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2016年11月9日 星期三

從90公斤到全馬破三:3:21→2:59

今年的Garmin訓練營中,最認真訓練的學員之一即是蘇米(蘇進平)。他去年就過週期化訓練課表,成績從3小時21分進步到3小時09分。今年他的目標是要破三,想當然爾,需要極大的決心與努力。雖然比賽前一週感冒發燒,但最後他還是做到了,最後剛好跑到2小時59分。

蘇米的訓練狀況非常好,RQ的當前跑力從初期的55一直爬升到59,代表進步成效顯著:




從這樣的數據顯示,他可以順利破三,甚至可以跑進2小時55分以內。比賽前一個月的LSD長跑訓練後的分析數據也一再顯示他可以跑到該成績,但身體在進步最多的時刻也是最敏感的時刻,特別容易感冒。他在賽後的心得中寫道:「賽前一週得了重感冒,發燒了三天正好碰上斷糖期,沒有碳水的攝入還要吃藥,呼吸道完全報廢,堅持與放棄在心裡鬥爭個不停。賽前一晚出發去酒店的時候,身後傳來老媽的聲音:『兒子,別拿命去拚了……』。」

練得愈認真,愈放不下。既已生病,原本要蘇米慢慢跑,放下成績,但他還是上場一搏,最後勉強跑進三小時。雖不是好的模範,但追求目標的精神令人敬佩。

蘇米在心得中寫道:上馬結束一週了,但是閉上眼睛,依然是衝線時看到計時器的那一瞬間:「2:59:25」。終於進三了,腿一軟撲倒在一個工作人員的懷裡,慢慢站起來,看到天翼走來,黑白雙胖在一起抱頭痛哭。然后破風小隊的朱敏以及嘉灝也來了,四個人在人群中相擁而哭。

嚴格的遵從課表,是他最後帶病上場還能達到目標的主因,下面是他這幾週RQ的訓練指數與跑量統計:

  • 賽前1週:跑量13公里/訓練指數20點 (減量週)
  • 賽前2週:跑量49公里/訓練指數67點 (減量週)
  • 賽前3週:跑量68公里/訓練指數129點
  • 賽前4週:跑量90公里/訓練指數119點 
  • 賽前5週:跑量43公里/訓練指數57點 (減量週)
  • 賽前6週:跑量124公里/訓練指數199點
  • 賽前7週:跑量54公里/訓練指數93點 (減量週)
  • 賽前8週:跑量82公里/訓練指數132點
  • 賽前9週:跑量72公里/訓練指數132點
  • 賽前10週:跑量63公里/訓練指數119點
  • 賽前11週:跑量22公里/訓練指數37點 (減量週)
  • 賽前12週:跑量50公里/訓練指數73點(減量週)
  • 賽前13週:跑量86公里/訓練指數146點
  • 賽前14週:跑量54公里/訓練指數110點
  • 賽前15週:跑量74公里/訓練指數143點
  • 賽前16週:跑量92公里/訓練指數151點
  • 先修週:跑量41公里/訓練指數70點 (準備週)
  • 平均週跑量:63公里 / 平均訓練指數:105點

從訓練指數的變化會比較能看出跑者的壓力變化,像是賽前10週,看起來跑量好像變小,只有達到平均值的63公里/週,但訓練指數高達119點,因為此時都在練高強度的間歇。

從結果的角度來看,如果訓練的「品質」夠高,我一直相信平均週跑量在70公里左右就能破三小時。蘇米最終也證明了這件事。所謂的訓練品質即是指在相同的跑量(或訓練量)底下能專注在技術、肌力、柔軟度與恢復上。

另一個教練可以參考的指標是,蘇米最後賽前調整的數據中,RQ「體能指數」練到14.2,「狀況指數」調整到6.1:


這場比賽我也有跑,不過跑得太悠閒了,跑了四個多小時。蘇米一直等我回到終點跟我說感謝與一起合影。我也很高興聽到他的好消息:



【圖:賽後跟蘇米合照】

蘇米賽後心得原文:〈上馬破三的他,身後,是誰?〉

游泳課逐字稿03:我們如何分辨游泳技術的好壞?從動作的優美程度,還是……?

