百米飞人大战背后的科学

2012年8月8日    来源：新浪科技

　　新浪科技讯 北京时间8月8日消息，据英国《独立报》报道，2012年伦敦奥运会男子百米飞人大战的决赛已经落下帷幕，牙买加人尤塞恩-博尔特成功卫冕并打破奥运会纪录，捍卫了“地球上速度第一人”的地位。博尔特的精彩表现在让人们陷入兴奋的同时也引发了一个有趣的疑问——是否存在比博尔特速度更快的人？

　　成为世界顶级的短跑选手需要满足一系列条件，其中包括体形、肌肉力量、腿部、脚踵和脚趾相对于身体的长度以及神经系统。博尔特身高6英尺5英寸(约合1.95米)，比绝大多数顶级短跑选手瘦，但仍满足在短跑比赛中跑出惊人速度所需具备的条件。这位牙买加飞人是100米短跑的世界纪录保持者，成绩为9.58秒。

　　前奥运会冠军，美国短跑名将卡尔-刘易斯曾拿到9块金牌。他的身高比博尔特矮3英寸(约合28厘米)，但身体比这位牙买加飞人更为强壮。上世纪80年代，刘易斯一直保持着百米飞人大战的世界纪录。英国伍尔弗汉普顿大学的阿兰-纳维尔认为，博尔特是世界级短跑选手体形发生变化的一个代表，现在的短跑选手身高越来越高，同时也比他们的前辈瘦。此前的短跑名将均肌肉发达。纳维尔说：“过去10几年时间里，男短跑选手的体形发生变化，越出色的选手身高越高，步幅也越大。”

　　短跑选手的腿越长，步幅越大，赋予他们中程优势，此时的选手达到最快速度，一直保持到他们冲过终点线。身高较矮但腿部肌肉更发达的选手在起跑后的加速阶段优势更大，但博尔特显然弥补了与其他选手相比肌肉方面的劣势。短跑是赛跑比赛中的终极之战，需要选手通过刻苦训练在身体和心理方面达到巅峰，才有机会问鼎冠军宝座。绝大多数专家认为世界顶级的短跑选手拥有与生俱来的惊人奔跑能力，而不是通过后天训练。

　　博尔特是牙买加人，本身就具有其他很多选手不具备的优势。研究显示西非黑人运动员拥有更多快肌纤维，与长跑选手的慢肌纤维相比，这种肌肉纤维很容易疲劳，但同时也能以更快的速度收缩。伦敦国王学院教授史蒂夫-哈里奇表示：“如果想成为一名出色的短跑选手，你的腿部肌肉需要拥有更多快肌纤维，在更短的时间内产生能量。与短跑选手相比，马拉松选手拥有更多慢肌纤维，这也就是为什么你永远无法将长跑名将保拉-拉德克里夫变成一位出色的短跑选手。同样地，你也无法将博尔特变成一位出色的长跑选手。”

　　举重训练能够让慢肌纤维变得更粗更强壮，但没有任何证据证明能够仅通过训练将一种肌肉纤维变成另一种肌肉纤维。科学家发现一种被称之为“ACTN3”的天然基因变异能够强化快肌纤维。也就是说，一个人是否拥有“短跑基因”取决于是否从父母那里继承这种基因。包括牙买加人在内的一些民族拥有短跑基因的比例超过其他民族。

　　一个人的跟腱和脚趾长度同样由基因决定。优秀的短跑选手跟腱更短，脚趾更长，有助于他们的小腿肌肉在加速阶段提高速度。对于博尔特这样的天才型短跑选手，训练同样非常重要。训练能够提高肌肉的强度，提高他们以磷酸肌酸形式储存能量的能力。磷酸肌酸让他们的肌肉拥有出色的爆发力。

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