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運動表現的極限:人類還能跑多快?從生理天花板到破紀錄的科技與生理

訓練科學
匿名
2026年7月13日
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開場:那個問我「我到底能跑多快」的學員

幾年前,一位在竹科上班的工程師學員坐在我面前,攤開他手機裡三年份的跑步紀錄,很認真地問我:「教練,如果我把一切都做對,訓練、營養、睡眠、鞋子全部拉到頂,我這輩子的極限到底是幾分幾秒?」

這是我帶學員十幾年來,被問過最多次、也最迷人的一個問題。它背後其實藏著一個更大的命題:人類這個物種,到底還能跑多快? 為什麼職業選手把馬拉松逼近2小時大關逼了這麼久,最後那一兩分鐘卻像撞上一道看不見的牆?

我當時給他的答案,跟我今天要給你的答案一樣:跑速不是玄學,它是由幾個可以被量測、被訓練、也被生理天花板卡住的引擎共同決定的。這篇文章我會用帶學員的語氣,把「人類極限」這件事拆給你看——包含決定跑速的三大生理引擎、破紀錄背後科技(碳板鞋)到底貢獻了多少、生理天花板落在哪裡,以及最重要的:這一切對你我這種要上班、要吃外食、週末去河濱練跑的市民跑者,到底有什麼實際用處。

先講結論:你的極限,比你以為的遠;但人類這個物種的極限,比多數人想像的近。


觀念基礎:決定你能跑多快的三具引擎

運動生理學研究幾十年下來,把「一個人能跑多快、多久」濃縮成三個核心變數。我喜歡把它們比喻成一台車的三個部分。理解這三具引擎,你就懂了為什麼有些人怎麼練都比你快,也懂了自己還有多少空間。

引擎一:最大攝氧量(VO2max)——引擎排氣量

VO2max 是你的身體在最大強度下,每分鐘每公斤體重能消耗多少毫升氧氣的能力,單位是 ml/kg/min。你可以把它想成引擎的「排氣量」——排氣量大,最大馬力的天花板就高。

  • 一般沒訓練的成年男性大約落在 35~45 ml/kg/min,女性略低一些。
  • 認真練的市民跑者可以到 50~60。
  • 而世界級馬拉松選手,根據 Nike「Breaking 2」計畫對 16 位世界級男子長跑選手的實驗室量測,VO2peak 平均約 71 ml/kg/min,頂尖個案可以摸到 80 以上。

這裡有個殘酷的事實:VO2max 有很大一部分是天生的。 你的心臟大小、血液攜氧能力、肌肉微血管密度,有相當比例寫在基因裡。訓練可以把 VO2max 拉高,但拉升幅度通常在 15~25% 之間就會遇到個人上限。所以那位工程師學員問我極限時,我第一件事就是先幫他抓一個 VO2max 的合理估值——這是引擎的地基。

引擎二:乳酸閾值(Lactate Threshold)——你能維持幾成油門

光有大排氣量還不夠。真正決定馬拉松成績的,是你能在多高的 VO2max 百分比下,長時間穩住不爆掉——這就是乳酸閾值。

打個比方:兩台車排氣量一樣,但一台只能長時間踩到 70% 油門,另一台可以穩穩踩到 85% 油門還不過熱,後者在長距離一定贏。研究顯示,世界級選手可以在約 83~92% 的 VO2max 之間維持相當長的時間,而一般跑者可能踩到 75~80% 就開始累積乳酸、腿發酸、被迫降速。

好消息是:乳酸閾值是三具引擎裡最能被訓練拉動的。 這也是為什麼我對市民跑者的課表,門檻跑(tempo)與閾值間歇會佔很大比重——因為這是投報率最高的地方。

我常用一個生活化的比喻讓學員懂:想像你在爬一段長樓梯。VO2max 決定你「一口氣能爬幾階的最大能力」,而乳酸閾值決定你「能連續穩定爬多久不喘到停下來」。馬拉松比的從來不是誰爆發力最強,而是誰能在高強度下撐最久還不崩。我帶過一個女學員,VO2max 其實只算中上,但她的閾值百分比非常高——她可以在別人早就掉速的強度下穩穩續航,最後全馬成績反而贏過不少 VO2max 比她高的男跑者。這就是閾值的威力。

