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把科学带回家

跑步机曾经是刑具？！它是怎么从监狱到医院，最后混入健身房的？

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撰文 | 刘六七
审校 | Cloud
天气渐暖，健身房的跑步机上重新长满了人。大家挥汗如雨，希望在夏日到来前收获一个健康的身形。
跑在无穷无尽的履带上，人也会偶尔陷入迷思：我这到底是在健身还是在受刑？
如果你曾有过这个疑问，那么恭喜！这说明你的直觉很准。历史上，跑步机最初确实是监狱里的劳改工具。不信你看跑步机的英文treadmill，tread脚步+mill磨坊，组合起来就是一种通过人的步伐来碾碎谷物的磨坊。
Image（图片来源：xiaoyuziwei.com）
那么问题来了，跑步机是如何走出监狱，一步步变身为最畅销的健身器械之一？它是怎么从阴森恐怖的“刑具”，成为“健康自律”的代名词？

第一阶段：劳改工具

历史上，第一份正式记载跑步机的文件，应该是英国1822年版的《拘留所、惩教中心及监狱管理办法》。这份文件指出，跑步机便于更好地管理囚犯，并让他们度过积极充实的一天。
跑步机的发明者、英国工程师威廉·库比特（William Cubitt）则认为，让囚犯们在跑步机上劳作,不仅能更好地帮助他们改过自新，还能顺便让监狱产生一些收益，简直是一举两得！
Image英国萨里惩教所（现布里克斯顿监狱）接收了威廉·库比特发明的第一台跑步机（图片来源：Wikipedia by British Library）
那时候的跑步机，主体结构是一个直径1.8米左右的木制滚筒，滚筒表面每隔大概19厘米装有一排踏板。脚蹬上踏板，滚筒就会往下转，囚犯如果不想被摔到地面，只能拼命往上走。滚筒还会与水车或磨坊相连，这样囚犯在挥汗如雨时，还能提供生产动力。
通常，狱警会让十几个人同时驱动滚轮，一些监狱还会在囚犯与囚犯之间安上隔板，避免他们彼此说话。囚犯们每劳作15分钟休息5分钟，每天需要蹬上6~8小时。
Image另一种惩罚工具是曲柄机，主要是费上肢（图片来源：Wikipedia by Henry Mayhew）
在今天的我们看来，这似乎挺有益健康，但在当时的囚犯眼中，这个滚筒跑步机无异于可怕的刑具。
根据资料，囚犯们每天在跑步机上的爬升距离有1524~4267米之多，相当于爬了一座泰山（1524米）或一半的珠穆朗玛峰（8848米）。很多囚犯本身就营养不良，再加上日复一日超负荷的运动，坚持不了多久就一命呜呼了。
但纵使一些囚犯身体壮如牛，也很难抵挡住跑步机的另一大威力：枯燥和无聊。在《跑步机的历史》一书中，身为纽约狱警的作者詹姆斯·哈迪（James Hardie）都忍不住写道：“让跑步机臭名昭著的不是中世纪的那种酷刑，而是无聊。单调和恒定不变构成了它的恐怖。”
Image1895年，英国彭顿维尔监狱，囚犯们在有隔板的跑步机上沉默地“奔跑”（图片来源：Wikipedia）
不过进入20世纪后，欧美掀起了一股反对强迫性苦役的风潮。1902年，英国修改《监狱法》，跑步机在它的出生地成为了历史。

第二阶段：救命帮手

如果说跑步机诞生于欧洲，那么它的重生则发生在美国。而且这一次，它不再是折磨囚犯的工具，反而成了拯救生命的好帮手。
进入20世纪后，吸烟率的上升、加工食品的盛行，以及城市化带来的久坐生活方式，使心脏类疾病成为美国社会的一大威胁。到了60年代，每10名美国人中，就有4个死于和心脏有关的问题。
这种情况下，提前发现心脏问题并及时进行干预成为当务之急，但这个过程需要患者心率稳定地上升和下降，以便让医生发现微小的异常。显然，让患者一边沿着操场跑步一边进行测量并不是什么好主意，于是，监狱中的跑步机进入了医生们的视线。
Image用于身体检查的跑步机个头相当庞大（图片来源：Wikipedia by RIA Novosti archive）
罗伯特·布鲁斯（Robert Bruce）是美国华盛顿大学的心脏病学家，他对监狱用的跑步机做了一番改造，还加上了一个可调节的电动马达，成功解决了这一难题。
测试时，医生先为站在跑步机上的患者佩戴心电图机电极，然后通过调节跑步机的速度和坡度，控制患者的心率变化。
1963年，罗伯特发表论文，详细介绍了利用跑步机排查心脏病、心绞痛、室壁瘤等疾病的方法，为如今各种各样的心脏压力测试奠下基础。
Image（图片来源：University of Washington Department of Medicine News）
与此同时，在医院之外，人们也渐渐意识到有氧运动对身体的益处，外加当时一连串田径明星接连走红，跑步成为了流行运动。
生活在新泽西州的比尔·斯托布（Bill Staub）就是一名跑步发烧友，但当地冬季的严寒阻挡了他想要肆意迈开的脚步。于是，身为五金店老板的他，决定将医院中巨大的跑步机缩小。
Image上世纪70年代，跑步在美国成为一种潮流（图片来源：Click Americana）
在工厂仓库的一个角落里，比尔用一条宽履带，连接起数根木制圆柱体，然后加上一个电动马达，硬生生造出了第一台家用跑步机！之后，他又对这台跑步机进行多次改造，生产出了可以标准化量产的模型，并最终成立了Aerobic公司。
就这样，跑步机先从监狱进入医院，又从医院走进寻常百姓家，完成了巨大的身份转变。
Image比尔·斯托布，2012年去世，享年96岁（图片来源：网络）

第三阶段：不断升级

时至今日，随着各类科技的发展，跑步机进入了全新时代，变得越来越炫酷，越来越不无聊。
超大屏幕和蓝牙设备，几乎成了新跑步机的标配。
而配备了全方向履带及VR技术的跑步机，能够让跑步者在各类场景和游戏中肆意奔跑，履带还会配合VR场景自动调整方向、速度和坡度。
ImageVirtuix Omni One VR跑步机（图片来源：网络）
一些NASA前员工甚至引入了太空技术，创造出反重力跑步机。用户需要把下半身放入一个“密封麻袋”，袋子内部会产生正气压，将人“抬起来”。这种跑步机能让关节受伤或体重过重的人像正常人一样跑步，是运动康复的好帮手。
Image反重力跑步机（图片来源：Boost Treadmills）
从阴暗的牢房，到现代明亮的健身房，跑步机的演变不仅反映了人们健康观念的变化，更是科技进步的一个独特载体。更重要的是，当下一次再在跑步机上深感绝望时，不妨想一想那些日行千里的初代用户。
“嗯，现在这样也挺好的！”

参考资料：

[1]https://www.nytimes.com/wirecutter/blog/history-of-the-treadmill/

[2]https://spinoff.nasa.gov/Space_Tech_Gives_Treadmill_Users_Boost

[3]https://www.youtube.com/watch?v=Al-30Z-aH8M&list=WL&index=72

[4]https://daily.jstor.org/treadmills-were-meant-to-be-atonement-machines/

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