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跑步机:从刑具“跑”成健身神器

时间:2019-10-11 10:47:20 来源:北京日报

《天工开物》版画中描绘的我国古时的踏车。 供图/视觉中国

  通过人踩踏轮子的运动,为滑轮组提供动力。

  跑步机被运用到医学领域。

  健身房里的跑步机。

  母冰

  跑步,是很多爱运动的人的不二选择。你知道吗?不少健身人士喜爱的跑步机,还有一段不为人知的“黑历史”,它是一个从刑具演变来的健身神器。

  1.类似跑步机的踏车

  在奥林匹克运动的故乡古希腊,奥林匹亚阿尔菲斯河岸的岩壁上保留着古希腊人的一段格言:“如果你想聪明,跑步吧!如果你想强壮,跑步吧!如果你想健康,跑步吧!”正是因为越来越多的人对聪明、强壮、健康的追求,跑步已经成为一股社会潮流,越来越多的人不约而同地跑了起来。

  在健身者的眼里,健身房里的跑步机是一种非常好的锻炼工具。然而,跑步机最先问世的时候,可不是给人们健身用的。跑步机的英文单词“Treadmill”,还有一个意思即“踏车”,由此可见二者之间的联系。也许您很难相信,跑步机的最初原型是一种由人或牲畜驱动的动力机械,大约几千年前就已经存在了。

  早在公元一世纪后期,人类就造出了类似跑步机的工具——“踏车”,在蒸汽机被发明之前,拥有“肌肉动力引擎”的踏车可谓是当时人们生产生活中的好帮手。

  东西方都有类似的轮状踏车。例如在全盛时期的古罗马帝国,三饼滑车是古罗马最简朴的一种“起重机”,它是由单梁吊臂、绞盘、绳索和含三个滑轮的滑轮组共同组成的。如果把绞盘换成踏车,提升重物时,工人只需要在轮子里踩踏使其转动就可以了,因为轮子的直径可以很大,最大的起重负荷可以在人工减半的情况下达到两倍。

  在我国古代最普遍应用的“踏车”可能是“人力水车”,就像动画片《神笔马良》中的龙骨水车,始于东汉,是古代使用最普遍的提水机械。其结构是以木板为槽,尾部浸入水流中,有小轮轴,另一端有大轮轴,固定于堤岸的木架上,作为铰链的主动链轮,轮轴上有固定的拐木。使用时,人踩动拐木,使大轮轴转动,带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中。清蒋炯《踏车曲》记载:“以人运车车运辐,一辐上起一辐伏。辐辐翻水如泻玉。大车二丈四,小车一丈六。小以手运大以足,足心车柱两相逐。左足才过右足续,踏水浑如在平陆。高田低田足灌沃。不惜车劳人力尽,但愿秋成获嘉谷。”

  这种古老的机械大致可分为三种形式:一种类似于旧时常见的磨,由动物驱动横向的轮轴,带动磨盘机械完成工作;还有一种是竖直的木轮,通过人在某一固定位置不断攀爬,驱动轮子转动,从而带动其他器械运动,有点像仓鼠笼子里的小轮子;第三种机械需要人力在斜置的轮子上攀爬来驱动轮轴运动。

  在缺乏稳定动力来源的情况下,人工踩动这些机器非常费力,工作两三个小时后就快被累散架了。因此当时只要是买得起牲畜的家庭,都不会由人力亲自上阵,而是让毛驴、马匹作为“生物能发动机”来代劳,不过踏车这种结构对四足动物容易造成伤害。1866年,纽约州通过了美国第一部禁止虐待动物的法律,用鞭子打牲口都被视为非法行为,何况是“踏车”磨碾,更被动物保护者们视为“惨无人道”。“美国反对虐待动物组织”指责那些爬楼式的动力装置伤害了动物的膝关节,给它们造成了心理压力。于是一种履带式的水平跑步机很快被发明,这种机器其实是一台便携式农机设备,其传送带和地面平行,动物走在上面就像平时散步一样自然,从而避开法律中所指责的爬楼梯式动力装置。这一改造,使得这种农机越来越接近现在的跑步机形态。