引擎三:跑步經濟性(Running Economy)——同樣速度,你多省油

第三具引擎最容易被忽略,卻是頂尖選手拉開差距的關鍵。跑步經濟性指的是:以同樣速度跑,你消耗多少氧氣(或能量)。 越省,就是經濟性越好。

兩個 VO2max 一模一樣的人,經濟性好的那個用同樣的攝氧量可以跑更快,或用同樣速度更省力。根據 Nike Breaking 2 的資料,2 小時馬拉松配速下的攝氧成本約為每公斤體重每公里 191 毫升氧氣——這是極度省油的等級。

經濟性受什麼影響?跑姿、肌腱彈性、體重、著地方式、甚至你的鞋子(等等會講到碳板鞋這條大魚)。它可以被訓練,但改善幅度通常以幾個百分點計。

三具引擎怎麼合起來決定你的速度

把三者串起來看,一位運動生理學家 Michael Joyner 曾做過一個經典的理論推估:假設有一位理想選手,VO2max 達 84 ml/kg/min、乳酸閾值落在 85% VO2max、再加上極致的跑步經濟性,那麼他的馬拉松理論極限大約是 1 小時 57 分 58 秒

這個數字很重要,因為它告訴我們兩件事:第一,2 小時大關在生理上並非不可能;第二,要同時把三具引擎都堆到接近人類上限,需要的是一個近乎「生理獨角獸」的個體,再加上完美的環境與科技配合。

值得注意的是,即使是 Nike Breaking 2 計畫實測的那 16 位世界級選手,實驗室量到的 VO2peak 平均約 71 ml/kg/min,其實還低於 Joyner 理論模型假設的 84。這說明了一件很有意思的事:現實中的頂尖選手,並不是靠單一項生理數值破天荒地高,而是靠三具引擎的均衡與整合逼近極限。 他們的乳酸閾值出現在約 83% VO2peak、乳酸轉折點更高達約 92%,加上極致省油的經濟性,這種「全面均衡到極致」的組合,比單一數值爆表更難得,也更接近人類真正能達到的樣貌。這對市民跑者其實是很正面的訊息——你不需要天生神力,你需要的是把手上這幾具引擎都盡量練均衡。

生理引擎 一般人 市民好手 世界級選手 可訓練程度
VO2max (ml/kg/min) 35–45 50–60 71–85 中(受基因限制較大)
乳酸閾值 (%VO2max) 70–78% 78–85% 83–92% 高(投報率最高)
跑步經濟性 一般 良好 極省油 中(含鞋具因素)

科技的貢獻:碳板鞋到底幫了多少?

談人類極限,繞不開近十年最大的變數:超級跑鞋(super shoes),也就是我們常說的碳板鞋。

這幾年紀錄一直被刷新,很多人會問:「這到底是人變強了,還是鞋子作弊?」我的答案是:兩者都有,而且科技的貢獻是實實在在、可被量測的。

碳板鞋改善的是哪一具引擎?

答案是第三具——跑步經濟性。碳板鞋透過三個機制省力:一片彎曲的碳纖維板、更輕更回彈的中底發泡材料、以及更厚的中底堆疊高度。

研究數據怎麼說?以最早期的 Nike Vaporfly 4% 為例,2017 年發表的研究顯示,它在特定配速下平均改善跑步經濟性約 4%,但個體差異很大,從 1.59% 到 6.26% 都有。後續更多研究把 Vaporfly 系列在 13~18 km/h 速度下的經濟性改善估在約 2.7%~4.2% 之間。

這裡有個關鍵觀念,很多人搞混:經濟性改善 4%,不等於你會快 4%。 多數研究把實際的「速度提升」估在 1%~2.5% 之間。而且配速越慢,效益通常越小——有研究發現以較慢配速(約每公里 6 分速)跑的人,經濟性改善可能只剩不到 1%。

項目 數據範圍 備註
跑步經濟性改善 約 2.7%–4.2%(個體 1.6%–6.3%) 速度越快、體重越輕通常效益越大
實際速度提升 約 1%–2.5% 經濟性≠速度,勿混淆
慢速跑者效益 可能 <1% 每公里 6 分以上配速時明顯遞減

那到底算不算「人變強」?

