2018年12月27日 星期四

「力」與「體重」的概念





上星期在青島進行今年最後一次的Pose Method Level 1的教練課,因為學員提問,所以在課堂上仔細針對「力」(Force)的定義進行了詳細的闡述,以及把它跟其他概念進行連結。其中最重要的概念就是「體重」(Body Weight)。

力,就是體重。

體重非定值,它是會變化的。就好比我們站在體重計上,不管是上肢還是下肢做出動作時,體重計上的數值都會改變。

動物有肌纖維,植物也有纖維。兩者之間的差別顯而易見;但大多數人常會忽視兩種纖組之間的共同特性,那是什麼呢?如果我們深入思考,會得到一個很有趣的答案:「支撐體重」。

在熱帶雨林裡的植物,為了爭取更多的陽光,必須盡量向上生長,長得慢的就無法吸收足夠的光合作用。長得愈高,樹幹就必須要有足夠強韌的纖維來支撐它自身的重量。植葉長得愈繁茂,樹幹也必須愈加粗壯才能撐得住自身的重量,這就好比體型愈龐大的動物,需要演化出同樣粗壯的腿部來支撐自身的體重一樣。當動物處於靜止狀態時,肌肉的角色就好比植物的纖維,它仍需要用力,但用力的目的是在「支撐體重」與「維持姿勢」。完成這兩項任務的組織不只有肌肉,還有骨骼和結締組織(例如「筋膜」)。

例如站立不動的姿勢,下肢的肌肉需要用來支撐自身的體重,上半身的肌肉則要維持直立的姿勢。

靜止狀態的肌肉所需承擔的重量是:一倍體重。「一倍體重」正是靜止狀態下肌肉、骨骼和結締組織所要承擔的重量大小。在靜止狀態下,雖然都是一倍體重,但在不同姿勢下身體保持平衡、維持穩定的難度也會不一樣。在同樣一倍體重,支撐點愈少,難度愈高。所以躺姿是最輕鬆的,因為支撐面積最大;單腳站則比雙腳站更難保持平衡與維持穩定。

雖然支撐點相同,因身體其他部位的「姿勢不同」,也使平衡與穩定的難度增加。以雙腳支撐為例,立正的站姿、直膝硬舉預備姿勢與深蹲姿勢都是用雙腳支撐一倍體重,但需要的體能、以及可以維持穩定與平衡的時間會有很大的差距。因為姿勢不同,造成支撐體重與維持平衡的難度增加。

以直膝硬舉預備姿勢來說,因為髖關節彎屈後,小腿、後大腿與背部要比直立時用更多力氣才能維持軀體前彎的姿勢。再看最難持久的深蹲姿勢,此時髖、膝、踝三關節都同時彎屈了,小腿、大腿與軀幹之間形成各種角度,因此下肢的肌肉必須要比直膝時更用力,才能維持各槓桿之間的平衡

前面已經提過:體重,是會變動的。想像一下你正站在體重計上面手舞足蹈時,體重計上的數值就會一直改變。動作的幅度愈大,姿勢改變愈快,數值也會有更大幅度的變化。比如說你用力往前揮拳或上下跳動時,體重計上的數值的變化也會愈大。

在物理學的教科書裡,對「力量」的定義是:「物體之間相互接觸時互相作用的強度大小。(The magnitude of Interaction between material bodies.)」牛頓第二運動定律所定義的F是「質量」和「加速度」的乘積 (F=ma),在地球上我們一直受到「重力加速度」的作用,所以在靜止的站姿狀態下,雙腿所要用的力(F),就是一倍體重(mg)。在身體質量(m)不變的情況下,當我們快速改變姿勢時,「加速度(a)」改變了,體重計上的數值(F)也會跟著變化。從這個觀點來看:力量(F),其實就是體重(body weight)。

我們再回到體重計上的數值來思考,如果我們用力踩體重計,數值一樣會變化。「下踩/推蹬/蹬地」一樣是我們可以執行的動作,但這個動作跟專注在上半身去轉移體重兩者之間,何種方式比較效率?比較不容易受傷?

平均來說,我們的上半身佔了62%的體重,下半身是38%的體重,當我們要「使力」(快速轉移體重)時,是把移動上半身還是下半身比較快、比較容易、比較持久呢?

雖然下半身比較有力,但它的上面還承載著62%的體重,所以移動起來的反應會比上半身「慢」。當然,當我們在移動上半身時,下半身也要去支撐變大的體重(就像垂直跳擺臂時下肢所受的力就會變大)。轉移體重的速度愈快,「力」就會愈大 (以跑步和跳躍項目來說,這個力就是地面反作用力)。

如果某位運動員已經習慣用下肢發力,也有很強的蹬伸肌力,甚至反應比上半身快,那應該不用學習上半身轉移體重的技巧吧?因為還要花時間重新學習,在重新學習的過程中,運動表現會下滑……但它還是值得,因為利用強而用力的下肢來主動蹬伸有一個大缺點:

「主動蹬伸的動作會使身體以關節來當支(撐)點。」

所以跑者若以腳掌與小腿蹬伸容易造成跟腱與足底筋膜炎、大腿蹬伸容易造成膝蓋不適。但如果專注在轉移上半身的體重,支撐點就會自然地回到前腳掌,此時腳踝、膝關節、髖關節就會自動活起來 (下肢主動蹬伸的動作會致使關節鎖死)。這也跟我們在《跑步,該怎麼跑》新版中第39章中特別針對「前傾」和「落下」做的界義有關(這也是新版增加的一段):

「這裡我們必須瞭解『前傾』(lean)和『落下』(fall)所代表的不同意義。首先,字典上對『前傾』的定義是『從直立的姿勢轉成向前傾斜』(圖39.2),這裡指的是一種已完成的靜態姿勢;但『落下』是指重力作用下的動態現象,它的定義是『把體重傳遞到不同的支撐點』,這個支撐點可能是地面、牆面或另一位訓練夥伴。」(這裡的字典是指:Webster's Amercian English Dictionary 1999. Federal Street Press, Sptingfield, Massachusetts, p191.)

當身體像圖39.2向前傾時,體重反而會不容易向前轉移,因為「後腿」會跑到身體的更後方,而「前腿」為了平衡會被動向前跨出。

「姿勢」(Pose)的概念也在上述的脈絡下應運而生。以跑步來說,就是圖39.1的關鍵跑姿,「維持姿勢」是為了確保體重可以快速地轉移,這當然需要「力量」,跑者需要下肢的力量來應付快速轉移體重所產生的地面反作用力,軀幹也需要力量來維持好的姿勢。但如果只是動用下半身主動向地面發力,移動的效率反而會出不來。
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附圖摘自《跑步,該怎麼跑》,2018年12月新版書的298~299頁。

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