內容提供/徐國峰.逐字稿繕打/范寶蓮

前一篇:游泳課的逐字稿02:游泳加速度的來源

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「菁英游泳選手在划手時的入水與出水會幾乎在同一個點上。」

技術頂尖(亞奧運等級)的選手:手掌跑身體重心之後,身體會因為慣性繼續滑行,使得手掌的出水點跑到入水點之前。(見下圖)向前游時,支撐點在手上,支撐時最好保持不動(水感要好才能做到,下半堂課會教大家水感的訓練方式),移動的是身體不是手。若移動的是手,就如同跑在極軟的沙地上,身體前進的效率會大打折扣。因此划手的效率可分為下列三類:

▶︎【差】划手沒有效率的人,只是不斷地把水往後推送→手掌的出水點入水點之後。手臂花的力氣都在把水往後推,而沒有穩固地支撐在水中。

▶︎【優】技術優秀的人,手掌可以穩固支撐在水中→手掌不動,身體動,所以優秀自由式選手的入水點跟出水點會在同一個點上。

▶︎【頂尖】技術頂尖(亞奧運等級)的選手:支撐後(手掌跑身體重心之後),身體會因為慣性繼續滑行,使得手掌的出水點跑到入水點之前→參考附圖(此圖摘自:’Swim Speed Secrets for Swimmers and Triathletes’ , Sheila Taormia, pp.74~75)Skitch_建立的影像記事.png


水感是什麼?


沒有效率的游泳選手是,手沒有穩固,划到(滑到)後面了。他體重沒有放上去,沒有體重就沒有支撐,他體重沒有放上去就滑掉了,身體只有前進一點點。就像我剛剛在椅子上一樣,體重沒有放在手上而是放在身體上,體重放在身體上代表支撐點在身體上,如此一來變成「身體不動手動」,但我們已經知道有效率的游泳是「手掌不動身體向前動」才對。這些理論等一下你們都要實際去操作,怎麼操作?等一下你們就知道了。等一下會讓你們了解,怎麼樣訓練,讓體重放在手掌上。如果我的體重沒有放在手掌上的話,身體就沒有辦法有效率的移動,所以你的前伸手要有支撐體重的知覺--什麼叫體重放在前伸手上?我們傳統叫它做水感。」


「水感是什麼?水感就是這個。當我從羅曼諾夫的書中了解到這點之後我非常地興奮,因為過去的教練也很難說清楚。這麼多科學家也沒有人說清楚,沒想到居然有一個人說清楚了。太厲害了!」

學員:「你的意思是說,我們要把重心移到前面這樣子嗎?」

國峰:「更精確地說,是把『體重』轉移到前面的手掌上,再快速把它用掉,向前失重落下。我們游泳的時候要知道,怎麼樣轉移體重→往前轉移,所以這就是我為什麼帶滑板來。」

「我腳下是一個滑板,就像腳浮在水面上一樣,當我右手提臂再把手臂往前移之後,會失衡向前落下,接著整個身體都會被往前帶。」1901.jpg


「看我做一次。提臂、往前移,游泳就是這樣前進的。提臂,出去,你這隻手不能主動,如果你一主動划,體重就不見了,支撐也不穩固了;支撐不穩固就沒有速度。」

「這是支撐手,原本支撐手在前面,我把這一隻手從後面移到前面,接著會『失衡』,失衡是因為重力帶來轉動,這叫『落下』。所以你注意到游泳選手的轉肩,轉肩很多人都認為是在延伸手臂,還有加強划水的力道,但轉肩最重要的目的其實是:把重量壓到前伸臂上。因為肩膀不起來的話,另一邊會沒有重量。沒有重量的話,你就會無法利用支撐點來向前轉動,簡單地說:就是沒有『水感』。」Leader游泳技術-6.jpg
「所以所有物體移動的原則都是,在重力場下和環境互動我們才有辦法移動,如果沒有重力的話我們沒有辦法移動。再來,不管任何的移動都是外力作用下的結過,內力是沒有辦法移動的,內力是肌肉力量。比方說兩個太空人在太空裡面,不管他怎麼用力都不會移動,因為沒有重力,所以如果忽然有一股力量把他吸回地球上,他有重力之後,在重力的作用之下,失去平衡才會移動,所以要有重力才會讓你失去平衡。或者是兩個太空人在外太空手互相接觸,我對他而言我就是外力,我推他他就會移動,所以一定要有外力,這個外力可以是重力也可以是其他人。」

