運動鞋的結構

　　回顧足球歷史上最經典和重要的“戰役”，不能不提到1954年瑞士世界杯賽匈牙利隊和前聯邦德國隊的那場激烈拼搏。明顯弱勢的德國隊在0比2落后的危局中絕地反擊，最后以3比2取得了“幾乎不可能的勝利”，成為二戰后德國回歸國際體育大家庭并重振民族精神的重要契機。這次反敗為勝的一個關鍵因素，便是他們腳下穿的新款足球鞋。比賽在大雨滂沱后的范可多夫體育場進行，滿地泥濘不堪，當年所向無敵的匈牙利隊卻被又濕又重的球鞋所折磨，守門員在最后的關鍵時刻滑倒。而德國隊腳下的鞋則輕巧靈活并及時更換了加長的鞋釘，能在滑溜溜的賽場上增大抓地力。拍攝慶功合影的時候，德國隊總教練赫爾伯格把看臺上的阿迪恭恭敬敬請到身邊。這是歷史上唯一一張制鞋商和冠軍隊共享勝利喜悅的照片。

　　運動場上關于鞋的故事有一千零一個。早期的帆布面硫化膠底鞋，笨重得幾乎只適合直線前進的金屬頭足球鞋，柏林奧運會上歐文斯的跑鞋，飛人喬丹氣墊鞋，斯坦·史密斯網球鞋，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。運動鞋的歷史，處處留下一個時代科學的腳印。

　　26塊骨頭，33個關節，20塊肌肉，100多條韌帶，數以千計的神經末梢和血管……誠如達·芬奇所言，人的腳是藝術和工程學的杰作。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物成倍的負荷。盡管每年都有成噸的研究報告問世，我們卻至今仍沒有完全理清在不同運動狀況下腿、腳、鞋、地面之間微妙的相互關系。

　　好鞋如同兩只小小的“馬達”

　　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，三級跳遠中雙腳兩次直接和硬地碰撞，沖擊力峰值可達體重的20多倍，強烈的振蕩會傳到腳踝、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”腳弓有效抵御著這種傷害。現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。還有些運動鞋將中底做成“華夫餅干”狀，有些在鞋底內放置橡膠立柱和氣墊，起到汽車底盤下減震彈簧的作用。

　　當籃球運動員縱身而起，田徑運動員腳下生風時，一雙稱心的好鞋便如同兩只小小的“馬達”。運動鞋的第二大功能是回輸能量。腳掌部位的聚氨酯等微孔發泡材料具有極強的彈性，鞋底在受壓變形還原時，能將吸收和儲存的能量釋放出來返還給腳掌。在周而復始的蹬伸過程中，就如同踏著一個微型的“跳板”了。這里的技術精華，是在鞋的彈性和穩定性之間尋找平衡點，既要獲得理想的反沖力，又不能失去精確的空間感和“腳踏實地”的堅硬支撐。

　　網球、羽毛球運動員在場上驟起急停，乒乓球選手則頻繁側向躍動，“擲鐵餅者”少不了身體旋轉，“劍客”們更多前后騰挪……運動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“點接觸”。高摩擦系數并且具有高延伸度的鞋底能在凸凹的地面產生彈性形變，增加接觸面，這就是所謂的“抓地性”。過去的金屬鞋釘在插入、拔出地面間會消耗能量，現代的鞋釘用尼龍、聚氨酯等復合材料制成，圓錐形、長方形、刀刃形等不一而足，鞋釘的數量和位置也能因人、因地而調整和改變。更有大量運動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萬化，帶來不同方向上摩擦力的差異，以滿足不同運動種類的需求。值得提醒的是，人在運動中的“剎車”過程是由動摩擦轉為靜摩擦的，腳落地后應該有少許“滑動行程”，如果鞋的摩擦力大到一著地就紋絲不動，便容易崴腳和扭傷了。

　　約翰遜的“金縷鞋”重量僅116克

　　至于運動鞋扭力系統對腳形和動作的矯正，鞋幫對腳踝的支護，通過氣孔的“呼吸”作用使鞋內透氣和吸濕，都是可圈可點的設計。不同的運動項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一提的。踢球全憑一雙腳，腳又全指望一雙鞋。每場比賽下來，足球運動員跑動萬米左右，拼搶時需達到百米沖刺的速度。更重要的是，球鞋就是足球運動員的“球拍”和“球棒”。接球、帶球、傳球、射門的力量都要通過球鞋發出，推、撥、挑、拖、扣等細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”，齊達內和貝克漢姆腳上的獵鷹球鞋能夠踢出每秒旋轉8圈的香蕉球。

　　一個世紀前的百米短跑成績平均每年提高0.015秒，如今已經減緩到每年提高0.006秒了。人們越來越注重從跑鞋上發掘點滴的潛力。根據測試，跑鞋重量每增加100克，運動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錄時的跑鞋只有115克重；2000年悉尼奧運會上，“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“帶釘的襪子”。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現，每個運動員的后跟都幾乎觸及了臀部，折疊起小腿能縮短以髖關節為軸的轉動半徑，從而減小轉動慣量增加轉動的角速度。而雙腳處在小腿繞膝關節和髖關節旋轉半徑的最遠端，因此鞋子重量些微的減輕，都會帶來腿部轉動慣量明顯的減小。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”。

　　1932年1萬米冠軍雙腳磨得血肉模糊

　　波蘭每年都會舉辦一次“庫索辛斯基國際田徑賽”，紀念二戰中被德國納粹殺害于戰俘集中營的優秀波蘭運動員雅努什·庫索辛斯基。1932年洛杉磯奧運會上庫索辛斯基奪得10000米金牌后，他雙腳血肉模糊以致脫不下鞋子的一幕永遠給人們留下最沉重的嘆息。“鞋子舒不舒服只有腳指頭知道”，難怪體育界一句名言說“穿錯了鞋就是災難”。1968年墨西哥奧運會前，背躍式跳高的發明者福斯貝里收到阿迪達斯公司從歐洲寄來的運動鞋，但他只試了一下就原封退回了。殷勤的商家堅持不懈對鞋反復修改，直到第四次寄給福斯貝里才被愉快接受。今天的體壇明星有福了，許多廠商爭相為他們量腳定做“獨一無二”的運動鞋。事先由專家組花費數年時間動態跟蹤和研究運動員的特征，取好精確的腳模。將三維動作捕捉、壓力傳感測試、紅外線成像和激光掃描的各種數據輸入電腦進行設計。再和運動員共同商討和反復試驗以求盡善盡美。這種體育明星和大牌廠家的“共生關系”畢竟促進了運動成績的提高和制鞋產業的發展。

　　奧運百年來，體育已經成為尋常百姓生活的一部分，運動鞋也不再是體壇精英的專寵。今天世界上的運動鞋比天上的星星還多，幾乎每條小路都有運動鞋走過，它改變了這個行星上人類跫然的足音。