  2.踏步机黑化成“残忍刑具”

  除了牲畜,最早用上踏步机的是英国监狱里的罪犯,在“人类的低级跑步机”上,他们生不如死。《医学日报》对这段历史是这样记录的:“早在1800年,早期的跑步机是惩罚囚犯的刑具,他们用力踩动辐条以带动巨大的桨轮,用于抽水、粉碎谷物或者驱动磨坊。囚犯们经常每天被迫踩8个小时以上,这相当于一天要攀登1500米到4300米的高山。”

  18世纪末至19世纪初的英国监狱,以死刑、驱逐和关押作为首选的惩罚方式,更糟糕的是监狱管理落后,缺乏教育、改造项目,囚犯们动不动就会被隔离在污秽、狭小的禁闭室,甚至遭遇非人的待遇,因此,宗教组织、社会名流一直呼吁开展监狱改革。

  在各方的推动下,英国多个监狱开始改革,改善监狱条件,并引进一些设备。这时,磨坊的“磨碾”摇身变成帮助罪犯改造的刑具。

  1818年,英国工程师威廉·丘比特注意到,住在英国伯里圣埃德蒙兹监狱的囚犯们貌似整天“无所事事”。他认为,囚犯在封闭污秽的环境中饱受凌辱,时间长了会累积更多的负能量,不如让他们参与户外劳动,还能创造价值。于是,这位磨坊主的儿子提议,利用他发明的转轮来“开发”囚犯们的体力。丘比特改造了传统磨坊中的磨碾,将其设计为一种大型人力脚踏转轮,共有24片踏板,只要踏板上有人提供动力,踏板就可以源源不断地运转下去,机械产生的动力可用于抽水、碾谷等。

  监狱方面对这个可以容纳24人的费力装置特别满意,尤其是上面装的横杆扶手,可谓是“神来之笔”。它可以保证犯人“始终处于踩踏的最费力位置”,并且不会使其爬到踏车顶端偷懒。当犯人轮番休息时,最右侧的犯人下来,全体成员须右移,新犯人自左侧替补,这样便可以使脚踏车持续运转下去。

  为了避免犯人交谈,监狱给这台大型踏步机装上隔板,将囚犯困于狭小的空间里。机器试用一段时间后,监狱方面发现效果非常好,将其视为一种双赢的惩罚罪犯方式。一方面囚犯从“跑步机”上下来后,根本没精力去打架闹事,甚至有人觉得这种劳动可以帮他们强身健体;另一方面是他们的体力转化成动力,用来生产创收。这一设施被发明出来的前10年里,英国50多所监狱用上了它,就连大洋彼岸的美国也慕名而来。1824年纽约的监狱看守詹姆斯·哈迪称:“跑道上的单调劳动磨平了囚犯的性格,这不是我威胁恐吓他们的结果。而极其单调和极其无聊,这才是踏步机的最可怕之处。”

  然而,狱卒眼中“双赢”的踏步机,对于犯人而言完全就是残忍的刑具。因为它就像是爬一座无尽的楼梯,一旦踏轮开始转动,囚犯们就得不断迈开腿,英国萨利地区的地方行政长官将踏步机称为“恐惧的引擎”。因为长期劳累、营养不良和卫生条件恶劣,很多饥渴交加、身体不好的囚犯跑着跑着就两眼一黑,摔倒或被卷进机器里,头破血流还算幸运,运气不好的很可能断手断脚,甚至直接丧命。

  大量的死伤事件引起了英国国民的抗议,即便如此,踏步机的“黑历史”仍持续了近100年。直到19世纪末,英国的监狱法颁布,将踏步机定性为“极其残酷的刑罚”,这种“人类的低级跑步机”才在一片骂声中结束。

