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回顾足球历史上最经典和重要的“战役”，不能不提到1954年瑞士世界杯赛匈牙利队和前联邦德国队的那场激烈拼搏。明显弱势的德国队在0比2落后的危局中绝地反击，最后以3比2取得了“几乎不可能的”胜利，成为二战后德国回归国际体育大家庭并重振民族精神的重要契机。这次反败为胜的一个关键因素，便是他们脚下穿的新款足球鞋。比赛在大雨滂沱后的范可多夫体育场进行，满地泥泞不堪，当年所向无敌的匈牙利队被又湿又重的球鞋所折磨，守门员在最后的关键时刻滑倒。而德国队脚下的鞋则轻巧灵活并及时更换了加长的鞋钉，能在滑溜溜的赛场上增大抓地力。拍摄庆功合影的时候，德国队总教练赫尔伯格把看台上的阿迪恭恭敬敬请到身边。这是历史上唯一一张制鞋商和冠军队共享胜利喜悦的照片（图1）。
（1） 图组:（1-1）1954年瑞士世界杯足球赛冠军联邦德国队合影，（左一）为阿迪;（1-2）球赛中两队分别穿着的不同球鞋
运动场上关于鞋的故事有一千零一个。早期的帆布面硫化胶底鞋，笨重的几乎只适合直线前进的金属头足球鞋（图2），柏林奥运会上欧文斯的跑鞋，飞人乔丹气垫鞋，斯坦·史密斯网球鞋，刘易斯的陶瓷钉鞋，琼斯的“水晶鞋”，约翰逊的“金缕鞋” (图3)，刘翔的“红色魔鞋”，多少传奇为人们耳熟能详并津津乐道。运动鞋的历史，处处留下一个时代科学的脚印。
（2）乔丹在为自己的球鞋厂商做宣传，球员与球鞋商之间微妙的互利关系
（3）图组:帆布面硫化胶底鞋（右图）金属头足球鞋（左图）早期的运动鞋并没给球员很多的舒适感
26块骨头，33个关节，20块肌肉，100多条韧带，数以千计的神经末梢和血管……诚如达·芬奇所言，人的脚是艺术和工程学的杰作。打从人类祖先在非洲草原直立行走后，我们便把体重完全交给了双脚，让它承受着比四肢动物成倍的负荷。尽管每年都有成吨的研究报告问世，我们却至今仍没有完全厘清在不同运动状况下腿、脚、鞋、地面之间微妙而复杂的相互关系（图4）。
（４）脚部结构
运动鞋虽然琳琅满目，但基本原理是大致相通的。它的首要功能是吸收来自地面的震荡。当人的奔跑速度达到每秒6米时，脚掌承受的负荷约为体重的4倍，跳高跳远时增大为7倍，三级跳远中双脚两次直接和硬地碰撞，冲击力峰值可达体重的20多倍，强烈的震荡会传到脚踝、膝部、髋部以至脊柱和大脑。感谢我们脚跟的脂肪垫和天然的“弹簧系统”脚弓有效抵御着这种伤害。现代运动鞋将一种具有很高“受压顺从性能”的材料放置在鞋后跟, 让它通过自身最大的变形量吸收冲击动能。还有些运动鞋将中底做成“华夫饼干”状，有些在鞋底内放置橡胶立柱和气垫，起到汽车底盘下减震弹簧的作用。
当篮球运动员纵身而起，田径运动员脚下生风时，一双称心的好鞋便如同两只小小的“马达”。运动鞋的第二大功能是回输能量。脚掌部位的聚氨酯等微孔发泡材料具有极强的弹性，鞋底在受压变形还原时，能将吸收和储存的能量释放出来返还给脚掌。在周而复始的蹬伸过程中，就如同踏着一个微型的“跳板”了。这里的技术精华，是在鞋的弹性和稳定性之间寻找平衡点，既要获得理想的反冲力，又不能失去精确的空间感和“脚踏实地”的坚硬支撑（图5）。
（5）奔跑时制动和反弹的力
