博尔特连连打破百米世界纪录，世界惊呼：他又一次突破了人类极限！

　　国外的科学家们又开始预测人类的速度极限，有人预测9秒42，有人预测9秒48，还有人预测9秒29。博尔特本人说，他可以跑到9秒40。

　　那么，科学家是怎样预测的呢？

　　世界上最受认可的预测法——

　　数学函数法

　　被博尔特在北京奥运会上否定了

　　事后诸葛亮说

　　他曾经预测2009年男子百米的纪录可达9秒58

　　以上都是曾经轰动一时但已被现实打破的预言。美国《连线》杂志中还报道了一个“事后诸葛亮”——洛杉矶的物理学家乔纳斯·穆莱卡。他说自己曾在几年前从风速研究入手，量化外界干扰对人类极限速度的作用，他的推测结果和博尔特今年的表现分毫不差——2009年男子百米的纪录可达9秒58。但当年他并不相信自己的研究成果，所以没有公开发表。

　　最新预测一：9秒48

　　数学家绘制的人类百米短跑速度纪录曲线

　　上世纪70年代，统计学家们为百米世界纪录建立了一个坐标系，横坐标(X)是年份，纵坐标(Y)是纪录值，将各点连成线，然后从曲线倒推函数关系。

　　近百年来，前半段和后半段的Y值下降速度差别很大，也就是说随着时间的推移，世界纪录之间的差距正在拉近。这种方法虽然原始，但它的预测和多年来的实际情况奇迹般吻合，所以在学术界广受认可。美国宾夕法尼亚州布鲁姆斯堡大学的数学教授莱扎·诺巴里根据该理论推测出，人类直到2030年才能跑进9秒69。

　　去年，博尔特在北京奥运会上跑出了9秒69的百米纪录，这一预测被彻底粉碎了。美国《连线》杂志立刻发文称：“博尔特打破了100年来应用于百米短跑纪录预测的数学模式。”日本数据评估与研究中心一位负责人也表示：“现今百米跑的成绩完全不符合简单的曲线求律法。”

　　然而诺巴里教授并没有放弃他的研究，他说：“博尔特的突破，说明我需要对曲线作出调整，但并不意味着这种研究方式得被抛弃，我过去对人类极限的预测是9秒44，根据对模型的微调，现在我将它缩短到9秒42。”

　　生物学家的预测

　　通常低估人类极限

　　生物学家们表示对这种研究方法不再相信，美国达拉斯的南卫理公会大学的副教授彼得·威亚德说，数学家的预测模型没有考虑进相关的物理和生物知识，因此永远无法预测出人类的极限。“他们只是陷入了模型被破坏，然后作调整的怪圈。”

　　诺巴里教授争辩说：“数学家之所以不考虑其他因素，只研究数据，是因为数据本身已经包含一切；抛开数据作研究不可能全面，因为你不知道还有什么因素未被发现。”

　　诺巴里的说法或许更有道理，因为不少生物学家根据生物学所作的预测，大多已被证明把人类极限低估了。

　　比如ATP(三磷酸腺苷)理论。从生物化学角度说，人体的供能系统有三种，而在做最大强度的运动时，必须启动输出能量最快的磷酸元系统：现成的ATP可够肌肉运动1-3秒；然后为了维持高速度，磷酸肌酸会应急合成新的ATP，但也只能维持5-8秒，超过8秒就只有启动另一种糖酵解系统参与供能了，奔跑的速度将大大降低。生物学家经综合换算，认为磷酸元系统大约可以维持10秒的肌肉运动，所以生物学家当年预测人类百米跑的极限是10秒。

　　还有一种骨骼理论，1976年，生物力学创始人吉迪恩·阿里尔曾利用人体工程学的方法预测百米赛跑的极限速度，他根据人体对抗空气的阻力、体重对地面的反作用力等因素计算，得出一个极限速度，超过的话骨骼和肌腱将会断裂、脱离。另外他还考虑可能出现的例外，将这个数字作了调整，最后得出的极限速度是9秒6。

　　目前关于男子百米最新和最大胆的预测都用了数学推算法。

　　美国斯坦福大学教授马克·丹尼去年十月份在《实验生物学》上发表了他的最新研究。马克教授的方法是从已经达到体能极限的纯种马和灰狗推导出人类的极限值。

　　他分析了1896年以后的纯种马赛跑记录，1927年以后的灰狗奔跑记录，和1900年以后的人类赛跑记录，并为他们各自建立了数学模型。

　　“尽管体育竞赛的繁荣孕育出更多优良品种的马和灰狗，尽管冠军训练师的技术在加强，可能还有未被发现的兴奋剂在被使用，但灰狗和马在最近的几十年内再也没有跑出更好的成绩。”马克教授说。

　　灰狗的速度极限在20世纪60年代就已达到。而赛马的最高纪录则由美国名马“秘书处”于1973年创下，它的血统非常优秀，父亲“统治者”曾8度荣获冠军种马，母亲“皇室成员”也孕育出许多冠军子孙。“秘书处”19岁时因蹄叶炎无法站立而被人道处死，解剖后发现，它的心脏比一般马匹大3倍。

　　马克教授采用逻辑学、生物力学和统计学的方法推算出9.48秒是人类的百米跑步速度极限，他同时预测女子百米跑的极限是10秒19。

　　博尔特为什么跑得这么快？

　　最新预测二：

　　9秒29

　　2002年7月19日，又高又瘦的博尔特在牙买加首都金斯顿赢得了世青赛200米冠军，年仅15岁。

　　7年后，他健壮了许多，肩膀宽阔，肌肉匀称，体能专家评价说：“好比在钢筋上面浇筑了混凝土，一座大厦建造起来了。”

