人類到底可以跑多快

倫敦奧運會上，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錄。這個地球上跑得最快的人，何時能顛覆科學家對終極速度的預言?

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會以9.95秒創造100米短跑的新世界紀錄——人類首次跑進10秒大關。在20世紀剩余的32年里，這一紀錄僅僅提升了0.16秒；但在最近5年里，世界紀錄不斷被刷新，比上世紀的所有進展都快。

2008年北京奧運前。美國布魯斯堡大學的數學家紐巴里(Reza Noubary)曾計算“人類的(百米跑)極限是9.44秒”；日本數據評估與分析中心的Tatsuo Tabata根據統計數據做出的模型顯示，2030年之前，人類都不可能跑進9.70秒。

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

若要打破預測，劍橋大學的數學家巴羅(John Barrow)出了些歪點子：順風跑，或在空氣稀薄的高海拔地區跑(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制。美國南衛理公會大學的學者韋安德(PeterWeyand)通過高速攝影機分析出，每個跑步者在達到最高速時，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，這個數字幾乎沒有出入。“老奶奶雖然跑不過博爾特，但她全速跑時，腳復位的速度幾乎與博爾特一樣。”

滯空的1／3秒，被認為是接近生理極限。韋安德說很少有人能在這一點上改進更多除了一個例外——南非“刃鋒戰士”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比正常人輕，因此他能比其他選手擺腿快20％，從而不落下風。

對絕大數選手來說，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。由于新式冰刀的設計讓選手的冰刀與冰面接觸時間更長，可以更大發力。于是在長野、鹽湖城兩屆冬奧會上一大批新世界紀錄問世。

遺憾的是，短跑選手想在跑鞋上做文章，卻很難有進展。這是由于跑動中的雙腿就像彈跳棒，接觸地面、壓縮肌肉。如果新跑鞋技術介入，那步態就必須改變，但會干擾到腿的反彈，從而影響整體表現。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％。

現在看來，提高成績只有一條路了：產生更大的蹬力。

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。數據顯示，一個冠軍級別的短跑選手，可以產生2，5倍于他體重的蹬地力，而大多數人只能產生2倍的力。當博爾特的腳掌著地時，在幾毫秒時間里可以產生約400公斤的推力。

一股來說，動物的肌肉所能產生的速度與其大小密切相關。比方說，老鼠比大象小得多''因此可以更快地運動其肌肉。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。

科學家們可以預見的是，隨著基因治療技術的發展，今后會有很多選手會鉆制度的漏洞，提高快肌水平，從而挑戰極限。

但是，從最根本的生理機制層面看“至今我們對這些力的認識都是基于靜態環境(未能結合多因素)，因此還無法解讀從作用力到整體運動中的方方面面。”韋安德說。等到能夠破解短跑密碼的那一天，人類或將挑戰9秒大關。