「內力,只能改變身體的姿勢。像我剛剛做的,我只是用肌肉改變我身體的姿勢,然後讓外力(也就是重力)往前推我一把,所以任何的運動都是牽涉到剛才這個邏輯,我要有一個支撐姿勢,一個穩固的支撐(這需要肌肉),讓體重在這個支撐點上面,接著改變支撐姿勢(這也需要肌肉),失去平衡;失去平衡之後要趕快讓重量回到另一隻手上,回到好的平衡姿勢,再失衡,再轉換支撐,才有辦法不斷落下(加速)。要不然就只會有一次落下(加速)。」

「就好像跑步一樣,我現在還無法移動,因為體重還『全部』都在右腳掌上」2222.jpg
「現在是跑步的關鍵姿勢(下圖),『關鍵』的意思是處在平衡又是最容易失衡落下的姿勢」
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「我沒有辦法繼續往前是因為我現在平衡了。跑者必須做的事情是必須趕快把後面這隻腳拉回來,回到關鍵跑姿之後才能落下(失去平衡),所以跑步的主動動作是趕快把腳「拉」回臀部下方,才能一直落下,也才能一直往前跑。」

「游泳也是這樣。」

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「游快時右手會跑到大腿外側,看起來像手划完了對不對?其實不是划完,是身體已經通過手,這叫做『手不動身體動』,手沒有動,身體向前落下加速通過手,因為失去平衡像我剛的伏地挺身預備姿勢時一樣,我手原本在支撐在頭下方,因為提臂向前失去平衡後落下,落下後身體前進了,手跑到大腿外側了,是我的手在動嗎?是我的手在動還是身體在動?」螢幕快照 2016-10-28 01.17.00.png


「所以當我們看奧運選手的游泳影片的時候會覺得,哇他手划得好順好快喔,但你注意看,他手沒有動是身體在動。我怎麼樣形成下一次的失衡?移動是失衡,我要趕快把手抽起來,往前,而不是刻意主動向後划手。」

「道理是這樣,但執行上有一些難度,難度在於你的手有沒有力量承擔你的體重。一般人的手沒有那個知覺和力量承擔那個體重。你只要一隻手能承擔體重,就會很有水感,所謂的水感就是支撐手不會動。但如果你體重沒有上去的話,支撐就不會穩固,支撐不穩固你就會主動往後划,支撐就會滑掉了。支撐滑掉了就划不到水。如果我左手撐得很穩,向前出去的是右手和身體,左手一樣在這裡。」

學員:「可是教練,水本身就不穩定,如何支撐...」

國峰:「最後我們再解釋一下在水中如何形成支撐?這是一個很重要的問題,我下面會再說明。」

「我們這邊必須再解釋一下移動的原理。所有的移動都是一個轉動的過程。像跑步、游泳、騎車這種持續移動的運動,就只是讓轉動不斷發生而已(跑步是趕快把後腳拉回來再形成另一次轉動,游泳則是透過提臂使手掌在頭前入水,騎車的踩踏則是把腳掌拉上來)。

「另一類像籃球過人、棒球投球這種瞬間爆發型的運動,則是設法讓轉動的速度加到最快。人是透過轉動才能加速。所以不管是什麼運動,只要想移動身體,都是由轉動造成的。從這樣的觀點來看運動,我們會得到幾個很重要的論點:

