百米賽跑，提高0.1秒有多難？

何承波

賽場上已經(jīng)沒有尤塞恩·博爾特的身影，但他的神話無人打破。

十二年前，柏林世錦賽上，博爾特史無前例地將百米短跑的紀(jì)錄拉到了9秒58。

不過，如今的博爾特對自己一手締造的奇跡似乎有些擔(dān)憂。7月，他對媒體表示，東京奧運(yùn)會(huì)賽場上，鞋釘技術(shù)的進(jìn)步很可笑，也不公平。

新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，勢必會(huì)帶來人類跑步速度的新突破。9秒58，到底是不是人類的極限，也許很快得到驗(yàn)證。

今年東京奧運(yùn)會(huì)開賽前，媒體紛紛預(yù)測，誰將接下博爾特的大旗。不過，最終，100米短跑由意大利選手馬塞爾·雅各布斯爆冷拿下，成績?yōu)?秒80。

盡管沒能超越博爾特，但這項(xiàng)成績，已經(jīng)算近年100米短跑中的佼佼者。

科學(xué)技術(shù)的步伐，并不會(huì)停止。在這項(xiàng)原始的運(yùn)動(dòng)面前，科技的加持，將在多大程度上帶來人類本能的突破？是否會(huì)改變?nèi)祟愖非笏俣鹊睦寺髁x色彩？

速度的科學(xué)

短跑，是奧運(yùn)會(huì)中最偉大的比賽，但它也是最簡單的。

八名選手，八條直線。一聲巨響，肌肉爆發(fā)，不到10秒勝利者便誕生。運(yùn)動(dòng)員所做的，唯有奮力一跑。兩只腳，幾個(gè)眨眼的時(shí)間里，100米短跑運(yùn)動(dòng)員就完成了需要調(diào)動(dòng)的身體機(jī)能，以至于科學(xué)家們?nèi)栽谠噲D理解這種速度背后的科學(xué)。

幾個(gè)世紀(jì)前，牛頓提出了運(yùn)動(dòng)定律，但運(yùn)用到人體時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，事情變得非常復(fù)雜。

短跑運(yùn)動(dòng)員為什么快得起來？

直到最近二十年， 這件事基本是未知的。南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)應(yīng)用生理學(xué)和生物力學(xué)教授彼得·韋恩德說：“如果你在20世紀(jì)90年代末問一個(gè)教練研究了什么，答案可能是非常表面的?！?/p>

如今，借助高速跑步機(jī)、慢動(dòng)作成像和壓力傳感器，科學(xué)家們能夠研究百米短跑的各個(gè)方面。韋恩德認(rèn)為，頂級短跑運(yùn)動(dòng)員之所以快，是因?yàn)樗麄兊耐炔渴┘咏o地面的力量，異乎常人，能獲得更多的地面反作用力，跑步速度也隨之變快，這跟他們的體重有關(guān)。

“長跑是在地面上跑，而短跑沖刺僅在地面上掠過?！边@句話巧妙地道出了短跑與長跑的區(qū)別。

一種認(rèn)知誤區(qū)在于，短跑比拼的是雙腿移動(dòng)的頻率—所謂“步頻”，事實(shí)上，博爾特快如閃電的原因，是他每走一步的力量高達(dá)450公斤，是他體重的5倍，而一般的運(yùn)動(dòng)員只有3.5倍左右。

頂級短跑運(yùn)動(dòng)員的步伐，好比是拳擊手的拳頭，力量巨大，快如閃電。了不起的是，他們不僅每一步都達(dá)到了體重的四倍或五倍的峰值，而且，令人難以置信的是，他們幾乎在一瞬間就完成了。頂級短跑運(yùn)動(dòng)員的腳，只在地上停留不到十分之一秒，比一般人眨眼的時(shí)間快三倍。

短跑是一場集中精力的戰(zhàn)斗，也是一場對抗疲勞的戰(zhàn)斗。另一個(gè)仍在探索的研究領(lǐng)域是疲勞的力學(xué)和化學(xué)。短跑運(yùn)動(dòng)員在最后一米似乎沖到了前面，但他們不是在加速，是在最短的時(shí)間內(nèi)放慢了速度。

韋恩德說：“當(dāng)博爾特第二次達(dá)到最高速度時(shí)，他已經(jīng)很疲勞了。 我們能做的，是量化這種疲勞的速度，并計(jì)算出能量的損失。”

博爾特快如閃電的原因，是他每走一步的力量高達(dá)450公斤，是他體重的5倍，而一般的運(yùn)動(dòng)員只有3.5倍左右。

博爾特另一個(gè)優(yōu)勢，是他的長腿，100米的賽道上，他只要跑41步，而他的對手要跑45步，他的肌肉疲憊的機(jī)會(huì)少了4次。每完成一個(gè)跑步動(dòng)作，肌肉會(huì)使用一種叫作ATP的化學(xué)能量，這種能量必須不斷補(bǔ)充，才能維持身體機(jī)能。

如此循環(huán)，一定有某些東西導(dǎo)致疲勞，但還不知道具體是什么。

我們還可以跑多快，這個(gè)問題科學(xué)不善于回答。科學(xué)所知道的是，必定有多種方法將打破人體的障礙，無論是更好的設(shè)備、知識(shí)、訓(xùn)練體系，或者技術(shù)，還是意想不到的情況。

“我們所知道的是，在現(xiàn)代社會(huì)中，追求更快速度的動(dòng)機(jī)是巨大的?！?h3>“彈簧”與“蹦床”？

今年6月，美國奧運(yùn)選拔賽中，短跑運(yùn)動(dòng)員西妮·麥克勞林在女子400米欄項(xiàng)目中打破了世界紀(jì)錄。8月初，東京奧運(yùn)會(huì)上，麥克勞林以51秒46再次刷新自己創(chuàng)下的世界紀(jì)錄。第二位沖過終點(diǎn)的選手，也打破了麥克勞林6月份的記錄，但不得不屈居銀牌。

世界紀(jì)錄的刷新，競爭不可謂不慘烈。

男子方面也是如此。400米跨欄決賽的冠軍和亞軍，無不打破了此前的世界紀(jì)錄。

一個(gè)共同點(diǎn)是，這四位選手，包括今年的許多其他選手，穿了一種新型的跑鞋—超級釘鞋。

某運(yùn)動(dòng)品牌鞋類創(chuàng)新部門的研究員對媒體表示：“如果我們看一下整體格局，大多數(shù)人都會(huì)相信這些‘超級釘鞋，絕對是重要因素?！?/p>

過去，釘鞋中使用的泡棉很重，沒有彈性，每百克泡沫會(huì)損耗1%的能量，回報(bào)給運(yùn)動(dòng)員的能量效率比較低下。

2019年開始，新配方的泡棉開始被耐克、阿迪達(dá)斯、彪馬等品牌所運(yùn)用，不僅更輕，壓扁后還能反彈，可返回85%的能量給運(yùn)動(dòng)員。一些研究顯示，這種新鞋能提高運(yùn)動(dòng)員2%左右的效率。

超級釘鞋的另一種材料是碳纖維，這種材料制成的鞋釘，可以減少腳趾屈曲過程中損失的能量。

超級釘鞋對身體的作用發(fā)生了改變，給賽道帶來了新的可能性，也帶來了一些爭議。

奪得男子400米金牌的挪威選手沃爾霍姆，點(diǎn)名批評美國選手本杰明的超級釘鞋，稱他鞋底裝了彈簧，簡直是狗屎。