网球、羽毛球运动员在场上骤起急停;乒乓球选手则频繁侧向跃动;“掷铁饼者”少不了身体旋转;“剑客”们更多前后腾挪……运动鞋的第三大功能是防滑。脚下的摩擦力是由鞋底与地面的法向力、摩擦系数和接触面积决定的。从微观角度看，由于地面的凸凹不平，往往和鞋底间只是有限的“点接触”。高摩擦系数并且具有高延伸度的鞋底能在凸凹的地面产生弹性形变，增加接触面，这就是所谓的“抓地性”。过去的金属鞋钉在插入、拔出地面间会消耗能量，现代的鞋钉用尼龙、聚氨酯等复合材料制成，圆锥形、长方形、刀刃形等不一而足，鞋钉的数量和位置也能因人、因地而调整和改变。更有大量运动鞋以不同排列的突脊代替了鞋钉。至于鞋底的花纹更是千变万化，带来不同方向上摩擦力的差异，以满足不同运动种类的需求（图6）。值得提醒的是，人在运动中的“刹车”过程是由动摩擦转为静摩擦的，脚落地后应该有少许“滑动行程”，如果鞋的摩擦力大到一着地就纹丝不动，便容易崴脚和扭伤了。
（6）运动鞋的结构
至于运动鞋扭力系统对脚形和动作的矫正，鞋帮对脚踝的支护，通过气孔的“呼吸”作用使鞋内透气和吸湿，都是可圈可点的设计。不同的运动项目几乎都有自己的专用鞋。要想分门别类略加描述也是一本专著的容量。
不过足球鞋是特别值得单独一提的。踢球全凭一双脚，脚又全指望一双鞋。每场比赛下来，足球运动员跑动万米左右，拼抢时需达到百米冲刺的速度。更重要的是，球鞋就是足球运动员的“球拍”和“球棒”。接球、带球、传球、射门的力量都要通过球鞋发出，推、拨、挑、拖、扣等细腻的脚法都要通过球鞋完成。精确的脚感和“鞋脚合一”的境界是至关重要的。受到乒乓球拍上小胶粒的启示，在足球鞋的边缘加上橡胶的“仿脚趾”，齐达内和贝克汉姆脚上的猎鹰球鞋能够踢出每秒旋转8圈的香蕉球。
一个世纪前的百米短跑成绩平均每年提高0.015秒，如今已经减缓到每年提高0.006秒了。人们越来越注重从跑鞋上发掘点滴的潜力。根据测试，跑鞋重量每增加100克，运动员的体能消耗将增加百分之一，1991年东京田径世锦赛上，美国短跑名将刘易斯打破百米世界纪录时的跑鞋只有115克重;2000年悉尼奥运会上，“田坛阿甘”迈克尔·约翰逊的“金缕鞋”重量仅116克，玛丽安·琼斯的“水晶鞋”则只有99克（图7）；加拿大“黑豹”贝利的跑鞋被形容为“带钉的袜子”。人们不免生出疑问，为什么有些运动员竞赛中脖子上可以挂着沉甸甸的金项链，却对鞋子的重量如此锱铢必较呢？看看百米跑道上那些快速翻飞的双脚就会发现，每个运动员的后跟都几乎触及到了臀部，折叠起小腿能缩短以髋关节为轴的转动半径，从而减小转动惯量增加转动的角速度。而双脚处在小腿绕膝关节和髋关节旋转半径的最远端，因此鞋子重量些微的减轻，都会带来腿部转动惯量明显的减小。这对于以每秒20米速度交替划着弧线的双脚无疑是莫大的“减负”。
（7）奥运会上玛丽安·琼斯的“水晶鞋”
波兰每年都会举办一次“库索辛斯基国际田径赛”，纪念二战中被德国纳粹杀害于战俘集中营的优秀波兰运动员雅努什·库索辛斯基。1932年洛杉矶奥运会上库索辛斯基夺得10000米金牌后，他双脚血肉模糊以致脱不下鞋子的一幕永远给人们留下最沉重的叹息。“鞋子舒不舒服只有脚知道”，难怪体育界一句名言说“穿错了鞋就是灾难”。1968年墨西哥奥运会前，背越式跳高的的发明者福斯贝里收到阿迪达斯公司从欧洲寄来的运动鞋，但他只试了一下就原封退回了。殷勤的商家坚持不懈对鞋反复修改，直到第四次寄给福斯贝里才被愉快接受。今天的体坛明星有福了，许多厂商争相为他们量脚定做“独一无二”的运动鞋。事先由专家组花费数年时间动态跟踪和研究运动员的特征，取好精确的脚模。将三维动作捕捉、压力传感测试、红外线成像和激光扫描的各种数据输入电脑进行设计。再和运动员共同商讨和反复试验以求尽善尽美。这种体育明星和大牌厂家的“共生关系”毕竟促进了运动成绩的提高和制鞋产业的发展（图8）。
