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新华社记者 郭大岳 摄 |
博尔特、盖伊、鲍威尔,他们是当今男子百米的顶尖高手;刘翔、罗伯斯,他们是目前男子110米栏的佼佼者。此外,他们还有个共同的称号——“飞人”。 8月15日,北京奥运会田径项目的比赛终于拉开帷幕。 “飞人”聚集鸟巢,开始他们飞翔的精彩对决。 速度,是对奥林匹克格言“更快、更高、更强”最直白的诠释;速度,是人类原始而恒久的追求。 那么,人类竞速的极限何在?
96年提高0.88秒
1912年7月6日,美国人唐纳德在瑞典斯德哥尔摩创造了10秒6的百米纪录。1960年,西德运动员阿明将百米纪录镌刻在10秒整的门槛上。跨越这短短0.6秒的时间,人类用了48年。 31年之后,美国传奇人物刘易斯凭借9秒86的成绩,首次将百米纪录带入9秒9之内;八年之后,同为美国人的格林以9秒79的成绩,让百米纪录再度突破了一个1/10秒的关卡;2008年5月31日,牙买加名将博尔特以9秒72的成绩,让百米纪录又一次刷新。 从1912年到2008年这近百年的时间里,斗转星移,百米纪录不过提高了0.88秒。 相对于百米赛跑而言,110米栏的项目受到诸如上栏、过栏、栏间跑等技术因素的影响,其世界纪录的提高更加艰难。从美国人米尔布恩1972年创造的13秒24到英国人杰克逊1993年创造的12秒91,21年间这一纪录才提升了0.33秒;13年后,刘翔用12秒88的成绩让杰克逊的纪录作古;古巴小将罗伯斯则在今年6月将这一纪录再度提高了百分之一秒。
ATP,竞速能量之源
提高速度的因素,并非是身高腿长。正如德国法兰克福大学体育科学研究所鲁丁格·普莱斯博士指出的,虽然腿长能使步距增大,但这和步频之间有一定的反比关系,身高腿长不是跑得快慢的决定因素,真正的决定因素有两个:神经和肌肉,即神经系统对肌肉运动的控制和肌肉对这种控制的反应。 在普莱斯看来,这两个因素都是天生决定的,因此并非人人都能跑得很快。从这个意义上说,“飞人”多数是天才。而训练的作用,只是提高肌肉的力量和快速运动中各肌群的协同作用。普莱斯的理论,解释了为何相同身材的人有人跑得快,有人跑得慢。 但是,人类最快到底能有多快?从另外一个角度来看,这一极限还受到ATP(三磷酸腺苷)的限制。打个比方说,人类奔跑的速度极限好比开车出行的距离极限,神经和肌肉分别如同驾车者的技术和车辆的性能,但车辆最终能开多远还要看车里的油,人到底能跑多快还要看人体能量之源ATP。 从生化角度而言,人体内的能量供应系统分为若干种不同方式,当人们从事不同运动项目的时候,人体会根据运动方式、强度、持续时间等因素以不同方式供应能量。而在百米跑这样的项目中,人体供能最基本的直接能源物质就是ATP。生物学家根据ATP的合成和释放速度计算出,人类百米跑的时间应该在10秒左右。
9秒29?12秒38?
显然,要想精确知道人类速度的极限困难重重。因为除了人体自身的主观因素,许多客观因素的影响也无法忽视。首先,从跑鞋到运动衣,以及跑道的材质和铺设的好坏等,均对速度有一定的影响;其次,计时工具的精准也对速度的测定有微小而重要的影响。 再者,目前对于风速和海拔等地理因素的影响还没有定论。美国科学家乔舒亚·斯皮格尔曾经测算出,每秒2米的正向风速对于110米栏选手的贡献为0.19秒;625米高的海拔则能帮助110米栏选手将成绩提高0.03秒。根据相关测算,美国名将盖伊今年在风速每秒4.1米的情况下跑出百米9秒68的成绩,其中风速的贡献为0.18秒。但美国队教练哈维·格兰斯说:“没有人真正知道风速的影响到底有多少。” 那么,避开所有复杂因素,仅在现有条件下而言,人类速度极限究竟是多少? 借助一堆数理模型和计算公式,科学家们给出了结果。 荷兰蒂尔堡大学的约翰·艾因马尔说:100米的极限是9秒29;110米栏的极限是12秒38。 法国IRMES研究所的让-弗朗索瓦·图桑也说,100米的极限是9秒29。 根据图桑的研究,目前各项目中游泳纪录提高空间较大——北京奥运会上各路好手在“水立方”刀切豆腐般频创世界纪录的事实似乎验证了他的结论,但他认为径赛项目纪录已经逼近极限。“2027年,一半运动项目的纪录将达到人体极限;2060年之后,人类很难再创造任何项目的新纪录。” 而德国著名医学专家布洛赫的研究更加令人心动:“人类应该可以用9秒50跑完100米,”他说,“不过究竟能否做到,我也不知道。” 还有科学家乐观地认为,随着科技的发展,借助于基因改造与生物工程等成果,人体的性能将不断得到提高,人类的终极速度也将被不断刷新。 然而,这一切都只是未经证实的猜想,而且实际上,这一猜想命题本身,似乎也根本无法验证。 但我们知道,人类对于速度的追求,永远没有终点。
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