→支撐點愈穩固,轉動得愈有效率。
→轉動得愈快,速度愈快。V = rω (速度=轉動半徑×角速度)
→想轉得愈快,肌肉就要有力量維持穩固的支撐。
《廣雅》:「運,轉也」


《廣雅》是三國時代的一本字典,由張揖所著。那個時代對「運」「動」兩字的定義,似乎就已經看透運動的本質了。《廣雅》裡定義的「運」是「轉」的意思。中國人非常有智慧,這跟羅曼諾夫發現的移動理論完全相符,古人已經觀察到所有的「運」(白話講是「移動」),是透過「旋轉」造的。走路跟跑步繞著支撐腳轉動身體、騎車是在轉動踏板,誰在轉你?重力在轉你。游泳也是,我們在重力場下,當重量移到支撐點之前,就會轉,而且你在支撐手承擔的重量越重,接下來失重(也就是失衡)的速度會越快,而失衡是因為重力造成的。這個邏輯想通很重要:身體移動是因為失衡轉動所造成的,而失衡一定要有「重力」。

「動」這個字的原始義是「花『力』氣扛『重』物」,但仔細一看,這個字是「重力」兩個字的組成。可見把「gravity」這個字翻成重力兩字的人,對造字與物理理解的非常透徹。

「我們現在瞭解移動的共通原則了,但怎麼樣運用這些原則,進而提升游泳效率呢?練習的動點在於,支撐體重的知覺和支撐體重的力量。如果我們的手沒辦法承擔身體的重量,就沒辦法形成穩固的支撐點,就會變成身體不動手動,變成身體是支撐點,手就會移動--這樣當然不對,游泳的時候:我們希望手是支撐點,身體向前移動。所以我們必須練習把體重放到手掌上而不是留在身體,體重要放上去,手上要有力撐著才行」

學員:「老師,這和我們傳統的認知完全相反。手不用力很奇怪?」

國峰:「手當然要用力,用力幹嘛?不是用力向後划,而是用力來承擔體重。水平的速度不是肌肉造成的,而是重力,肌肉只是用來轉移重力的方向,把加速度分配到前方去,也就是把體重分配到前方。你可以承擔的體重愈多,接著向前失衡(失重)的速度會愈快,待會練習時你就知道支撐體重需要多用力了,等一下你們都會喊手好痠。一定要用力,但過去都認為用力是把水往後划,但事實上肌肉用力的目的是在承擔體重,而非用力向後划,當你的手向後划動(滑動)了,身體就不太會動→動得沒有效率。」


編按:這邊開始進入「手的力量並非用在主動划,而是用來承擔體重。」的討論,接下來要慢慢進入知覺部分的討論。
(待續....)

2016年11月8日 星期二

游泳課的逐字稿02:游泳加速度的來源

內容提供/徐國峰.逐字稿繕打/范寶蓮

前一篇:游泳課的逐字稿01:游泳的推進力來自何處?

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「我很快跟你們解釋一下,這是所有移動的關鍵。我們先從地面上的運動開始解釋,你就慢慢了解在水面上游泳也是個樣子。你們看我在地面上怎麼移動?我右腳『支撐』在地面上然後身體的其他部位才能往前,左腳『支撐』在地面上然後其他部位的身體才能往前。所以,在陸地上移動的關鍵就是:『你某一部分的身體必須要支撐在地面上,另一部分的身體才有辦法移動。』以走路和跑步來說,支撐的部分是腳掌。」


「接著要瞭解支撐在地面上的前提就是要有『重力』,也就是地心引力。地心引力把我們往下拉的時候,讓我的『質量』可以支撐在地面上,有支撐之後開始有『體重』,有體重我的肌肉才有辦法做作功;肌肉作功工之後我接著『轉換支撐』(換腳支撐在地面上)才有辦法形成另外一次平衡與失衡,連續的失衡就是『移動』。上面任何一個元素失去了,人都無法移動,這個邏輯很重要。



重力(Gravity)
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質量(Body Mass)
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支撐(Support)
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重量(Body Weight)
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肌肉作功(Muscle's Effort)
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轉換支撐(Change of Support)
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移動(Movement)