（8）2000年悉尼奥运会上约翰逊手拿“金缕鞋”
奥运百年来，体育已经成为寻常百姓生活的一部分，运动鞋也不再是体坛精英的专宠。今天世界上的运动鞋比天上的星星还多，几乎每条小路都有运动鞋走过，它改变了这个行星上人类跫然的足音。
（1） 图组:（1-1）1954年瑞士世界杯足球赛冠军联邦德国队合影，（左一）为阿迪;（1-2）球赛中两队分别穿着的不同球鞋
运动场上关于鞋的故事有一千零一个。早期的帆布面硫化胶底鞋，笨重的几乎只适合直线前进的金属头足球鞋（图2），柏林奥运会上欧文斯的跑鞋，飞人乔丹气垫鞋，斯坦·史密斯网球鞋，刘易斯的陶瓷钉鞋，琼斯的“水晶鞋”，约翰逊的“金缕鞋” (图3)，刘翔的“红色魔鞋”，多少传奇为人们耳熟能详并津津乐道。运动鞋的历史，处处留下一个时代科学的脚印。
（2）乔丹在为自己的球鞋厂商做宣传，球员与球鞋商之间微妙的互利关系
（3）图组:帆布面硫化胶底鞋（右图）金属头足球鞋（左图）早期的运动鞋并没给球员很多的舒适感
26块骨头，33个关节，20块肌肉，100多条韧带，数以千计的神经末梢和血管……诚如达·芬奇所言，人的脚是艺术和工程学的杰作。打从人类祖先在非洲草原直立行走后，我们便把体重完全交给了双脚，让它承受着比四肢动物成倍的负荷。尽管每年都有成吨的研究报告问世，我们却至今仍没有完全厘清在不同运动状况下腿、脚、鞋、地面之间微妙而复杂的相互关系（图4）。
（４）脚部结构
运动鞋虽然琳琅满目，但基本原理是大致相通的。它的首要功能是吸收来自地面的震荡。当人的奔跑速度达到每秒6米时，脚掌承受的负荷约为体重的4倍，跳高跳远时增大为7倍，三级跳远中双脚两次直接和硬地碰撞，冲击力峰值可达体重的20多倍，强烈的震荡会传到脚踝、膝部、髋部以至脊柱和大脑。感谢我们脚跟的脂肪垫和天然的“弹簧系统”脚弓有效抵御着这种伤害。现代运动鞋将一种具有很高“受压顺从性能”的材料放置在鞋后跟, 让它通过自身最大的变形量吸收冲击动能。还有些运动鞋将中底做成“华夫饼干”状，有些在鞋底内放置橡胶立柱和气垫，起到汽车底盘下减震弹簧的作用。
当篮球运动员纵身而起，田径运动员脚下生风时，一双称心的好鞋便如同两只小小的“马达”。运动鞋的第二大功能是回输能量。脚掌部位的聚氨酯等微孔发泡材料具有极强的弹性，鞋底在受压变形还原时，能将吸收和储存的能量释放出来返还给脚掌。在周而复始的蹬伸过程中，就如同踏着一个微型的“跳板”了。这里的技术精华，是在鞋的弹性和稳定性之间寻找平衡点，既要获得理想的反冲力，又不能失去精确的空间感和“脚踏实地”的坚硬支撑（图5）。
（5）奔跑时制动和反弹的力
网球、羽毛球运动员在场上骤起急停;乒乓球选手则频繁侧向跃动;“掷铁饼者”少不了身体旋转;“剑客”们更多前后腾挪……运动鞋的第三大功能是防滑。脚下的摩擦力是由鞋底与地面的法向力、摩擦系数和接触面积决定的。从微观角度看，由于地面的凸凹不平，往往和鞋底间只是有限的“点接触”。高摩擦系数并且具有高延伸度的鞋底能在凸凹的地面产生弹性形变，增加接触面，这就是所谓的“抓地性”。过去的金属鞋钉在插入、拔出地面间会消耗能量，现代的鞋钉用尼龙、聚氨酯等复合材料制成，圆锥形、长方形、刀刃形等不一而足，鞋钉的数量和位置也能因人、因地而调整和改变。更有大量运动鞋以不同排列的突脊代替了鞋钉。至于鞋底的花纹更是千变万化，带来不同方向上摩擦力的差异，以满足不同运动种类的需求（图6）。值得提醒的是，人在运动中的“刹车”过程是由动摩擦转为静摩擦的，脚落地后应该有少许“滑动行程”，如果鞋的摩擦力大到一着地就纹丝不动，便容易崴脚和扭伤了。
