今天的奧運會是一場科技奇蹟。慢動作攝像機回放第一名和第二名之間毫秒級的差距。可穿戴感測器檢測擊劍比賽或跆拳道回合中的有效擊打。奧運運動員使用動作追蹤、微電流和乳酸監測器來改進姿勢、加速恢復和預防受傷。
科技與體育已經密不可分，但當科技被用於提高運動表現時，爭議就產生了。這種現象有時被稱為“科技興奮劑”，指的是使用服裝或裝置來獲得不公平的競爭優勢。
例如，今年在巴黎舉行的奧運會將成為“超級釘鞋”的試驗場，這是一種流行的長距離超級跑鞋的短跑版本。體育精神純粹主義者認為，這些鞋構成了一種科技興奮劑。
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與由國際反興奮劑機構監管的藥物興奮劑不同，特定運動的合法服裝和裝置由其自身的管理機構決定。《美國反興奮劑機構》告訴《大眾科學》，傳統興奮劑和科技興奮劑是獨立的問題，“這取決於各運動管理機構制定其運動中裝置使用的技術要求並執行這些要求。”
但是，在各項運動中，沒有標準化的規則來根據物品的增強程度、成本或排他性來取消其資格。因此，禁止某件物品參加比賽的決定通常是追溯性的。
例如，在2008年北京奧運會上，94%的游泳金牌由穿著速比濤LZR Racer泳衣的運動員獲得。這款全身泳衣的一切——從面料選擇到縫線位置——都經過精心設計，以減少水與身體接觸時產生的阻力。在物理學中，人克服阻力所需的功率與其速度的立方成正比，這意味著游泳者僅為了提高10%的速度就必須多消耗33%的能量。雖然泳衣受鯊魚皮啟發的面料被認為在減少阻力方面發揮了重要作用，但後來的研究發現並非如此。相反，可能是泳衣的全身覆蓋透過最大限度地減少肌肉振動和使皮膚紋理光滑來減少阻力並提高能量消耗效率。
LZR Racer泳衣被在2008年奧運會上創造了23項新的游泳世界紀錄的運動員穿著，到2009年8月，這個數字攀升至93。許多人將其標記為一種科技興奮劑，世界泳聯（前身為國際業餘游泳聯合會，即FINA），水上運動的管理機構，最終禁止全身泳衣參加比賽。現在，男士泳衣只能從腰部到膝蓋。速比濤沒有回應置評請求。
LZR Racer泳衣的跑步等效物在2019年成為焦點，當時耐克為肯亞長跑運動員埃利ud·基普喬格定製的一款鞋子幫助他實現了打破紀錄的，儘管是非官方的，兩小時內完成馬拉松的目標。與LZR Racer一樣，這款超級跑鞋的商業版本——耐克Alphafly和Vaporfly——也創造了一系列新的長跑世界紀錄。
紐西蘭懷卡託大學的生物力學研究員金·埃貝爾-洛西爾認為，技術先進的超級跑鞋具有三個主要特徵：輕質、能量反饋的中底泡沫，一塊橫跨鞋底的彎曲剛性板，以及一個彎曲的整體形狀，如果跑步者有足夠的動量，它會自然地向前滾動。
這些設計元素共同作用，以提高運動員的跑步經濟性，即在特定距離或以特定速度跑步所需的氧氣。研究表明，耐克Vaporfly跑鞋系列平均提高跑步經濟性4%。
超級釘鞋是超級跑鞋的一種形式，適用於在跑道上跑的較短距離，幾乎肯定會在今年的奧運會上看到它們。研究人員推測，這些鞋子將跑步經濟性提高約1.5%，但由於更難以準確確定短跑所需的代謝能量，因此它們的確切優勢（如果有的話）目前尚不清楚。