　　达拉斯南卫理公会大学生理学家彼得·威亚德分析过全世界顶尖的45名百米跑运动员的身体类型，几乎所有人的身体条件都可以用某些标准来衡量，但博尔特是个例外。“可能他中了基因彩票，兼具高个子的力学优势和小个子的快抽肌纤维能力。”

　　博尔特确实中了基因彩票。牙买加理工大学教授莫里森说，体检结果表明，博尔特血液中的荷尔蒙和红细胞含量都高于普通人的平均值，能够更快地从疲劳中恢复，他同时拥有ACTN3(α辅肌动蛋白3)和EPO(血红蛋白生长素)、CKMM(肌型肌酸激酶)这三种运动员基因。

　　ACTN3可以使肌肉在快速收缩时更加有力，澳大利亚体育研究院的南洋(NanYang)和丹尼尔(Daniel)曾调查过737名运动员，他们发现，普通运动员拥有ACTN3基因的比例为30%左右，而短跑、举重项目的运动员中，ACTN3基因的携带比例高达95%，所以被称作“金牌基因”。

　　EPO可以加快身体产生能量的速度，CKMM可以帮助机体将慢肌转化为快肌——快肌纤维提供短期能量，是造就短跑运动员惊人速度的关键。

　　同时拥有这三种基因的，全世界目前可能只有博尔特一人。

　　最大胆的预测来自法国生物医学和运动流行病学研究所(Irmes)。这个机构的专家称，人类的速度极限是9秒29。创造这个纪录的时间极限是2060年，之后所有体育项目不会再有突破。

　　这个机构的科学家们依据的是两方面材料。第一是把1896年以来田径、自行车、举重、游泳和速度滑冰五项运动各147次比赛、共3260个世界纪录制作成曲线图，五条线的变化轨迹大致相同：上世纪初，一个人都能打破多项世界纪录，而到了五六十年代变得缓慢，70年代以后，世界纪录的刷新速度更是急剧下降。后半段则在某个极限值以下缓慢增长。

　　另一个依据是，现代奥运会的早期，创造一项纪录只需消耗75%的体力，而如今运动员的体力消耗率已达99%，上升空间不多。

　　Irmes会长吉恩·佛朗克斯·托桑特据此推断：“人类体能即将达到极限，世界纪录即将画上句号。”

　　Irmes参考了各种客观因素对世界纪录的影响，并建构了一个新的数学模型。他们计算出的速度极限与荷兰蒂尔堡大学的艾因马尔教授不谋而合：9秒29。

　　托桑特博士很自信地说：“我们考虑了各种客观因素的影响，如计时方法、服装、设备、训练方法和饮食等，再超越便得挑战人类基因。”他还预言，到了2027年，会有一半运动项目达到极限，田径是第一个，最有突破空间的是女子撑杆跳。而且未来的新纪录和原纪录的差距会很小，如百米跑的刷新将以千分之一秒来计算，甚至马拉松纪录的刷新也会缩为百分之一秒，举重的差距则只有几克。“在未来的体育竞赛中，跑步的方式和比赛的质量将比打破纪录更重要。”

　　影响人类速度的场外因素

　　人类的百米速度

　　我们都知道跑步时逆风会慢，海拔高会累，这两种客观条件在测算速度极限时常被用到。

　　美国科学家乔舒亚·斯皮格尔曾测算出，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。据此计算，美国运动员盖伊在风速每秒4.1米的情况下跑出百米9秒68的成绩，其中风帮他缩短了0.18秒。但这一研究成果没有得到体育界认可，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。”

　　此外，装备的进步可以帮助提高速度，如跑鞋、运动衣，跑道的材质等。最典型的例子是“鲨鱼皮”，自从2008年2月这种高科技泳衣被使用后，迄今已有171项游泳世界纪录被改写；国际泳联本月2日甚至宣布，明年1月起将禁止运动员穿高科技泳衣参加比赛。

　　以上客观因素只能对速度起微小的提升作用，真正有影响力的场外因素是基因。据英国媒体透露，目前欧洲的一些生物实验室正在加紧研究一种复制人体基因的技术，它主要是为选手注射带有EPO(血红蛋白生长素)的基因。EPO可以促进肌肉中的氧气生成，使肌肉更加有力，因此被应用于兴奋剂，但是通过基因技术衍生出的EPO会和人体自然生成的一模一样，奥委会现行的检验根本无法查出。

　　1896年首届现代奥运会上，男子百米最佳成绩是12秒。

　　1904年圣路易斯奥运会，男子百米冠军阿奇·哈恩(美国)的成绩是11秒。

　　1912年7月6日，美国运动员唐纳德在瑞典斯德哥尔摩创造了10秒6的百米纪录。

　　1968年，美国运动员吉姆·海恩斯在墨西哥城创造了9秒95的男子百米纪录，突破10秒。

　　1991年，在日本举行的世界田径锦标赛上，美国田径名将刘易斯跑出9秒86，首次将百米成绩带入9秒9以内。

　　1999年，美国运动员格林在希腊雅典创造9秒79的成绩，让百米纪录再度突破一个十分之一秒的关卡。

　　2008年，博尔特创下9秒69的纪录，又是一个十分之一秒；日前，博尔特再破纪录，跑出了9秒58这样一个被科学家形容为“非人类”的成绩。

　　资料来源：英国《每日电讯报》(2007年12月27日)，德国《每日镜报》(2009年8月16日)，美国《堪萨斯城星报》(2009年8月16日)等。