人類到底可以跑多快

倫敦奧運(yùn)會上，牙買加名將博爾特沒有打破他保持的9.58秒的百米短跑世界紀(jì)錄。這個地球上跑得最快的人，何時能顛覆科學(xué)家對終極速度的預(yù)言?

如果說1968年是個分水嶺；美國短跑選手吉姆?海因斯在墨西哥城奧運(yùn)會以9.95秒創(chuàng)造100米短跑的新世界紀(jì)錄——人類首次跑進(jìn)10秒大關(guān)。在20世紀(jì)剩余的32年里，這一紀(jì)錄僅僅提升了0.16秒；但在最近5年里，世界紀(jì)錄不斷被刷新，比上世紀(jì)的所有進(jìn)展都快。

2008年北京奧運(yùn)前。美國布魯斯堡大學(xué)的數(shù)學(xué)家紐巴里(Reza Noubary)曾計算“人類的(百米跑)極限是9.44秒”；日本數(shù)據(jù)評估與分析中心的Tatsuo Tabata根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)做出的模型顯示，2030年之前，人類都不可能跑進(jìn)9.70秒。

然而，北京奧運(yùn)運(yùn)會上，牙買加“閃電”博爾特用驚艷全場的969秒創(chuàng)造了賽會新紀(jì)錄，并在次年的柏林世錦賽上把人類極限至958秒。

若要打破預(yù)測，劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)家巴羅(John Barrow)出了些歪點子：順風(fēng)跑，或在空氣稀薄的高海拔地區(qū)跑(都能減少空氣阻力)。

拋開客觀因素，科技還能幫助選手快多少?

我們得弄清楚短跑中雙腿的物理機(jī)制。美國南衛(wèi)理公會大學(xué)的學(xué)者韋安德(PeterWeyand)通過高速攝影機(jī)分析出，每個跑步者在達(dá)到最高速時，從抬腳到落地約耗時1／3秒；更有趣的是，無論是博爾特還是老奶奶，這個數(shù)字幾乎沒有出入?！袄夏棠屉m然跑不過博爾特，但她全速跑時，腳復(fù)位的速度幾乎與博爾特一樣?！?/p>

滯空的1／3秒，被認(rèn)為是接近生理極限。韋安德說很少有人能在這一點上改進(jìn)更多除了一個例外——南非“刃鋒戰(zhàn)士”皮斯托瑞撕。這個雙腿截肢的選手由于依靠一雙碳纖維假肢跑步假肢重量遠(yuǎn)比正常人輕，因此他能比其他選手?jǐn)[腿快20％，從而不落下風(fēng)。

對絕大數(shù)選手來說，速度更取決于他們能從地面獲得多大的蹬地力：要么對地面施加的作用力更大；要么延長作用力時間。

第二種辦法正是獵豹獲得高速的原因：通過背骨的異常彎曲來最大化發(fā)力時間。獵豹前腿著地時，柔韌的背骨會極度彎曲，讓后腿盡可能長時間騰空；后腿彈跳時重新釋放彎曲的背骨，讓前腿盡量騰空同時后腿在地面產(chǎn)生更大的推力。

這樣的技巧，雙腳動物沒法用。但科技也帶來過革命：1990年代速度滑冰就從克萊普冰刀上獲益匪淺。由于新式冰刀的設(shè)計讓選手的冰刀與冰面接觸時間更長，可以更大發(fā)力。于是在長野、鹽湖城兩屆冬奧會上一大批新世界紀(jì)錄問世。

遺憾的是，短跑選手想在跑鞋上做文章，卻很難有進(jìn)展。這是由于跑動中的雙腿就像彈跳棒，接觸地面、壓縮肌肉。如果新跑鞋技術(shù)介入，那步態(tài)就必須改變，但會干擾到腿的反彈，從而影響整體表現(xiàn)。韋安德說，只有皮斯托瑞斯例外。因為他的假肢比正常人的更富彈性，能讓他比其他選手在地面作用的時間長10％。

現(xiàn)在看來，提高成績只有一條路了：產(chǎn)生更大的蹬力。

簡單地說，跑得決的人比跑得慢的人對地面施加更大的作用力。數(shù)據(jù)顯示，一個冠軍級別的短跑選手，可以產(chǎn)生2，5倍于他體重的蹬地力，而大多數(shù)人只能產(chǎn)生2倍的力。當(dāng)博爾特的腳掌著地時，在幾毫秒時間里可以產(chǎn)生約400公斤的推力。

一股來說，動物的肌肉所能產(chǎn)生的速度與其大小密切相關(guān)。比方說，老鼠比大象小得多''因此可以更快地運(yùn)動其肌肉。對人類來說也是如此。短跑選手一般身材不能太高，這樣才有更多的快肌纖維(fast-twitchfiber)用于短距離加速，而不是長距離跑。

博爾特是個異類。韋安德說，一般來說，那么大的塊頭，起跑都難。

科學(xué)家們可以預(yù)見的是，隨著基因治療技術(shù)的發(fā)展，今后會有很多選手會鉆制度的漏洞，提高快肌水平，從而挑戰(zhàn)極限。

但是，從最根本的生理機(jī)制層面看“至今我們對這些力的認(rèn)識都是基于靜態(tài)環(huán)境(未能結(jié)合多因素)，因此還無法解讀從作用力到整體運(yùn)動中的方方面面?！表f安德說。等到能夠破解短跑密碼的那一天，人類或?qū)⑻魬?zhàn)9秒大關(guān)。