史丹佛大學生物學家馬克丹尼表示，人類百公尺跑的極限速度是9.48秒，比尤塞恩博爾特目前保持的世界紀錄快0.10秒。當然，這指的是自然狀態下的人類。
在2008年發表於《實驗生物學期刊》的研究中，丹尼利用1900年代以來男子100公尺賽跑的成績紀錄，建立了人類最快跑步速度的模型。他將每年的最佳成績繪製成圖表，並利用電腦程式推導出一個方程，該方程的曲線能夠最好地模擬他所獲得的實際圖表的走勢。曲線顯示，人類100公尺賽跑的極限時間將在9.48秒左右趨於穩定。 「雖然還沒有達到峰值，但你可以明顯看出數據正在向這個峰值方向彎曲，」丹尼說。
自 20 世紀 50 年代以來，肯塔基德比大賽幾乎沒有進步。丹尼在同一項研究中也模擬了純種馬和賽狗的最佳比賽時間，他發現這些比賽也有速度限制，肯塔基德比大賽自 20 世紀 50 年代以來幾乎沒有進步，而賽狗的成績在 20 世紀 70 年代就趨於穩定。
「如果你看看其他物種——那些我們試圖培育跑得越來越快的物種——就會發現這行不通，」他說。 “沒有理由認為人類與其他物種有什麼不同，認為人類的能力就沒有極限。”
統計模型無法解釋跑步背後的力學原理。因此，南方衛理公會大學的生物力學教授彼得‧韋蘭德採取了不同的方法來研究這個問題。
韋蘭德是人類運動領域的權威專家，他表示，影響速度的主要因素是短跑選手的腳落地時所產生的力量。
韋恩德說，運動員以恆定速度奔跑時，會像使用彈簧棒一樣運用四肢。短跑運動員落地時，四肢會壓縮，為反彈做好準備。騰空時，雙腳也會再做好落地的準備。
當短跑選手落地時，90%的力道會垂直向上推他，而只有5%的力道用於水平方向的運動。韋恩德說，從這個角度來看，短跑選手的運動方式很像超級球。 「他們會不斷地彈跳，」他說。
我們的身體會透過改變觸地力度來自然調節跑步速度。觸地力度越大，速度就越快。
那麼，人類在奔跑時究竟能以多大的力道撞擊地面呢？
在2010年發表於《應用生理學雜誌》的一項研究中，韋蘭德和其他四位科學家讓跑步者在跑步機上以恆定速度進行不同步態的測試——向前跑、向後跑和跳躍。他們的研究發現，當我們跳躍時，四肢著地時的衝擊力比跑步時大30%，這主要是因為跳躍時腳在空中停留的時間更長。基於這個訊息，韋蘭德和他的團隊計算出，理論上，人類的奔跑速度可以達到每秒19.3公尺──也就是說，如果他們以生理上允許的最大衝擊力著地的話。如果短跑選手以這樣的速度跑完100米，他將在5.18秒內完成比賽。
要最大限度地提高跑步速度，需要在強力著地和保持步頻之間取得平衡。但這並非故事的全部。韋蘭德和他的團隊在今年即將發表的一項新研究中發現，最大限度地提高跑步速度需要在強力著地和保持步頻之間取得平衡。以最大力量著地需要短跑選手在空中停留更長時間，這會降低他們每秒的步數。韋蘭德表示，步頻和地面衝擊力的最佳組合因人而異，取決於他們的體型、腿長和跑步速度。並不存在所謂的黃金比例。
那麼，在這種新模型下，人類最快的奔跑速度又能達到多少呢？韋蘭德不願給出確切的數字。 「科學不擅長預測極端情況，」他說。
儘管如此，他表示不會排除男子100公尺跑進9秒的可能性。 「9秒出頭絕對有可能，甚至可能更快，」他說。
即使這樣，我們仍然跑不過成年獵豹，它是陸地上速度最快的哺乳動物，可以在不到 6 秒的時間內跑完 100 公尺。
科學技術正在改變人類奔跑速度的極限。如今，運動員可以透過服用荷爾蒙來改變肌肉的力學特性，而科學家也成功地透過改造小鼠的DNA來改變其肌肉纖維。
“我們正步入田徑運動的‘美麗新世界’，各種各樣的提升成績的途徑層出不窮，”韋恩德說。 「現在的問題是，區分什麼是自然的、什麼是非自然的變得越來越模糊。在我看來，要回答『一個人能跑的極限速度是多少』這個問題，我們現在必須考慮十種不同的條件：我們指的是沒有基因興奮劑、沒有特殊技術、沒有藥物……但隨著我們不斷深入研究，甚至連跑鞋的設計都有可能改變速度。這開始變成一個極其複雜的問題。
本文由西北大學梅迪爾新聞學院合作完成。更多相關信息，請點擊此處。