  3.“漂白”的踏步机开始用来减肥

  风水轮流转。踏步机退出“黑历史”没多久,又被人们“请”了回来,而且还翻了身。

  工业革命之前,大多数劳动者从事着农耕生活,辛勤劳作连温饱都难以解决,更没有力气锻炼身体。随着科技的进步,蒸汽机和内燃机逐渐取代了畜力和人力,解放劳动力的同时也解决了饥饿问题,但肥胖问题随即产生。

  除了进工厂成为蓝领工人,坐办公室的白领一族逐渐增多,肥宅长肉的能力随之增长。人类的生活追求也从舒适安逸躺着长肉,变成了为健康而运动。在监狱中惩治犯人所使用的踏步机开始破茧重生,摇身一变成为了女士们的居家良品,因为她们迫切地想拥有苗条匀称的身材,却又不愿意参与粗鄙的户外运动。比起劳心费力的登山爬高,在室内随意跑跑步出出汗,实在要更加体面。

  1911年,美国发明家哈根设计了首款健身用跑步机,可能觉得“跑步机”名声太差,他注册专利时用的是“训练机”这个名字,至此,曾经臭名昭著的监狱“爬高高”游戏“洗白”重出江湖。

  其实,这种跑步机的外形与之前动物磨碾的“改进版”——平板踏车没有太大差别,它引入了传送带理念,不过依然是依靠人力驱动,只是在传送带上不断行走的行为不再是惩罚,而是有钱有闲人士的特权。年轻贵妇站在木制的跑步机上,塑造出一种时髦的形象。但许多“白富美”还是不喜欢这种粗鲁且剧烈运动的减肥方式,觉得有损于自己的淑女形象。她们更热衷于借助外力的减肥设备——震动带减肥机,在 20世纪40年代,这种机器开始风靡美国大街小巷,号称“能够有效消除脂肪”。而当时面世的首款健身用跑步机还很简陋,在市场上并不太受待见。毕竟,它曾是牲口和囚犯的“专利”,在这样的机器上行进似乎并不是什么太值得炫耀的事情。

  4.狂热慢跑风使跑步机迅速风靡

  直到踏步机的“黑历史”逐渐被人淡忘,这种机械才与强身健体挂上钩。

  1952年,平板跑步机被运用到医学领域。美国华盛顿大学的研究人员参照之前哈根设计的民用跑步机,制作出医用运动平板机械作为诊断心脏疾病的设备。医生需要参考病人在运动时的心电图,来判断病人是否患有心脏疾病。病人不能带着心电监护设备到处乱跑,其他的运动也难以标准化控制运动的强度,而平板跑步机恰好能填补这些缺陷。患者在医生的指导下在跑步机上运动,既便于连接心电监护仪器,又能控制标准速度,实在是很好的辅助医疗设备。至此,跑步机的历史终于“洗白”。

  随后,科学家又发现,运动和心脏功能之间存在着紧密的联系。20世纪60年代,美国运动医学专家肯尼斯·库珀博士提出有氧代谢运动理论,他认为每周进行四五次8分钟以上的慢跑,能够帮助人们增强体魄,跑步运动被当作是一种最佳的锻炼方式。在这一理论的影响下,以跑步为主的有氧运动很快得到了人们的大力推崇,健身热潮逐渐兴起。1970年,美国刮起了狂热的慢跑风,作为减肥的有效有氧运动机器,跑步机一下子风靡起来,成为健身器材的杰出代表。

  一家生产跑步机的公司抓住这一商机,顺势推动市场营销,大力宣扬跑步机的健身功效,使其在市场上得以推广。此时,跑步机真正打了场“翻身仗”,“跑”进了千家万户,也“跑”进了健身房,成为最受欢迎的大众健身房器械。体育健身行业协会2016年的一份调查显示,有超过5000万的美国人在一年内至少使用过一次跑步机。

  经过不断地优化和升级,现代的健身跑步机更加符合人体工程学原理,模式和速度调整得更为人性化,也增加了许多新功能,比如辅以虚拟现实设备,在跑步的同时进行娱乐。当然,至今不变的是它成了爱美者发起的自我“惩罚”。