我的看法是:科技把每個人的第三具引擎往上抬了一格,但你得先有夠強的前兩具引擎,鞋子才幫得上忙。 一個 VO2max 45、閾值只到 75% 的跑者,穿頂級碳板鞋也不會變成菁英。科技是乘數,不是地基。所以我從不反對學員買碳板鞋比賽穿,但我會提醒他:別把訓練該做的功課,指望鞋子幫你補。

除了鞋子,還有哪些「合法科技」也在推進紀錄?

很多人以為破紀錄只靠鞋,其實背後是一整套系統性的科技與方法在同時發力。我幫你整理成一張表,讓你看清楚「科技」到底涵蓋多廣:

科技/方法 影響的引擎或環節 大致貢獻
碳板超級跑鞋 跑步經濟性 經濟性 +2.7%~4.2%
領跑員/破風配速 空氣阻力、配速穩定 減少能量浪費,穩定節奏
精準賽中補給策略 能量供給、延後撞牆 延長高強度續航時間
涼爽乾燥賽道與時段 散熱、核心體溫控制 直接鬆開熱天花板
高地訓練/低氧刺激 血液攜氧、VO2 相關適應 個體差異大,需長期
數據化訓練(功率、心率、GPS) 訓練分配精準度 減少無效訓練、避免過度

這張表想傳達的核心觀念是:破紀錄是「多個 1% 的疊加」。 鞋子給 1~2%,補給省一點掉速,賽道涼一點省散熱,配速穩一點少浪費——單獨看每項都不驚人,疊起來就是那關鍵的幾分鐘。這也是為什麼那些非官方認證的「破 2」表演賽,會用一整排輪替領跑員、雷射投影配速線、封閉平坦賽道,把每一個 1% 都榨出來。

對市民跑者的啟示同樣適用:別迷信單一神器,你的 PB 也是靠「訓練 + 補給 + 選對賽事 + 選對天氣」多個小優勢疊出來的。


生理天花板到底在哪:那道「看不見的牆」

回到最核心的問題:人類還能跑多快?我用幾個角度幫你看清楚這道牆。

熱與散熱:台灣跑者最有感的極限

跑步時,身體只有約 20~25% 的能量轉成前進,其餘七成多變成熱。當你逼近極限配速,產熱速率暴增,核心體溫上升,身體必須靠排汗散熱。在台灣這種濕熱環境,散熱本身就是一道生理天花板。

我常跟學員說,同一個人在 12 度乾冷的柏林跑,跟在 28 度、濕度 80% 的台北河濱跑,配速可以差到每公里 15~30 秒都不奇怪——這不是你變弱,是散熱系統被環境卡死。這也是為什麼世界紀錄幾乎都在涼爽乾燥的賽道誕生。台灣夏天練跑,我一律建議把「破 PB」的期待往涼季擺,夏天重點放在有氧基礎與耐熱適應。

能量供給:撞牆的生理真相

馬拉松距離下,肝醣存量是硬限制。人體肝醣大約只夠支撐 90~120 分鐘的高強度輸出,用完就是俗稱的「撞牆」。這就是為什麼補給策略(賽中每小時攝取 60~90 公克碳水)在長距離變得如此關鍵——它是在替你的油箱續命。極限選手甚至把腸道吸收碳水的能力當成一項要專門訓練的能力。

肌肉與骨骼:組織能承受的機械應力

跑得越快,每一步的地面反作用力越大,肌腱、韌帶、骨骼承受的機械應力也越高。人類的結締組織強度是有上限的,這也是為什麼頂尖選手的訓練量與強度堆到某個程度,傷病風險會非線性上升。極限不只是心肺的極限,也是組織耐受的極限。

我特別想對市民跑者強調這一點,因為多數人跑不進菁英,卻常常倒在傷病上。心肺可以在幾週內快速適應,但肌腱、骨骼的重塑速度慢得多——它們需要以「月」為單位慢慢變強。太多人心肺已經想飛,組織卻還沒跟上,結果跑量一暴增就出現阿基里斯腱、脛骨、足底的問題。這也是一種極限:不是你不夠拚,而是你的結締組織還沒被養強。 我對學員的鐵律是:週跑量的增加,一般不要超過前一週的一成,給組織足夠的重塑時間。

心理與中樞疲勞:大腦也會踩煞車

還有一道常被忽略的天花板,來自你的大腦。當身體逼近極限,中樞神經系統會為了保護你而主動限制輸出——你會覺得「腿還有力,但就是催不下去」。這種中樞疲勞是真實的生理保護機制,不完全是意志力問題。理解這點很重要:它讓你不會因為某天跑不動就過度自責,也提醒你「心理韌性訓練」(如配速紀律、正向自我對話、比賽經驗累積)確實能小幅鬆開這道煞車,但同樣有其上限。

綜合起來:牆在哪?

