鷹球鞋能夠踢出每秒旋轉(zhuǎn)8圈的香蕉球。     一個(gè)世紀(jì)前的百米短跑成績平均每年提高0.015秒，如今已經(jīng)減緩到每年提高0.006秒了。人們?cè)絹碓阶⒅貜呐苄习l(fā)掘點(diǎn)滴的潛力。根據(jù)測(cè)試，跑鞋重量每增加100克，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗將增加百分之一。1991年東京田徑世錦賽上，美國短跑名將劉易斯打破百米世界紀(jì)錄時(shí)的跑鞋只有115克重；2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)上，“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(yùn)動(dòng)員競(jìng)賽中脖子上可以掛著沉甸甸的金項(xiàng)鏈，卻對(duì)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(huì)發(fā)現(xiàn)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的后跟都幾乎觸及了臀部，折疊起小腿能縮短以髖關(guān)節(jié)為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，從而減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加轉(zhuǎn)動(dòng)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(yuǎn)端，因此鞋子重量些微的減輕，都會(huì)帶來腿部轉(zhuǎn)動(dòng)慣量明顯的減小。這對(duì)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(fù)”。     劉翔的戰(zhàn)靴     為了0.01秒，為了更多的市場(chǎng)份額，體育明星和運(yùn)動(dòng)鞋品牌正在演變成一種難以割舍的“共生關(guān)系”。本屆奧運(yùn)會(huì)，耐克就為中國飛人劉翔專門定制的“Zoom Aerofly LX”跨欄釘鞋。     Zoom Aerofly LX釘鞋鞋面顏色主色調(diào)為鮮艷的明黃色，鞋側(cè)面配有中國紅的Logo.在這樣一雙只有214克重的釘鞋上匯聚了許多創(chuàng)新科技，也讓人不得不感嘆在一枚金牌的背后需要大量的科技為支撐。Zoom Aerofly LX釘鞋鞋面采用今年最新發(fā)布的Flywire創(chuàng)新科技并配以特殊合成皮材質(zhì)制成，鞋面厚度不到2微米，而且只靠幼細(xì)纖維支撐，這種技術(shù)被很形象地描述為“高強(qiáng)度的細(xì)纖維仿佛懸索大橋的鋼纜，每根細(xì)線的位置精準(zhǔn)地設(shè)計(jì)在足部需要支撐的部位?！睆亩剐w重量更輕，甚至比香蕉皮都輕。     這款被外界視為劉翔奪冠秘密武器的戰(zhàn)鞋，是完全針對(duì)劉翔的技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)而成的，劉翔透露他喜歡鞋底有彈性，能使助跑有爆發(fā)力，所以設(shè)計(jì)師們運(yùn)用特制的碳纖底板制成堅(jiān)實(shí)的前掌。劉翔在跨欄落地時(shí)為前腳掌著地，后腳掌并不會(huì)落地，所以設(shè)計(jì)師采用了前半底板為碳纖板的設(shè)計(jì)，而后底板則采用減震效果好的特質(zhì)橡膠。劉翔最喜歡的鞋底部分之一是前掌只有五顆鞋釘?shù)脑O(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)減少了鞋身重量。符合生物力學(xué)研究成果的鞋釘位置可以減少對(duì)足部壓迫點(diǎn)的壓力，并且可以增大抓地能力。     自2002年以來，一個(gè)專門的裝備研發(fā)小組為劉翔設(shè)計(jì)他的專屬釘鞋，包括設(shè)計(jì)和研發(fā)所有劉翔的鞋類產(chǎn)品。這雙將與劉翔一起征戰(zhàn)北京奧運(yùn)會(huì)的釘鞋亦有劉翔親自參與設(shè)計(jì)討論的部分。    鞋面保留了搭扣和拉鏈的設(shè)計(jì)。對(duì)于鞋面的搭扣，劉翔尤為重視，因?yàn)檫@對(duì)于他來說更具有心理上的幫助，“比賽開始之前，我總要想想，鞋帶是不是已經(jīng)系好。我是不是已經(jīng)完成比賽之前的最后一個(gè)動(dòng)作：把鞋子上的搭扣扣好。只有完成最后這個(gè)動(dòng)作，我才覺得自己已經(jīng)做好了所有的準(zhǔn)備?！绷硗鈶?yīng)劉翔要求，為更好地保護(hù)他的右腳，設(shè)計(jì)師們?cè)谟倚娴暮蟾恢迷黾恿税l(fā)泡棉的厚度，更好地鎖住腳踝。