已有豐富的證據顯示，調整阻力訓練的不同變數，如訓練量、強度、頻率、負荷、訓練選擇、訓練順序和休息間隔，能夠對力量和肌肉肥大的適應性產生影響。然而，關於不同訓練方式對穩定性的要求，卻受到較少的關注。選擇自由重量和器械一直是教練、運動員和健身愛好者之間爭論不休的話題。這種爭議主要集中在選擇使用自由重量阻力訓練，這需要更高的穩定性，還是使用器械，這需要較低穩定性，以實現長期力量和肌肉肥大的最佳效果。或者，我們是否應該認為適應性僅受到特定訓練中的力量、功率和肌肉肥大原則的支配？但如果力量和功率是通過中立的測試來評估，而肌肉肥大是根據所有參與肌肉的整體質量來評估，那麼這兩種方式的效果大小是否相等呢？這裡所謂的自由重量通常指的是啞鈴和槓鈴訓練，而器械則可以被定義為裝有固定重量的設備。一般情況下，「基於器械的力量訓練」是指使用固定運動平面進行的訓練，通過特定路徑引導阻力，以減少協同肌肉的需求。另一方面，自由重量訓練通常允許更靈活地調整運動平面，因此可能引起更多的肌肉協同運動。
美國運動醫學會（ＡＣＳＭ）認為，根據技巧要求，器械訓練可能比自由重量訓練更安全。報告指出，自由重量訓練存在較高的受傷風險，但大多數傷害與重物掉在身上有關，而與訓練方式的執行無關。然而主要參考了橫斷研究中的受傷風險，而縱向實驗研究較少，這使得訓練方式和穩定性需求是否與受傷風險之間存在因果關係成為一個問題。總之，目前尚不清楚自由重量訓練和器械訓練之間是否存在不同的受傷風險。人們可以合理推測，選擇使用自由重量訓練還是器械訓練時，最重要的考慮因素可能是訓練者的經驗程度、對具體訓練的熟悉程度以及訓練的主要目標（例如，健力和舉重運動員由於競技性質而必須使用自由重量，但健美運動員和一般健身者可以選擇兩者之一或兩者都使用）。
自由重量要求較高的肌肉協調性，以正確執行由於運動的不穩定性而引發，這些運動通常更加類似於日常生活活動，而不是基於器械。因此，一般認為自由重量訓練比器械訓練更加「功能性」，對提高日常生活功能的改善具有更好的適應性。此外，通常認為自由重量由於在不穩定的條件下執行，因此對力量傳遞性有更高的要求。例如，自由重量如深蹲和臥推，需要更高的協調性，可能會導致更多的協同肌肉的肌電活性，相較於相似的器械訓練。研究進一步支持了這一觀點，觀察到在進行槓鈴深蹲時，下肢協同肌肉的肌電活性要比進行器械深蹲時更高。提高協同肌肉的肌電活性可能會導致更多肌肉的參與，進而導致更多整體肌肉生長。但要注意，急性肌電活性與長期的肌肉肥大之間的關係仍然不確定，因為更高的肌電活性也可能是由於更高的穩定性需求引起的。
研究表示在相似的訓練或運動中，基於器械的通常可以舉起更重的最大負荷。舉例來說，一些研究表示，相對於自由重量深蹲，使用史密斯機進行深蹲可以舉起更多的重量。這可能是因為器械在穩定性和/或槓鈴路徑上具有優勢。一種解釋是肌肉可能更優先考慮在預期的運動方向上的穩定性，而不是在產生力量方面。因此，更高的穩定性需求可能對力量表現產生不利影響。然而，器械中更高的負荷可能會在一段訓練期後通過負荷依賴機制，如機械張力和神經適應性，對力量增加產生正面影響，但很可能不會導致更多的肌肉生長，因為如果訓練接近力竭，不同的負荷範圍似乎會類似地影響肌肉肥大。
因此，此文主要在提供關於自由重量和基於器械的力量訓練對最大力量、跳躍表現和肌肉肥大的影響的最新統合分析，包括對訓練經驗、上半身和下半身力量之間的關聯性的分析。此文總共包括了13個研究（包括最大力量[12項]、跳躍表現[5項]和肌肉肥大[5項]作為結果），總共參與了1016名受試者（789名男性，219名女性）。當兩組都使用自由重量進行最大力量測試時，自由重量訓練增加了力量，而在使用器械進行基於器械的力量訓練時，觀察到最大力量的增加趨勢較大。然而，當比較每種不同訓練和測試方式的效應大小時（自由重量訓練後的自由重量力量變化效應大小，與基於器械的訓練後的器械力量變化效應大小相比），在最大動態力量（自由重量組：0.922，器械組：0.970）、等長力量（自由重量組：0.270，器械組：0.198）、肌肉肥大（自由重量組：0.251，器械組：0.206）和反跳躍表現（自由重量組： 0.496，器械組：0.273）方面，自由重量訓練與基於器械的力量訓練之間沒有差異。直接效應大小比較的子分析顯示，在上半身力量方面，兩種訓練方式之間存在顯著差異，傾向於器械訓練會導致更大的增長，但在下半身力量方面沒有差異，下半身缺乏差異的一個可能解釋是將日常生活轉化為深蹲訓練。深蹲很像我們日常站起和坐下的許多活動。進一步的分析顯示，兩種方式都導致最大力量、反跳躍高度、等長力量和肌肉肥大在訓練前後都顯著增加。至於訓練狀況，我們發現無論是自由重量還是器械，兩種方式之間都沒有差異。