把這些加總,主流運動科學的共識是:在理想環境、理想個體、加上現代科技的加持下,馬拉松跌破 2 小時(正式賽事條件)是可預期的,但要再往 1 小時 55 分甚至更前推進,需要的是同時逼近多個生理系統上限的極端組合。 對人類物種而言,我們正在非常靠近那道牆,但還沒撞上。


實務方法:把「極限科學」變成你用得上的課表

講了這麼多生理,重點來了——這些對每天要上班的你,怎麼用?我把三具引擎對應到三種訓練,給你一份可以直接參考的週課表框架。

三具引擎對應的訓練

目標引擎 訓練型態 強度感受 建議頻率
VO2max 短間歇(如 400–1000 公尺反覆) 很喘,接近全力,說不出完整句子 每週 1 次
乳酸閾值 門檻跑 / 節奏跑 舒服的辛苦,可講短句 每週 1 次
跑步經濟性 + 有氧基礎 輕鬆長跑、跑姿與肌力訓練 可正常對話 每週 2–3 次

一份市民跑者的週課表範例(以有跑步基礎、週跑約 40 公里者為例)

星期 內容 目的
週一 休息或交叉訓練(游泳/騎車) 恢復
週二 閾值跑:暖身後 3×10 分鐘門檻配速,組間慢跑 2 分鐘 拉高乳酸閾值
週三 輕鬆跑 40–50 分鐘 + 核心肌力 有氧基礎、經濟性
週四 VO2max 間歇:5×3 分鐘快、組間慢跑 2 分鐘 拉高最大攝氧量
週五 休息 恢復
週六 長跑 90–120 分鐘(多數輕鬆配速) 有氧耐力、脂肪代謝、心理耐受
週日 輕鬆跑 30 分鐘 + 跑姿操 主動恢復、經濟性

這份框架的精神是:大量的輕鬆有氧(約 80%)搭配少量的高強度(約 20%)。 這個 80/20 原則是我帶市民跑者最反覆強調的,因為多數人的問題不是練太少,而是「每天都跑中等偏快」——結果閾值練不透、有氧基礎也堆不厚,兩頭落空。

我想特別解釋一下為什麼「輕鬆日要真的輕鬆」這麼重要。輕鬆跑的目的是打造有氧基礎:增加微血管密度、粒線體數量、提升脂肪代謝能力,這些都是在低強度、長時間下才會被有效刺激的適應。如果你把輕鬆日也跑成中等強度,身體會累積過多疲勞,讓真正該拚的間歇日與門檻日品質下降,等於高不成低不就。慢,是一種投資,不是偷懶。 我常對學員說:輕鬆日跑到「能一邊跑一邊完整講一句話不喘」的程度,就對了。這個「講話測試」比盯著手錶心率還好用,尤其在台灣夏天心率容易被熱度墊高時。

台灣在地的實務提醒

  • 場地:河濱自行車道(大佳、新店溪、愛河)平整少紅綠燈,適合做間歇與長跑;操場適合精準控制間歇距離。想練上坡經濟性,可找有緩坡的堤外道路。
  • 氣候:夏季務必把長跑與間歇挪到清晨或傍晚,隨身補水並注意電解質。核心體溫過高別硬撐。
  • 外食族補給:台灣外食取得碳水非常方便,賽前一晚一碗白飯或麵、賽前 2–3 小時吐司加香蕉都是務實選擇。不必迷信進口補給品。

賽中補給的實務劑量參考

很多學員知道要補給,卻不知道補多少、什麼時候補。我給一份長距離賽事的實務參考表(實際劑量請依個人腸胃耐受與賽事長度個別調整):