移動當然需要肌肉,但它在「支撐」的層級之下;「支撐」是尼可拉斯博士的核心概念,他所思考的任何運動都是以「你是用什麼『姿勢(POSE)』支撐,好的支撐姿勢才會產生有效率的移動」為基點,這即是「Pose Method」的核心概念。


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「我舉一個比較特殊的例子。你們想想看什麼樣的況下,是我有重力,重力把我往下拉,可是我沒有辦法隨意移動?大家想想:要移動,一定要有體重,我沒有體重就沒有辦法移動,那什麼情況下是有重力沒有體重?」


「想像一下我的腳下黏著一個體重計,現在上面顯示我的體重65公斤。如果我正在從十樓向下墜,腳下的體重計顯示的數字是多少?零!這時仍有重力,我也有質量,但沒有支撐,所以體重為零。沒有體重,肌肉就無法幫助你移動(只能在空中繞得質心轉)。一定要有支撐才有體重。有體重在支撐點上你才有辦法移動,如果我沒有體重在支撐點上的話,我是沒有辦法讓肌肉作功,因此:『肌肉是為了來服侍體重的』。好像很抽象,我們請一個人來示範給大家看就知道我說什麼。」


肌肉在游泳中的功能何在?


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「你手伸出來,用力推我。用力推用力推我,好,請問『他在做什麼事?』他在把體重壓在我身上。」(圖A)

(圖B,國峰此時把手放在他的身體上,不允許他運用體重),「現在我請你一樣用力推我,他推我的力量很小,因為推的肌肉要在有體重的情況下才能發揮功用。」

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我們再做另一個實驗,我現左手捏他手臂上的肌肉,是軟的,沒有在用力。
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「現在我要開始拉他,他的腳不動可是身體可以移動。(國峰把他的手引導到身體前方,身體同時前傾),你覺得他現在有在用力嗎?」

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國峰:「請問我有叫他用力嗎?」

「沒有!」

國峰:「你們有叫他用哪一塊肌肉用力嗎?」

「沒有!」

國峰:「但他為什麼要用力?」

「因為要支撐體重」

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國峰:「肌肉的功能就是在支撐體重!」

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國峰:「你想想看,他現在腳上有個體重計,假設他65公斤,原本體重計顯示65公斤對不對?他現在往前移...」

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「原本他腳下的體重計是66公斤,現在體重計變成45公斤了...其他的體重在哪裡?在手掌上。那這個少掉的20公斤即是由他手臂的肌肉承擔,有體重的話,手臂上的肌肉才可以作功。」

「好,接下來是一個很重要的問題:『如果在游泳時手掌上沒有體重的話,他有辦法移動嗎?」
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「答案是沒有辦法。手掌上沒有支撐體重就無法移動身體的其他部分。沒有支撐就無法移動,而支撐點上沒有體重就無法成為支撐點,自由式的移動支撐就在手掌上。」


「我們再回到陸上運動,月球上的重力只有地球的六分之一,他的體重只剩下10公斤。我問一個問題,他在月球上衝刺100公尺跟去松運旁的操場衝刺100公尺,哪一個速度比較快?」

「操場。因為在月球上他的體重只剩下六分之一,剩下十公斤,他沒辦法有效運用體重『落下』,因為落下速度變慢了所以沒辦法加速。」

「所以移動,是從體重分配來的,肌肉作功也要從體重來,如果游泳時支撐手上沒有體重,只是用力向後划的話,就沒有辦法形成一個穩固的支撐,沒有穩固的支撐就會失去有效率的移動。所以你想想看,現在地面很穩,所以我在跑步很有效率。」
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「可是現在如果跑在很軟的沙地上,我現在跑步會很沒有效率,為什麼?因為沙地是很不穩定的支撐面,支撐愈不穩定,移動愈沒效率,但有些人可以在沙地上跑很快,那代表他的技巧很好,在沙地上跑很有技巧是什麼意思?意思是在沙地上可以快速轉移體重,在沙子還沒完全陷下去之前體重上去形成穩定支撐,盡快把其他部分的身體(體重)轉移向前。換句話說,水是不穩定的支撐,所以我們所要求的游泳技巧是:『如何把體重盡量穩定地支撐在手掌上面,如此才能創造有效率地移動』。所以有效游泳划手的關鍵在於你的支撐,體重要能夠穩定地支撐在手掌上面,如果體重沒有放上去的話你是不可能加速的,你放越多體重上去你才有愈多體重可以運用,這是關鍵。」