[肌肉力量]
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- 在自由重量和器械訓練中，當兩組都使用自由重量進行力量測試時，自由重量組在增加力量方面表現更好。而器械組則在器械訓練中增加了更多的力量。這與「特定要求適應」（SAID）原則相一致，該原則指出人體對特定訓練要求做出適應。
- 在特定力量測試方面，只有當兩組都使用自由重量進行力量測試時，才發現自由重量和器械訓練之間存在顯著差異。這可能與訓練的複雜性有關，因為自由重量涉及比器械更多的自由度，因此從自由重量到器械的過渡可以被分類為從最複雜的任務到最不複雜的任務，這可能會導致相對較容易的過渡。
- 直接力量子分析顯示，在上半身力量方面，器械訓練優於自由重量訓練，而下半身沒有發現差異。這可能與日常生活活動對深蹲的相似性有關，因為深蹲類似於站立和坐下的動作。
- 根據對訓練程度的子分析，我們發現經驗不同的運動員在自由重量和器械訓練中沒有差異。然而，靈敏度分析顯示，對於經驗不同的運動員，器械訓練可能導致更大的力量變化，因為它需要較少的穩定性要求和自由度。這可能有助於教練更好地專注於力量的產生，而不需要太多的穩定性要求。
- 沒有發現自由重量和器械訓練在等長肌力變化方面存在差異。這表示自由重量和器械訓練在動態力量向等長肌力的轉化方面是相似的。
- 反跳躍表現的變化在兩組之間沒有明顯差異，但略有偏向自由重量組。這可能與訓練的相似性有關，因為自由重量組中的四項研究使用槓鈴深蹲，而槓鈴深蹲的執行方式更類似於反跳躍的執行方式。
需要注意的是，這些結果基於相對較小的樣本量，因此通用性有限，需要更多研究來進一步驗證和深入探討這些發現。
[肌肥大]
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- 分析顯示在約九週的強度訓練介入中，自由重量和基於器械的訓練對肌肥大效果沒有差異（自由重量組效應量：0.251，器械組效應量：0.206）。
- 不同的研究使用了不同的方法來估算肌肉量，包括超音波測量肌肉厚度、四肢和胸圍、皮褶和Bod Pod測量身體組成和除脂體重等。這些方法在隨時間檢測變化的能力上存在巨大差異，並且關於肌肉量估算的不確定性突顯了需要更多使用直接測量肌肉肥大的研究。
- 有研究顯示，相較於基於器械的訓練，自由重量訓練中的協同肌肉活動更多，這可能導致自由重量訓練引發更多整體肌肉生長。然而，這次的統合分析未能證實這些猜測，五個包括身體組成測量的研究的除脂體重增加相同。
- 自由重量訓練可能受限於主要肌肉群的力竭，因較小的協同肌肉無法承擔較大的負荷，並且無法正確執行訓練。因此，機器可能更容易使主要肌肉群接近力竭，並在訓練的主要肌肉群中引發更多的增加。然而，只要訓練接近力竭，不同的負荷（>1RM的30%）似乎會引發相似的肌肉生長。
- 針對特定肌肉或肌肉群的訓練需要隔離特定肌肉或肌肉群的能力，這對於健美運動員或那些希望改善特定肌肉群大小和力量的運動員，以及運動後關節或肌肉的復健非常重要。
總之，自由重量和器械可能在整體肌肉肥大方面相等，但在區域肌肉生長的幅度上有所不同。根據目前的證據，可以猜測自由重量和器械的結合可能是最大化總肌肉肥大的最佳選擇。
[結論]
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- 自由重量和器械訓練在力量的增加方面並沒有顯著差異，這表示兩種方式可以同樣有效地提高力量水平。
- 不同訓練方式在特定力量測試中可能存在差異，但這可能與訓練的複雜性和要求有關。
- 訓練者的經驗程度似乎對訓練方式的選擇和效果影響有限，但器械訓練可能對於較不熟練的運動員更具有吸引力，因為它需要較少的穩定性要求。
- 自由重量和器械訓練對於等長肌力的改善是相似的，這表示它們在動態力量向等長肌力的轉化方面具有相似的效果。
- 肌肉肥大方面，自由重量和器械訓練在九週的強度訓練介入中沒有顯著差異。然而，由於使用不同的肌肉量估算方法，有需要進一步研究以更好地理解兩種訓練方式對區域性肌肉生長的影響。
- 選擇自由重量或器械訓練方式應該基於個人偏好和訓練目標，但目前的證據顯示兩者在力量和肌肉肥大方面都可以取得類似的效果。然而，由於研究數量有限，特別是在肌肉肥大方面，我們應該謹慎解釋這些結果，並期待未來的研究進一步探討這個問題。