賽事時長 每小時碳水建議 水分/電解質 備註
< 60 分鐘 通常不需額外補碳 適量喝水即可 賽前吃飽即可
60–150 分鐘 約 30–60 公克 依流汗量補水+電解質 能量膠/運動飲料
> 150 分鐘(全馬) 約 60–90 公克 定時定量、少量多次 需事先訓練腸胃耐受

這裡最關鍵、也最多人忽略的一句話:補給策略要在平時長跑就練,不要正賽才第一次嘗試。 腸道吸收碳水的能力是可以訓練的,正賽才臨時大量灌,很容易腸胃不適反而更慘。台灣濕熱環境流汗多,電解質(尤其鈉)的補充也別忽略。


常見錯誤與修正

帶學員十幾年,我看過太多人卡在同樣的坑。以下這幾個,你只要避開,進步幅度就會明顯不同。

錯誤一:以為極限=把 VO2max 練到最高

很多人把所有力氣砸在拚 VO2max 間歇,練到過度疲勞。修正:VO2max 天花板受基因限制,投報率有限;把更多資源放在乳酸閾值與有氧基礎,成績反而進步更快。

錯誤二:靠碳板鞋補訓練的洞

修正:科技是乘數不是地基。先把前兩具引擎練起來,鞋子的 1–2% 才有意義。而且比賽鞋建議賽前先試穿幾次適應,別在正賽首穿。

錯誤三:每次都跑中等偏快,沒有輕鬆日

這是市民跑者最普遍的錯。修正:嚴格執行 80/20,輕鬆日就要慢到能正常聊天。慢,是為了讓快的那天能真的快。

錯誤四:忽略熱與補給,怪自己「意志力不夠」

很多學員在夏天崩掉,怪自己心理不夠強。修正:撞牆與過熱是生理現象,不是意志問題。把補給(每小時 60–90 公克碳水)與散熱策略當成訓練的一部分。

錯誤五:忽視身體警訊硬練,把小傷拖成大傷

修正:組織耐受是真實的天花板。持續超過兩週的固定部位疼痛、夜間痛、腫脹,請就醫。台灣健保就醫方便,運動醫學門診與復健科的可近性很高,別把「忍痛」當美德。


給不同程度讀者的行動建議

給剛起步的新手

別急著談極限。先建立每週規律跑 3 次、每次能輕鬆完成 30 分鐘的習慣。這半年你的進步會來自「身體學會有氧代謝」,快到嚇你自己。這階段最重要的引擎是有氧基礎,別碰高強度間歇。

給想破 PB 的中階跑者

你的成長引擎在乳酸閾值。每週固定一次門檻跑,並老實執行 80/20。如果你三年來配速停滯,很可能就是輕鬆日跑太快。同時,開始認真看待長跑補給與夏季散熱。

給接近個人天花板的資深跑者

你要開始精雕跑步經濟性(跑姿、肌力、體重管理、鞋具選擇)與週期化(賽季安排、減量 taper)。這階段每 1% 都是硬功夫,也是最需要耐心與數據記錄的階段。同時務必重視恢復與傷病預防——你離組織耐受的天花板,比新手近得多。

給那位工程師學員的最終答案

我後來幫他做了合理估算:以他的 VO2max、可訓練的閾值空間、加上比賽穿碳板鞋,他這輩子的馬拉松極限大約落在某個明確、可觸及的區間。重點不是那個數字,而是他終於明白——極限不是一堵讓你絕望的牆,而是一張讓你知道往哪裡使力的地圖。


個案追蹤:三個學員,三種不同的「極限」

理論講完,我想用三個真實情境(人物設定虛構、訓練邏輯真實)讓你看到,同樣是「逼近極限」,對不同人意義完全不同。

個案 A|四十歲外商主管,全馬想破 4 小時。 他的問題不是體能,是「每次跑都太快」。我把他的輕鬆日心率上限鎖死,強迫他慢下來,並每週插入一次門檻跑。三個月後他的閾值配速明顯提升,破 4 順利達標。他的「極限」其實卡在訓練分配,不是生理。

個案 B|二十五歲熱血青年,全馬 3 小時 20 分想再進。 他的三具引擎都已不錯,成長來到邊際遞減區。我幫他導入週期化、認真做賽中補給(每小時 70 公克碳水),並讓他把正賽留給涼季的平坦賽道。他的每一分鐘進步,都是靠系統性的「多個 1% 疊加」擠出來的。