「所以我回到坐在岸邊划水例子,當我坐在這邊的時候,我體重落在哪裡?」
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「在身體的臀部上。我現在拼命推水,我體重根本沒有放在手上,所以,沒有辦法移動。當我把體重放在手上,撐在椅子上時,軀幹與臀部才可以移動,對吧?」


「所以游泳是怎麼樣呢?換另外一個人來示範。你現在做一個比較辛苦的動作,做伏地挺身預備動作。」
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「右手抬起來,不要動喔,手往前,肩膀往前,往前往前往前...」
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「他現在還保持平衡!所謂平衡就是重心還在支撐點上,但已經快到失衡的臨界點了!」
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「快要失衡了,移動就是失衡,失衡就是失重,失去體重!」
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「落下!落下就是從支撐點失重,加速度就是從失重的落下分配來的」
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「他向前移動了,這是不是很像游泳姿勢?我只是把他手往前,但是他向前移動了。他移動是怎麼來的?失去平衡。什麼叫做失去平衡?當重量跑到支撐點的前方,是不是就失去平衡?我們再看一次,這是平衡,平衡就是完全不動,為什麼他可以平衡?因為他的重量在手掌跟腳掌上,你想想我現在如果把他的腳抬起來,稍微一點點他就會失衡。我現在把他的重量往前移一點點,就像剛剛那樣倒下。他剛剛向前落下的時候你看一下他左手,沒有動,他左手還在原位。」


「我們再看一次,這即是游泳加速度的來源」

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「失衡落下就是自由式手入水的動作」

2016年10月28日 星期五

游泳課的逐字稿01:游泳的推進力來自何處?

內容提供/徐國峰.繕打整理/范寶蓮

國峰:「上課前先問大家一個問題,剛剛我在泳池叫你們游快一點的時候,你們都在做什麼?是腳打快一點?還是手划快一點?」

此時有學員回答:「手划快一點」。

國峰:「本能都會覺得,要手划快一點,或腳打快一點。我再問一個問題,你們有沒有在泳池看過一種人,手划很快,可是前進很慢?」

主持人笑:「那就是我啊!」大家笑了。

國峰:「那我們現在要來看,她為什麼手划很快但是都沒有什麼前進;有些人也是手划很快會加快前進,為什麼有一群人手划很快但是沒有速度?」

學員:「沒有抱到水。」

國峰:「什麼叫做沒有抱到水?」

學員:「沒有把水往後推呀!」

國峰:「沒有把水往後推,是嗎?」

學員:「因為他只做那個動作,但是沒有把水往後推。」

此時國峰側坐到椅子上,開始模擬划手動作。

「那你現在看喔,想像一下我現在坐在泳池邊,開始把水往後推,我把多水往後推,肌肉也很用力,但我有前進嗎?」學員:「沒有」國峰:「所以,那些沒有效率的人,做的是不是像我現在做的事情一樣?就像坐在岸邊划水,肌肉的確用力拚命往後推水,肌肉會痠,呼吸也會喘,但身體不太動。」

國峰這時候再第二次示範,拼命往後划水並且喘氣,然後說:「好,我還坐在這裡。」
國峰:「大家想想,像我示範這種這麼『沒有效率的划水』跟『有效率的划水』之間的主要差別在哪裡?請大家想一想?」

