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百米赛跑,提高0.1秒有多难?

2021-08-24何承波

南风窗 2021年17期
关键词:世界纪录尔特能量

何承波

赛场上已经没有尤塞恩·博尔特的身影,但他的神话无人打破。

十二年前,柏林世锦赛上,博尔特史无前例地将百米短跑的纪录拉到了9秒58。

不过,如今的博尔特对自己一手缔造的奇迹似乎有些担忧。7月,他对媒体表示,东京奥运会赛场上,鞋钉技术的进步很可笑,也不公平。

新技术不断涌现,势必会带来人类跑步速度的新突破。9秒58,到底是不是人类的极限,也许很快得到验证。

今年东京奥运会开赛前,媒体纷纷预测,谁将接下博尔特的大旗。不过,最终,100米短跑由意大利选手马塞尔·雅各布斯爆冷拿下,成绩为9秒80。

尽管没能超越博尔特,但这项成绩,已经算近年100米短跑中的佼佼者。

科学技术的步伐,并不会停止。在这项原始的运动面前,科技的加持,将在多大程度上带来人类本能的突破?是否会改变人类追求速度的浪漫主义色彩?

速度的科学

短跑,是奥运会中最伟大的比赛,但它也是最简单的。

八名选手,八条直线。一声巨响,肌肉爆发,不到10秒胜利者便诞生。运动员所做的,唯有奋力一跑。两只脚,几个眨眼的时间里,100米短跑运动员就完成了需要调动的身体机能,以至于科学家们仍在试图理解这种速度背后的科学。

几个世纪前,牛顿提出了运动定律,但运用到人体时,我们发现,事情变得非常复杂。

短跑运动员为什么快得起来?

直到最近二十年, 这件事基本是未知的。南卫理公会大学应用生理学和生物力学教授彼得·韦恩德说:“如果你在20世纪90年代末问一个教练研究了什么,答案可能是非常表面的。”

如今,借助高速跑步机、慢动作成像和压力传感器,科学家们能够研究百米短跑的各个方面。韦恩德认为,顶级短跑运动员之所以快,是因为他们的腿部施加给地面的力量,异乎常人,能获得更多的地面反作用力,跑步速度也随之变快,这跟他们的体重有关。

“长跑是在地面上跑,而短跑冲刺仅在地面上掠过。”这句话巧妙地道出了短跑与长跑的区别。

一种认知误区在于,短跑比拼的是双腿移动的频率—所谓“步频”,事实上,博尔特快如闪电的原因,是他每走一步的力量高达450公斤,是他体重的5倍,而一般的运动员只有3.5倍左右。

顶级短跑运动员的步伐,好比是拳击手的拳头,力量巨大,快如闪电。了不起的是,他们不仅每一步都达到了体重的四倍或五倍的峰值,而且,令人难以置信的是,他们几乎在一瞬间就完成了。顶级短跑运动员的脚,只在地上停留不到十分之一秒,比一般人眨眼的时间快三倍。

短跑是一场集中精力的战斗,也是一场对抗疲劳的戰斗。另一个仍在探索的研究领域是疲劳的力学和化学。短跑运动员在最后一米似乎冲到了前面,但他们不是在加速,是在最短的时间内放慢了速度。

韦恩德说:“当博尔特第二次达到最高速度时,他已经很疲劳了。 我们能做的,是量化这种疲劳的速度,并计算出能量的损失。”

博尔特快如闪电的原因,是他每走一步的力量高达450公斤,是他体重的5倍,而一般的运动员只有3.5倍左右。

博尔特另一个优势,是他的长腿,100米的赛道上,他只要跑41步,而他的对手要跑45步,他的肌肉疲惫的机会少了4次。每完成一个跑步动作,肌肉会使用一种叫作ATP的化学能量,这种能量必须不断补充,才能维持身体机能。

如此循环,一定有某些东西导致疲劳,但还不知道具体是什么。

我们还可以跑多快,这个问题科学不善于回答。科学所知道的是,必定有多种方法将打破人体的障碍,无论是更好的设备、知识、训练体系,或者技术,还是意想不到的情况。

“我们所知道的是,在现代社会中,追求更快速度的动机是巨大的。”

“弹簧”与“蹦床”?

今年6月,美国奥运选拔赛中,短跑运动员西妮·麦克劳林在女子400米栏项目中打破了世界纪录。8月初,东京奥运会上,麦克劳林以51秒46再次刷新自己创下的世界纪录。第二位冲过终点的选手,也打破了麦克劳林6月份的记录,但不得不屈居银牌。

世界纪录的刷新,竞争不可谓不惨烈。

男子方面也是如此。400米跨栏决赛的冠军和亚军,无不打破了此前的世界纪录。

一个共同点是,这四位选手,包括今年的许多其他选手,穿了一种新型的跑鞋—超级钉鞋。

某运动品牌鞋类创新部门的研究员对媒体表示:“如果我们看一下整体格局,大多数人都会相信这些‘超级钉鞋,绝对是重要因素。”

过去,钉鞋中使用的泡棉很重,没有弹性,每百克泡沫会损耗1%的能量,回报给运动员的能量效率比较低下。

2019年开始,新配方的泡棉开始被耐克、阿迪达斯、彪马等品牌所运用,不仅更轻,压扁后还能反弹,可返回85%的能量给运动员。一些研究显示,这种新鞋能提高运动员2%左右的效率。

超级钉鞋的另一种材料是碳纤维,这种材料制成的鞋钉,可以减少脚趾屈曲过程中损失的能量。

超级钉鞋对身体的作用发生了改变,给赛道带来了新的可能性,也带来了一些争议。

夺得男子400米金牌的挪威选手沃尔霍姆,点名批评美国选手本杰明的超级钉鞋,称他鞋底装了弹簧,简直是狗屎。

2016里约奥运会男子百米半决赛,博尔特冲刺过程中回头查看对手

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