聚焦2008北京奧運(yùn):《連線》雜志稱數(shù)學(xué)家繪制人類百米跑速度遠(yuǎn)未接近極限

數(shù)學(xué)家繪制的人類百米短跑速度紀(jì)錄曲線

    據(jù)2008年8月25日美國(guó)《連線》雜志報(bào)道，牙買(mǎi)加選手博爾特在北京奧運(yùn)會(huì)上輕松打破百米跑世界紀(jì)錄令人震驚，不過(guò)9秒69這個(gè)成績(jī)還遠(yuǎn)未達(dá)到科學(xué)家最新預(yù)測(cè)的人類極限速度。
 
    由于他打破了一百年來(lái)一直應(yīng)用于100米短跑的數(shù)學(xué)模式，博爾特的驚世一跑讓科學(xué)家們重新設(shè)定人類最終能跑多快。日本數(shù)據(jù)評(píng)估與研究中心一位負(fù)責(zé)人表示，“現(xiàn)今百米跑的成績(jī)完全不符合簡(jiǎn)單的曲線求律法。”
 
    許多科學(xué)家認(rèn)為，100米跑的速度極限應(yīng)該在9秒45左右。相關(guān)指數(shù)曲線完全按照百米短跑世界紀(jì)錄推算而來(lái)，在預(yù)測(cè)百米世界紀(jì)錄不斷被刷新改寫(xiě)方面非常吻合。不過(guò)應(yīng)該注意的是，博爾特此次狂破世界紀(jì)錄出乎專家們的預(yù)料，因?yàn)榘凑丈鲜隼碚摚�直�?030年以后，才會(huì)有人跑進(jìn)9秒69。
 
    新的世界紀(jì)錄可能會(huì)促使他們依此再度尋找推算人類速度極限的工具。賓夕法尼亞布魯姆斯堡大學(xué)數(shù)學(xué)家、統(tǒng)計(jì)與運(yùn)動(dòng)教科書(shū)作者萊扎.諾巴里表示，“隨著新紀(jì)錄的產(chǎn)生，人們可能會(huì)暫時(shí)不再熱衷于猜測(cè)下一個(gè)最快紀(jì)錄會(huì)是多少。”
 
    在此之前他曾根據(jù)計(jì)算推斷人類在百米跑的最快極限應(yīng)為9秒44。和諾巴里執(zhí)同樣觀點(diǎn)的數(shù)學(xué)家們不會(huì)用身體指標(biāo)來(lái)評(píng)定人類的生理極限，而只是研究相關(guān)數(shù)據(jù)，以證明人類挑戰(zhàn)速度極限的腳步正在不斷放慢，最終會(huì)完全停止。實(shí)際上，在某些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目方面，如跳遠(yuǎn)，世界紀(jì)錄已長(zhǎng)時(shí)間未有突破，幾近停頓，自1968年起只被兩次改寫(xiě)。
 
    不過(guò)也有可能數(shù)學(xué)家們自始至終估算進(jìn)程的方法是完全錯(cuò)誤的。幾年之前，來(lái)自洛杉磯的物理學(xué)家喬納斯.穆萊卡發(fā)明出一種方式，采用從地震學(xué)中學(xué)到的技術(shù)推算出，人類會(huì)在2009年達(dá)到類似博爾特今天的速度。但是，連他自己也不敢相信這份研究成果，因此并未將它公開(kāi)發(fā)表。穆萊卡表示，“當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄約為9秒79，通過(guò)我自己的計(jì)算表明，會(huì)到2009年將這一紀(jì)錄縮短至9秒6左右。當(dāng)時(shí)真覺(jué)得不可思議，不可能會(huì)進(jìn)步這么快。每當(dāng)想到這些，我就會(huì)自我否定這些結(jié)論，現(xiàn)在真是悔之晚矣。”
 
    盡管穆萊卡成功研究出正確的計(jì)算方法，達(dá)拉斯南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)生理學(xué)者彼得.威亞德還是將主要研究方向定為跑步的生物力學(xué)性，他認(rèn)為純數(shù)學(xué)方法永遠(yuǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)人類最終能跑多快，“那樣只能是隨便預(yù)測(cè)一下，絕不是科學(xué)有效的研究。首先要假設(shè)過(guò)去發(fā)生的事情也會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)在未來(lái)的世界，而數(shù)學(xué)家是不可能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出天才運(yùn)動(dòng)員所能達(dá)到的人類極限，博爾特就是個(gè)好例子。”
 
    在過(guò)去15年里，威亞德一直致力于研究全世界最頂尖的45名百米跑運(yùn)動(dòng)員的身體類型，結(jié)果幾乎所有的世界級(jí)選手的身體條件都符合其所從事項(xiàng)目的要求，只有本屆奧運(yùn)會(huì)的新科百米冠軍博爾特是個(gè)例外。威亞德說(shuō)，“博爾特本身不符合傳統(tǒng)選才標(biāo)準(zhǔn)，他是個(gè)大個(gè)頭，一般情況下起跑反應(yīng)和速度不會(huì)太快，因?yàn)閯?dòng)物的肌肉反應(yīng)速度與其身體大小關(guān)系很大。例如，嚙齒類動(dòng)物的體型比大象小很多，其移動(dòng)速度也要比后者快得多，同樣道理也適用于人類。短跑運(yùn)動(dòng)員通常都身材不高，擁有更多的肌肉快抽纖維，可以快速起動(dòng)加速，不過(guò)并不擅長(zhǎng)長(zhǎng)距離跑步。400米跑運(yùn)動(dòng)員一般會(huì)個(gè)子稍高，擁有反轉(zhuǎn)肌肉纖維。而博爾特卻能兼具高個(gè)子的力學(xué)優(yōu)勢(shì)和小個(gè)子的快抽肌纖維能力。”
 
    來(lái)自倫敦大學(xué)皇家獸醫(yī)學(xué)院的生物力學(xué)專家約翰.哈奇森一直致力于研究動(dòng)物的移動(dòng)方式。他表示同意威亞德的說(shuō)法，人類的速度極限不太可能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出來(lái)。在他看來(lái)，國(guó)際奧委會(huì)及其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)限制短跑選手應(yīng)用先進(jìn)生物科技的數(shù)量，才能最終決定運(yùn)動(dòng)員能跑多快。
 
    哈奇森表示，“人類極限很大程度上還是取決于國(guó)際奧委會(huì)的規(guī)定，就象某種在運(yùn)動(dòng)規(guī)章和人們將技術(shù)推向極致之間的軍備競(jìng)賽。從某種角度講必須有規(guī)章來(lái)限制人們更瘋狂地利用科技進(jìn)步追求單純的成績(jī)。”
 
　　由于在不遠(yuǎn)的將來(lái)，基因療法很可能將會(huì)面世，按照威亞德的說(shuō)法，將其用于運(yùn)動(dòng)員身上是“不可避免的”。他警告說(shuō)，“我們可能真的會(huì)碰到千奇百怪的事情。”