人類到底可以跑多快

如果說(shuō)1968年是個(gè)分水嶺，美國(guó)短跑選手吉姆·海因斯在墨西哥城奧運(yùn)會(huì)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(guó)布魯斯堡大學(xué)的數(shù)學(xué)家紐巴里曾計(jì)算“人類的（百米跑）極限是9.44秒”；日本數(shù)據(jù)評(píng)估與分析中心的根據(jù)統(tǒng)計(jì)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)會(huì)上，牙買加“閃電”博爾特用驚艷全場(chǎng)的9.69秒創(chuàng)造了賽會(huì)新紀(jì)錄，并在次年的柏林世錦賽上把人類極限推至9.58秒。

若要打破預(yù)測(cè)，劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)家巴羅出了些歪點(diǎn)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(guó)南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)的學(xué)者韋安德通過(guò)高速攝影機(jī)分析出，每個(gè)跑步者在達(dá)到最高速時(shí)，從抬腳到落地約耗時(shí)1/3秒。更有趣的是，無(wú)論是博爾特還是老奶奶，這個(gè)數(shù)字幾乎沒有出入。“老奶奶雖然跑不過(guò)博爾特，但她全速跑時(shí)，腳復(fù)位的速度幾乎與博爾特一樣。”

滯空的1/3秒，被認(rèn)為接近生理極限。韋安德說(shuō)很少有人能在這一點(diǎn)上改進(jìn)更多，除了一個(gè)例外——南非“刀鋒戰(zhàn)士”皮斯托瑞斯。這個(gè)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(duì)絕大數(shù)選手來(lái)說(shuō)，速度更取決于他們能從地面獲得多大的蹬地力：要么對(duì)地面施加的作用力更大；要么延長(zhǎng)作用力時(shí)間。

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

這樣的技巧，雙腳動(dòng)物沒法用。但科技也帶來(lái)過(guò)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(jì)讓選手的冰刀與冰面接觸時(shí)間更長(zhǎng)，可以更大發(fā)力，于是在長(zhǎng)野、鹽湖城兩屆冬奧會(huì)上一大批新世界紀(jì)錄問(wèn)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(dòng)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(huì)干擾到腿的反彈，從而影響整體表現(xiàn)。韋安德說(shuō)，只有皮斯托瑞斯例外。因?yàn)樗募僦日Ｈ说母粡椥裕茏屗绕渌x手在地面作用的時(shí)間長(zhǎng)10%。

現(xiàn)在看來(lái)，提高成績(jī)只有一條路了：產(chǎn)生更大的蹬力。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，跑得快的人比跑得慢的人對(duì)地面施加更大的作用力。數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)冠軍級(jí)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(shí)，在幾毫秒時(shí)間里可以產(chǎn)生約400公斤的推力。

一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物的肌肉所能產(chǎn)生的速度與其大小密切相關(guān)。比方說(shuō)，老鼠比大象小得多，因此可以更快地運(yùn)動(dòng)其肌肉。對(duì)人類來(lái)說(shuō)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用于短距離加速，而不是長(zhǎng)距離跑。

博爾特是個(gè)異類。韋安德說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，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(huì)有很多選手會(huì)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(duì)這些力的認(rèn)識(shí)都是基于靜態(tài)環(huán)境（未能結(jié)合多因素），因此還無(wú)法解讀從作用力到整體運(yùn)動(dòng)中的方方面面。”韋安德說(shuō)。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)。