  与健身房的日益火爆相伴,中国的健身跑步类APP用户人数在2018年也已突破2.5亿大关,这意味着健身与跑步已逐渐成为了许多人生活中不可或缺的一部分。作为大众健身的宠儿,跑步机可以让人们不惧雨雪风霜,在舒适的环境里大汗淋漓,而跑步机增加的各种各样的新功能,如从音乐到电视再到WiFi,可以让健身者锻炼时还能听音乐、追剧、玩游戏,是一种让广大青年朋友喜欢的时尚健身方式。

  延伸阅读

  关于跑步机的误区

  1、跑步机显示的里程是实际运动里程?很多人以为,跑步机上显示的里程就是自己跑的里程,其实这是错误的理解。当我们启动跑步机后,人不上去跑,此时跑步机显示屏上的里程也会上升,它不会因我们没上去跑就停滞不前,而是一直在增加,因为跑步机上显示的里程是跑带转的里程,跟人有没有上去跑没关系。

  2、跑步机上看电视能缓解疲劳?并非如此,在跑步机上看电视容易导致注意力不集中,很容易被跑步机甩出去,即使跑步机紧急停止后,运动者也会随着惯性摔倒。另外,人体不断在移动,为了配合看清楚电视屏幕,控制眼球的肌肉会不断地调整位置,动态的电视画面加上晃动的身体,就会让眼部肌肉的“运动量”比平时多很多,疲劳也就在所难免,时间长了就会在一定程度上影响视力。所以,人们在跑步机等健身器械上锻炼时,尽量不要长时间地盯着电视屏幕。

  3、跑步机上锻炼比户外锻炼更累人?不少人都觉得,与户外锻炼相比,跑步机上跑步更累。但研究发现,出现这一现象的原因很可能是心理方面的。多个实验结果表明,人们总体来说更喜欢户外锻炼,而跑步机是室内机器。另外,跑步机通常没有目的地,这可能令人气馁。在一项研究中,志愿者们走过两段同样长度的路程,一个没有明确的终点线,另一个有。完成之后,志愿者们发现,如果没有一个明确的终点线可以关注,感觉会更累人。

  相关链接

  不运动的危害

  超过吸烟

  美国克利夫兰诊所发表研究称,缺乏运动比吸烟、糖尿病、心脏病对健康的危害更大。该诊所从1991年1月到2014年12月对招募的12万位患者用跑步机进行运动试验,并以运动的实际成绩为基础,研究锻炼和各种死亡风险的关系。结果表明,跑步成绩不太好的患者,与肾功能不全者相比,死亡风险约高2倍;运动量少的人,与运动成绩最好者相比,死亡风险高6倍。

  研究还表明,运动不足的风险大幅超过吸烟、糖尿病、心脏病。科学家呼吁大众,一定要坚持锻炼身体,因为运动的益处甚至能抵消不良生活习惯带来的影响。此外,研究还提醒,运动对健康的好处不分男女,涉及全年龄段,高龄者运动一样能够受益。

  域外来风

  跑步机向水中发展

  最近,日本大阪一家公司研发出了一款水中跑步机,外形犹如一个大鱼缸,使用起来就像是在泳池里跑步一样。

  这个跑步机长2.4米,宽1.2米,高1.8米,一个人在里面做运动,空间很充裕。它有三种模式:跑步、SPA以及淋浴。这个跑步机底部是一个可调速的传送带,最高速度可以达到每小时11公里。水位和温度都可以通过触摸屏调节,跑步模式下,水到胸口的高度刚好。由于浮力的作用,人的体重会减轻80%,相比于陆地上的跑步,关节在水中承受的冲击力会大大减少,非常适合受伤人员的恢复训练。另外,机器还配备了泡沫喷射器,喷出的水泡会加大阻力,因此也能用来进行肌肉的强化训练。

  值得注意的是,要进入这种跑步机,得穿上防滑的潜水鞋。畅快淋漓的运动之后,可以开启淋浴模式,冲一个舒服的澡,还能做个温泉SPA,把全身的疲惫都泡走。


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编辑: 乔娇阁
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