個案 C|五十五歲退休教師,帶著高血壓病史想重拾跑步。 對他,「極限」這個詞的意義完全不同。我要求他先回診、與醫師確認運動處方,訓練以輕鬆有氧為主、嚴格避免逞強的高強度衝刺。他的目標不是破紀錄,是健康與可持續。對他而言,最聰明的極限,就是懂得不去逼那道生理的紅線。

這三個個案想告訴你:極限科學不是只服務菁英。它同樣告訴中年主管「你只是跑太快」、告訴熱血青年「該疊小優勢了」、也告訴有病史的長者「哪裡是不能碰的線」。


常見問答(FAQ)

Q1:測 VO2max 一定要去實驗室嗎?
A:最準確是實驗室的遞增運動測試,但一般跑者用手錶估算值抓趨勢就夠了。重點不是絕對數字有多精確,而是長期看它有沒有往上走,以及你在相同配速下是否越跑越輕鬆。

Q2:我年紀大了,是不是就沒救了?
A:VO2max 確實會隨年齡緩降,但規律訓練能大幅延緩下滑,甚至讓五十歲的你贏過久坐的三十歲。閾值與經濟性在中年一樣練得動,只是恢復要更耐心、傷病預防要更用心。年齡是變數,不是死刑。

Q3:碳板鞋我平常訓練也要穿嗎?
A:一般建議把碳板鞋留給比賽與少數關鍵訓練,日常訓練用一般鞋,一來保護鞋子壽命,二來避免小腿與足底過度依賴回彈而缺乏基礎肌力刺激。

Q4:台灣夏天怎麼練才不會中暑又能進步?
A:把強度課挪到清晨、補足水分電解質、循序做耐熱適應,並把破 PB 的期待放到涼季。夏天的價值是「打底」,不是拚成績。若出現頭暈、噁心、不出汗,立刻停下降溫,嚴重時就醫。

Q5:我有慢性病(高血壓、心臟病、糖尿病)還能追求跑步極限嗎?
A:能不能、怎麼練,一定要先經醫師個別化評估。這類族群的重點是安全與可持續,而不是逼近生理紅線。台灣就醫方便,善用運動醫學或心臟科門診做運動處方,並在訓練中留意胸悶、異常喘、頭暈等警訊,出現時立即停止並就醫。規律而適度的運動對慢性病管理往往有益,但務必在專業指導下循序漸進,切勿自行貿然衝高強度。


結語:我們正站在人類極限的門口

回到最開始的問題:人類還能跑多快?以目前的科學來看,我們正非常靠近馬拉松的物種天花板——生理引擎的理論極限、加上散熱、能量與組織耐受這幾道牆,共同框住了那個接近 1 小時 55 分至 2 小時的區間。科技(碳板鞋)把每個人的第三具引擎抬了一格,但它終究是乘數,不是奇蹟。

而對你我這種市民跑者,這一切最實用的啟示是:你個人的極限,遠比人類物種的極限有彈性。 你的三具引擎都還有空間,你只是需要一張對的地圖,跑在對的訓練分配上。

下次你在河濱跑到懷疑人生時,記得:那道牆對職業選手是生理極限,但對你,多半只是還沒練透的閾值、還沒堆厚的有氧、還沒學會的補給。這些,全都是可以練的。

最後回到那位工程師學員。他後來沒有變成菁英跑者——他本來也不需要。但他學會了用三具引擎的角度看自己的訓練,不再盲目地每天猛操,也不再因為某天跑不動就否定自己。他明白了哪些是可以靠努力推進的(閾值、有氧、補給、經濟性),哪些是要學會接受與尊重的(基因天花板、組織耐受、環境限制)。這種清醒,比任何一個 PB 都珍貴。人類還能跑多快,是個迷人的科學問題;而「你自己還能跑多快」,則是一個你每天都能用行動去回答的問題。這,才是極限科學真正想教會我們的事。

本文為教育性內容,不能取代醫師、物理治療師或營養師的個別診斷與治療建議。若你有心臟、代謝或其他慢性疾病,開始或調整高強度訓練前,請先諮詢醫師並進行個別化評估。


參考資料