【觀點】狠磕“CP” ，幫你PB？

馬拉松屬于體能主導耐力運動。

? 為什么要有新概念

根據競技能力的主導因素、運動項目的動作結構以及能量代謝特點，馬拉松屬于體能主導耐力運動。最大攝氧量（VO2max）雖能體現有氧代謝能力的上限，但無法直觀反映在長時間運動中維持穩定功率輸出的能力。精確測定VO2max需要氣體分析儀，成本高且需在實驗室環境下完成。測定臨界功率（Critical Power，CP）測試僅需功率計，或通過分析日常訓練或比賽中的功率數據推算得出。

? 臨界功率是個什么

CP是人體在穩態代謝下可長時間維持的最高功率輸出，耐力是指在盡可能長的時段內維持特定速度或功率輸出的能力，兩者存在高度關聯。目前，CP概念與思路已經在馬拉松訓練中獲得廣泛應用，成為了優化配速策略與評估耐力素質的可量化生理指標。粗略來說，CP強度通常介于VO2max和最大乳酸穩態（MLSS）之間。

CP對于耐力運動表現的重要性在于，代表生理穩態下（即穩定的肺部攝氧量、血乳酸含量、心率、肌肉磷酸肌酸含量、酸堿值以及肌肉氧飽和度）可維持的最大功率。通過精準量化在特定時長內可維持的最大功率，有助于為制定訓練計劃與比賽策略提供更直接的依據。

? 詳解分析

為了簡化分析，我們可建立以下臨界功率雙曲線數學模型，便于理解與描述。功（W）與功率（P、CP）兩個物理學概念，是它的基礎。時間單位為秒（s），功率單位為瓦特（W）。至于這個數學模型的缺點，我們稍后分析。

影線框和灰色框內的面積相等且保持恒定（W′），表示以超過CP強度運動時可完成的總功。當功率輸出不超過CP時，無需依賴W′的能量供應，理論上運動能夠長時間持續進行。

隨著運動時間增加，完賽速度大致按照反比例函數的形式衰減，假設在理想情況下，完賽速度最終會衰減至臨界速度（Critical Speed，CS），以該強度進行運動，理論上可以一直持續。

我們開動腦筋，不難得出一個結論。那就是：沒有任何鍛煉可以無限期進行，單一的血乳酸穩態并不代表所有內環境指標的代謝穩態，故無法全面反映內環境的代謝平衡狀態。

但是呢，在接近CP的強度下運動，人體的代謝反應，如肌肉磷酸肌酸含量、心率、pH值和無機磷酸鹽等指標，能在一定時間內保持相對穩定，且接近它們在這段運動時間內能達到的最大可持續穩態。這才是上述看似“粗制濫造”數學模型背后的真正含義。

? 如何測定

既然CP和W′可以為理解人體運動能力、為制定訓練計劃以及評估運動表現提供依據，辣么，該怎么準確測定這2個指標呢？目前有4種方法。

實驗室中恒定負荷測試。在不同的恒定負荷輸出下持續運動直至力竭，測試3-5次，將每次所作的總功和時間t代入到線性模型［式（2）］，估算CP和W′；或將各次測試的P與t代入雙曲線模型［式（1）］，通過線性回歸得出CP。但是，測試時長、次數和恢復時間等因素都會影響CP估算結果。這里要運用簡單的理工科或經濟學統計知識。

實驗室中斜坡遞增測試。它以平板監測設備為基礎，能在10～20分鐘內完成，適用于大規模樣本測試，是評估運動能力的重要手段。運動強度（如功率、速度或坡度）按照預設的固定速率持續線性增加，保持穩定運動節奏直至達到力竭狀態，期間持續監測VO2max、血乳酸濃度多項生理指標。該測試對設備要求高，因此較貴。

實驗室中3分鐘全力運動測試。原理是人體在全力運動測試開始時的輸出功率高于CP，W′被大量使用。隨著運動的繼續和功率的降低，W′也會降低。如果運動持續時間足夠長，W′就會完全耗盡，因此在全力測試接近結束時的功率或能代表CP。，但測得功率可能高估。

基于比賽成績計算。優勢在于能夠真實反映運動員在實際比賽或訓練場景中的運動狀態。原理是通過獲取運動員在不同距離或時間下的最佳運動成績，依據功-持續時間線性模型或功率-持續時間雙曲線模型來估算CP。收集在1.5-42.195公里距離的個人最佳成績，通過距離與完成時間的線性關系估算出CS和D′。局限性在于易受比賽時的環境條件、身心狀態、戰術安排等影響。

? 通過CP看配速

配速是指在整個運動過程中的速度分布。在比賽中，適當的配速策略是保證合理分配體能取得PB的基本要求，是規劃和控制運動過程的關鍵指標。并且依賴于持續的決策過程。或者說，如何對能量消耗分配進行合理調節，達到最佳成績。

在馬拉松運動中，CP/CS作為衡量運動員耐力水平的關鍵生理參數，是決定配速策略的關鍵因素。這也可以解釋為什么采用勻速配速，有助于實現PB。精英運動員通常能夠以接近自身CS的96%的速度完成全程馬拉松，大眾跑者的平均配速約為其CS的85%。

從馬拉松比賽階段來看，前期（2～16km）的配速對比賽結果影響重大。在前期速度超過自身CS的94%的運動員，往往在后半程會面臨速度難以為繼的風險。這是因為前期速度過快會導致D′過度消耗，使后續階段難以維持速度。

如果我們在原有的CS公式中引入了可持續速度（Sustainable Velocity），用以取代傳統的CS，會得到：

SV與消耗區間速度（Velocity During A Depletion Interval，IV）、恢復區間速度（Velocity During A Recovery Period，RV）等概念相互關聯，共同影響D?的變化。SV強調在馬拉松全程中通過動態平衡消耗區間與恢復區間的速度分配，實現體能利用效率的最大化，進而提升運動表現。這提醒我們，在制定配速策略時，應加重視體能在全程中的動態變化。

不過，在長時間運動中，體能、代謝水平及肌肉疲勞程度等會隨時間發生復雜變化，CP/CS并非恒定不變。至于會呈現出何種變動趨勢，目前尚無定論。如何通過優化訓練與裝備，去穩定這一指標背后的生理過程，是個值得思考的問題。當然，在真實世界中，W′的消耗和恢復未必、甚至并不可能如模型中那樣以線性方式進行。

? 如何畫餅

盡管CP理論并不完美，但是它為預測馬拉松表現和制定配速策略提供了一個從運動生理學定量分析的新視角，也為今后運動手表與傳感器的研發打開了腦洞，或者說為買家們畫出了新餅。

例如，通過大樣本量實驗開發實時監測CP值的智能算法。研究細分人群CP與無氧功儲備參數的動態變化規律。探究在不同外部環境中，CP衰減與W′恢復的特征與原因；從而讓我們的手表可以生成并顯示在比賽訓練中可以隨時查看的實時配速策略。

文/王統領，湖州師范學院；博士， 碩士研究生導師

圖/網絡