在月球上跑步會比較快嗎?

NASA 在一九六八年登陸月球前就做過類似的實驗，在〈比較人類在地球和月球不同重力下走路與跑步之間步態的差異〉這篇研究中有三個跟跑步有關的結論：

• 在地球重力下的衝刺跑速度比月球快很多。
• 在月球上跑步時身體要更向前傾，手腳的擺動幅度也要比較大（為了平衡前傾的身體）
• NASA建議太空人在月球上移動要以跳躍動做為主，會比較節省體力，用走路或跑步反而會比在地球上還費力。

NASA 為了要確定太空人在月球上怎麼移動比較省力（比較節省氧氣），而在登陸前做了這項實驗。實驗證實相同的速度下，在月球上跑步比跳躍前進費力。所以後來設計的太空裝也比較適合跳躍前進。

在月球重力下的跑者很難跑出跟地球上一樣的速度，而且跑姿會顯得非常怪異，重心要變得非常前傾才能跑到相同的速度。正因為月球的重力只有地球的六分之一，所以要在水平方向上加速到相同的速度就必須更前傾。這正是關鍵所在。

在月球上跑步加速較地球上慢這件事同時也證實：我們跑步時向前進的加速度，並非來自腳上的地面反作用力，而是來自於重力加速度。

前面提過跑步加速的原理是「重心繞著支撐腳轉動」，腳掌是支撐點，臀部是重心，轉動的速度愈快且角度愈大，加速度就愈大，但因為月球上的重力加速度太小，所以轉動的速度很慢，自然跑不快；第二個原因是，在月球上很容易騰空（或是說垂直振幅比較大），所以兩次支撐的時間隔很久，沒有支撐就沒有加速度，所以在月球上很難加速，若要從靜止狀態開始起跑衝百米的成績絕對會慢很多。這也是為什麼跑得快的跑者垂直振幅（Vertical Oscilation, VO）都比較小，因為要快一點回到地面上才能再次加速。
在月球上跑步的步頻（Cadence, Cad）快不起來，原因是重力加速度太小，騰空後無法即時把人「拉回」地面，所以人在空中的時間會比較長，使得轉換支撐變慢（步頻變慢），加速度也變慢。相對來說「步頻快，沒有花太多騰空時間」的方式較佳，但這件事在月球上很難做到。

NASA 從太空人在月球上跑步的研究所推出的結論跟我們一樣：不管是哪一種距離的跑者，都不會利用推蹬來增加騰空時間，對地面施力只要夠支撐體重即可，就像在騎腳踏車時對踏板施多的力會使身體上下起伏一樣，多的力是不必要的。換句話說：步頻愈快，利用重力的頻率愈高，支撐時的地面反作用力愈小，對肌肉、骨頭、關節和其他結締組織的衝擊也愈小。如果在支撐（腳掌著地）時主動對地面用力，不但會增加下肢的負擔，提高受傷的風險，還會降低步頻，進而使得重力的利用率降低，自然是沒有效率的跑法。

在跑步的過程中，肌肉的功能主要在於支撐體重與拉回來形成下一次的支撐。我們在跑步時唯一需要「主動」做的，只有快一點把腳拉回臀部下方，轉換支撐的時間愈短，角速度愈快，速度自然就變快了。肌肉對地面用力可以加快速度是「幻覺」（illusion），加速度是從重力來的，我們只要快一點把腳拉回臀部下方，同時增加支撐時的前傾角度，跑速就會變快。

現在我們已經知道答案了：在地球上衝百米比在月球上較快。這是標準答案，每個人都會是一樣的結果。在月球上可以創跳高的世界紀錄，但百米衝刺的成績絕對是在地球上跑比較快。

本文摘自臉譜出版《跑者都該懂的跑步關鍵數據：透過跑錶解析自己的跑力，突破瓶頸，進行有效率的科學化訓練》本書是作者們多年來的研究，從體能指標、技術指標和壓力與效果指標三大類，帶領你深入跑步世界，當你深刻認識、掌握自己的身體密碼，便能更安全地打造更強的自己。