國峰:「這個問題就是今天早上我想和大家分享的。我今天不是要教大家熱身和游泳動作上的細節,熱身有很多教練都比我厲害,也很會調整動作,也很會開各種訓練課表,比我經驗豐富的教練很多;但能夠具體說明白這個問題的人很少。我今天最主要的工作就是幫大家回答這個問題,這個問題已經爭論了數十年了;太多的論文在討論這個問題,那就是上述問題的另一種問法:我們游泳時到底是如何加速?游泳的推進力是來自哪裡?」世界上第一個用力學把這個問題解釋清楚的是尼可拉斯.羅曼諾夫博士(Dr. Nicholas Romaonv)
現場一陣安靜。

「要能夠回答『游泳推進力來自哪裡』這個問題,才能接著分辨『沒有效率的划水』跟『有效率的划水』之間的主要差別」

「大部分的主觀認定就是,加速就是加快划頻,就好像騎腳踏車一樣,我踩快一點就加快了,那游泳也是這樣的運動嗎?我明明划很快但都沒有前進,像寶蓮這樣子(笑),為什麼會這樣子?我在回答這個問題之前,我們先很快地了解一下傳統對於游泳技術的認知。」


國峰:「我先申明一下,我並非說傳統的游泳教學內容有誤,我不是說他們有錯,『他們幾乎全都是對的』,我只是在說:『他們都沒有回答剛剛那個問題』。傳統認為划手的關鍵在於:減少阻力跟增加推進力是技術的兩個關鍵。你要游得更有效率,阻力要變小,再來要有好的推進力,好的推進力就是不會做白工,做白工就是像我剛剛那樣坐在岸邊划水一樣椅子上。至什麼是不做白工,什麼是優秀的技術,並沒有把被後的理由說清楚,只是都在描述頂尖游泳的動作而已!」最常用的描述性語言就如上面那張圖所列的。但「描述」(drscription)並不是「定義」(definition),我們今天要把有效率的划手定義清楚。

「傳統會認為推進力的來源是什麼?是『滾轉』。利用身體轉動的動作來帶動划手的力量,這即是對頂尖游泳選手的動作的描述性語言……還有:減少水阻,也就是你的身體要是平的,這大家應該都很快可以理解,身體打平的阻力比較小。其他關於游泳技術的觀點還有:延伸手臂,伸出去一點,抓多一點水;或者是輔助換氣,換氣動作越小越好比較有效率。還有游泳教練常常會講的:入水、抓水、抱水、推水、提臂再入水,這也是大家常聽過的,這些全都沒有錯,但這些資訊沒有回答剛剛我提到的問題:『游泳的推進力是來自哪裡?』有嗎?裡面有哪一個有回答到這個問題嗎?這些都只是在描述厲害選手的游泳姿勢而已。過去科學家們的研究方法,是把菁英選手抓來研究,看每一個菁英選手都會做的動作(或姿勢),再把它歸類為減少阻力還是提升推進力,可是他們不太了解,為什麼這個姿勢是好的、是有效率的?」

過去關於游泳推進力的理論有哪些?(文獻檢討) 


「所以很多運動科學家就在研究這個問題,所以他們提出幾個理論。很快跟大家說明一下過去的幾個重要理論:」




「第一個理論是『白努力定律的升力理論(Lift Theory)』。手往前伸的時候,很多選手都會划S型。S型的目的是因為,划S型的時候,手掌一定要有一個角度,手掌的角度就好像飛機的機翼一樣會形成壓力差,水流在上面會比較快,從手掌下面流過的速度比較慢。比較慢的那一邊壓力較大,這即是白努力定律。這壓力會讓你的水感變好,所以你會比較抓得到水,這一派科學家認為這就是搖櫓的功能:藉由這股升力來拉動身體前進。」

「第二派理論家說:不對不對,你說得不對,這樣(搖櫓)又沒辦法前進。所以這群人認為白努力定律不是游泳主要的推進力來源。那什麼才是推進力的來源?很簡單啊,就像我們在看龍舟划船隊在划船一樣,用力向後划才是推進力的來源。你花一個力氣向後,水會產生反向的阻力,你為了要對抗那個阻力,所以身體可以向前推進,所以他們提出『牛頓第三運動定律』--作用力和反作用力:你給水一個阻力,水給你反作用力所以你就前進了,這套理論被稱為『拉力理論』(Drag Theory)。但是他還是沒有回答到,為什麼有些人划很快還是前進很慢?這一派理論還是沒有辦法解決這個問題。