（6）运动鞋的结构
至于运动鞋扭力系统对脚形和动作的矫正，鞋帮对脚踝的支护，通过气孔的“呼吸”作用使鞋内透气和吸湿，都是可圈可点的设计。不同的运动项目几乎都有自己的专用鞋。要想分门别类略加描述也是一本专著的容量。
不过足球鞋是特别值得单独一提的。踢球全凭一双脚，脚又全指望一双鞋。每场比赛下来，足球运动员跑动万米左右，拼抢时需达到百米冲刺的速度。更重要的是，球鞋就是足球运动员的“球拍”和“球棒”。接球、带球、传球、射门的力量都要通过球鞋发出，推、拨、挑、拖、扣等细腻的脚法都要通过球鞋完成。精确的脚感和“鞋脚合一”的境界是至关重要的。受到乒乓球拍上小胶粒的启示，在足球鞋的边缘加上橡胶的“仿脚趾”，齐达内和贝克汉姆脚上的猎鹰球鞋能够踢出每秒旋转8圈的香蕉球。
一个世纪前的百米短跑成绩平均每年提高0.015秒，如今已经减缓到每年提高0.006秒了。人们越来越注重从跑鞋上发掘点滴的潜力。根据测试，跑鞋重量每增加100克，运动员的体能消耗将增加百分之一，1991年东京田径世锦赛上，美国短跑名将刘易斯打破百米世界纪录时的跑鞋只有115克重;2000年悉尼奥运会上，“田坛阿甘”迈克尔·约翰逊的“金缕鞋”重量仅116克，玛丽安·琼斯的“水晶鞋”则只有99克（图7）；加拿大“黑豹”贝利的跑鞋被形容为“带钉的袜子”。人们不免生出疑问，为什么有些运动员竞赛中脖子上可以挂着沉甸甸的金项链，却对鞋子的重量如此锱铢必较呢？看看百米跑道上那些快速翻飞的双脚就会发现，每个运动员的后跟都几乎触及到了臀部，折叠起小腿能缩短以髋关节为轴的转动半径，从而减小转动惯量增加转动的角速度。而双脚处在小腿绕膝关节和髋关节旋转半径的最远端，因此鞋子重量些微的减轻，都会带来腿部转动惯量明显的减小。这对于以每秒20米速度交替划着弧线的双脚无疑是莫大的“减负”。
（7）奥运会上玛丽安·琼斯的“水晶鞋”
波兰每年都会举办一次“库索辛斯基国际田径赛”，纪念二战中被德国纳粹杀害于战俘集中营的优秀波兰运动员雅努什·库索辛斯基。1932年洛杉矶奥运会上库索辛斯基夺得10000米金牌后，他双脚血肉模糊以致脱不下鞋子的一幕永远给人们留下最沉重的叹息。“鞋子舒不舒服只有脚知道”，难怪体育界一句名言说“穿错了鞋就是灾难”。1968年墨西哥奥运会前，背越式跳高的的发明者福斯贝里收到阿迪达斯公司从欧洲寄来的运动鞋，但他只试了一下就原封退回了。殷勤的商家坚持不懈对鞋反复修改，直到第四次寄给福斯贝里才被愉快接受。今天的体坛明星有福了，许多厂商争相为他们量脚定做“独一无二”的运动鞋。事先由专家组花费数年时间动态跟踪和研究运动员的特征，取好精确的脚模。将三维动作捕捉、压力传感测试、红外线成像和激光扫描的各种数据输入电脑进行设计。再和运动员共同商讨和反复试验以求尽善尽美。这种体育明星和大牌厂家的“共生关系”毕竟促进了运动成绩的提高和制鞋产业的发展（图8）。
（8）2000年悉尼奥运会上约翰逊手拿“金缕鞋”
奥运百年来，体育已经成为寻常百姓生活的一部分，运动鞋也不再是体坛精英的专宠。今天世界上的运动鞋比天上的星星还多，几乎每条小路都有运动鞋走过，它改变了这个行星上人类跫然的足音。