花時間嘗試不同超級跑鞋的運動員可能會有很多收穫。當埃貝爾-洛西爾測試耐克Vaporfly 4%跑鞋對休閒跑步者的影響時，她發現雖然跑步經濟性平均提高了4%，但個體反應差異很大。“我們有些人獲得了10%的收益，”埃貝爾-洛西爾說。
為了應對這些超級跑鞋，田徑運動的管理機構世界田徑聯合會在2020年奧運會之前釋出了關於可接受跑鞋的新指南。更新後的規則規定，超級跑鞋的鞋跟最大高度應為20至40毫米（取決於專案），包含不超過一塊剛性板，並且向公眾開放至少四個月。
“之所以設定40毫米的鞋跟高度，是因為它限制了您可以設計的空間，”埃貝爾-洛西爾說。更多的空間將允許更多的能量反饋泡沫和剛性板，並有效地延長運動員的腿——所有這些都可能帶來優勢。但這條線在某種程度上是武斷地劃定的；埃貝爾-洛西爾說，在41毫米的鞋跟高度下，沒有任何神奇的效能提升發生。
碰巧的是，現有的Vaporfly型號——鞋跟高度正好為40毫米——剛剛通過了規格，而Alphafly的合規型號也緊隨其後。這使耐克在跑鞋專利領域和即將到來的奧運會上都比其他運動服裝品牌具有明顯的優勢。
耐克告訴《大眾科學》：“我們始終尊重精英比賽規則的精神，並且不會製造任何比跑步者消耗更多能量的跑鞋。” “與此同時，我們為自己是顛覆者而自豪，並感到我們有責任推動創新前沿。當我們這樣做時，它會產生一種競爭性反應，從而提升整個行業並推動體育的未來向前發展。”
其他品牌現在有充足的時間在今年的奧運會之前釋出他們自己的超級跑鞋，但一些研究表明，這些鞋子在提高效能方面仍然不如耐克Vaporflys。在所有條件相同的情況下，耐克贊助的運動員可能會僅僅因為鞋子的選擇而擊敗非耐克運動員。
英格蘭索爾福德大學研究奧運會生物醫學、文化、政治和社會結構的教授安迪·米亞認為，這種技術競賽是精英體育的必然結果。“聲稱獲得專利領獎臺將是任何精英運動隊的明智策略，”米亞說，他指的是故意與一家獲勝的鞋品牌合作的策略。“技術讓運動員能夠發揮出最佳水平，而聰明的團隊將確保他們掌握這一點。”
對於沒有贊助的運動員來說，使用任何型別的超級跑鞋進行訓練很快就會變得昂貴，因為它們的磨損速度比標準跑鞋快得多。專家建議每450公里（280英里）更換一雙超級跑鞋——而且每雙價格超過250美元，這種成本很快就會累積起來。
然而，對於一些運動員來說，金牌的榮耀仍然太誘人了。“在[2020年]奧運會之前，一些跑步者基本上選擇放棄他們[與另一個品牌的]贊助，以便他們可以穿耐克跑鞋跑步，”埃貝爾-洛西爾說。
在獲得最佳裝置、教練和設施方面的差異歷來是精英體育中不平等現象的最大根源之一。科技興奮劑加劇了這種不公平現象，因為品牌專有性和高成本限制了獲得先進服裝的機會。
但是，目前解決科技興奮劑的方法可能會使區分“乾淨”和“骯髒”體育的界限變得模糊。腳踏車運動嚴格規定了襪子長度，但跑步運動則不然。彈性碳纖維在跑步運動中受到嚴格監管，但在撐杆跳高中則受到歡迎。違禁和合法鞋子的區別在於幾毫米的泡沫。這些例子使得管理機構提出的法規顯得武斷，並且不能真正代表公平體育的邊緣。
米亞認為，抵制科技融入精英體育可能是一種徒勞的努力。“精英體育表現始終是生物能力和透過技術手段訓練這種能力的結合，”他說。“沒有天生的運動員。事實上，[成為]精英運動員是一種非常不自然的生活方式——但這並不意味著它不好。”