「又有另一派提出『軸流理論』(Axial Flow Theory)。『軸流理論』就是,手很快划的時候,這邊(指手掌)的速度最快,這邊(指肩膀)的速度最慢,就跟一個鐘擺一樣,雖然划手時手掌在水下的角速度一樣,但是手掌的速度會最快,速度越快的話壓力會最小,肩膀的壓力會最大,所以這邊水會往下流,這股水流『有可能」是推動身體前進的主因,但發表這個的科學家最後也下一個結論說:『我也不知道這樣是不是對的,是有這個現象(笑)』很有趣吧!」

「再來是『渦流理論』(Votex Theory)。渦流理論就是科學家發現魚在游泳的時候,在尾鰭處會形成渦漩。當他身體轉到右側的時候,同一側就會有渦漩產生,接著魚會設法很快地擺脫渦旋,把尾鰭擺到另一邊,然後身體就會自然往前了。所以科學家認為,魚就是不斷利用尾鰭所產生的渦漩才能向前游,也才能在強勁的逆流中前進。這即是渦流理論。詳細的圖是這個樣子 。


魚就是透過不斷產生渦流來前進的。所以這派科學家說,人類應該想辦法跟魚一樣才能游出效率,當然我們人類沒有尾巴,所以提出這套理論的科學家也說:『我還是不是很確定人該怎麼樣把這個現象用在游泳上?』」
「講了這麼多理論,我只是要讓大家了解一下,這樣的爭論已經好幾十年了,但是他們都在描述『水中的現象』,都沒有把問題聚焦在最關鍵點上:人到底在游泳時是怎麼移動的?」這也是接下來我們要解釋的……
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2016年10月19日 星期三

所有的水平「運動」,都是轉動


《廣雅》:「運,轉也」

《廣雅》是三國時代的一本字典,由張揖所著。那個時代對「運」「動」兩字的定義,似乎就已經看透運動的本質了。《廣雅》裡定義的「運」是「轉」的意思。中國人非常有智慧,這跟羅曼諾夫發現的移動理論完全相符,古人已經觀察到所有的「運」(白話講是「所有的移動」),都是透過「旋轉」造的。走路跟跑步繞著支撐腳轉動身體、騎車是在轉動踏板,游泳是靠支撐手在轉……誰在轉我們?重力在轉我們。我們在重力場下,當重量移到支撐點之前,就會失重,向我們要移動的方向失重就會「轉」,而且轉動的速度愈快,支撐點上的肌肉就要承受愈大的體重(壓力),所以肌肉的力量是用在這(支撐體重)。支撐點若能承受更多的體重,接下來失重(也就是失衡)的速度也會跟著越快。這個邏輯想通很重要:身體移動是因為失衡轉動所造成的,而失衡一定要有「重力」。


「動」這個字的原始義是「花『力』氣扛『重』物」,但仔細一看,這個字是「重力」兩個字的組成。可見把「gravity」這個字翻成「重力」兩字的人,對造字與力學理解得非常透徹。


所有的水平移動,其實都是一個轉動的過程。像跑步、游泳、騎車這種持續移動的運動,就只是讓轉動不斷發生而已(跑步是趕快把後腳拉回來再形成另一次轉動,游泳則是透過提臂使手掌在頭前入水,騎車的踩踏則是把腳掌拉上來)。

另一類像籃球過人、棒球投球這種瞬間爆發型的運動,則是設法讓轉動的速度加到最快。

人是透過轉動才能加速。所以「不管是什麼運動,只要想水平移動身體,都是由轉動造成的」,非常有趣。

從這樣的觀點來看運動,我們會得到幾個很重要的論點:

→支撐點愈穩固,轉動得愈有效率。
→轉動得愈快,速度愈快。V = rω (速度=轉動半徑×角速度)
→想轉得愈快,肌肉就要有力量維持穩固的支撐。