boerte(博尔特为什么那么早退役)

博尔特退出奥运会后，男子百米飞人赛场，尽管苏取得了里程碑式的成绩，却缺少了令人震惊的极限刷新。距离2009年柏林世锦赛已经过去了12年，牙买加飞人创下的9秒58的世界纪录依然未变。

但总有学者坚信这个数字不是终点，他们试图用理论模型去探索人类的极限。

为什么博尔特的世界纪录还不是极限？为什么跳高比赛中广泛采用背越式？罚点球的更佳策略是什么？穿防水泳衣会有什么后果？为什么弹跳球看起来不符合牛顿运动定律？

天体物理学家约翰·D·巴罗主编的《体育运动中的100个数学问题》揭示了体育运动及其评分系统的奥秘，展示了奥运会背后各种鲜为人知的秘密。约翰·D·巴罗目前是剑桥大学应用数学和理论物理系的数学科学教授。本书涉及的主题包括2012年伦敦奥运会千年数学项目讲座的一部分，来自于参与者的积极投入和热情提问。其中，诸如轻松打破世界纪录，被取消资格的概率有多大，非常精彩的运动，以及空Handy Boy的回归等文章。

不费吹灰之力打破世界纪录

飞人博尔特是人类历史上更好的短跑运动员。然而，当他十四五岁的时候，几乎没有人能预测到他在完成400米和200米比赛后能跑这么快。教练决定让他参加一个赛季的100米项目，以提高基本冲刺速度。没人指望他会出类拔萃。他们想知道，对于100米短跑运动员来说，他是不是太高了？他们都湿了。他不是偶尔将世界纪录提高百分之一秒，而是大幅度创造了新的世界纪录。

2008年5月，他首先在纽约将鲍威尔9秒74的世界纪录提高到9.72秒，然后在当年的北京奥运会上提高到9.69秒(实际为9.683秒)，在2009年柏林世锦赛上又戏剧性地提高到9.58秒(实际为9.578秒)。他在200米项目上的进步更惊人。在北京，他把约翰逊1996年创下的19.32秒的纪录提高到19.30秒(实际是19.296秒)，之后在柏林又提高到19.19秒。这些跳跃是如此之大，以至于人们已经开始计算博尔特的更大可能速度。不幸的是，所有的批评者都忽略了两个让博尔特不费吹灰之力跑得更快的关键因素。“这怎么可能？”我听到你问了。

100米短跑记录是两部分的总和:对发令枪的反应时间和随后的100米跑时间。如果运动员在发令枪响0.10秒内对发令员施加压力，则判定为抢跑。

显然，博尔特是优秀短跑运动员中反应时间最长的——北京奥运会上，他在所有决赛选手中倒数第二起跑，柏林世锦赛上他以9秒58的成绩倒数第三起跑。这使得博尔特在北京的平均速度是10.50m/s，在柏林是10.6m/s(他的反应速度更快)。这已经快于斯坦福大学人类生物学家最近预测的最快速度10.55米/秒。

北京奥运会决赛，博尔特打出9.69秒时的反应时间为0.165秒，其他7名决赛选手的反应时间分别为0.133、0.133、0.134、0.142、0.145、0.147、0.169秒。

从这些统计数据中，可以清楚地看出博尔特最薄弱的环节是什么——他对发令枪的反应慢。这与缓慢启动不太一样。一个高个子运动员，四肢长，惯性大，需要更多的动作才能从起跑器上站起来，站直。如果博尔特能把自己的反应时间降到0.13秒——不错但不是更好的，那么他就能把自己9.58秒的短跑纪录提高到9.56秒。如果他的反应时间能降到优秀的0.12秒，他就能跑到9.55秒。如果他的反应时间能降到规则允许的0.1秒，他就能得到9.53秒的好成绩。

这是评估博尔特未来发展潜力时漏掉的之一个关键因素。其他因素呢？

短跑运动员在顺风时风速不超过2m/s的表现是公认的，许多世界纪录都利用了这一点。最受质疑的短跑和跳跃世界纪录是1968年墨西哥奥运会上打破的纪录，当时风速计记录的风速似乎经常是2m/s，但博尔特打破纪录时并没有这么有利的风速。在柏林，他9.58秒的成绩只得益于0.9米/秒的微风，而在北京，没有风，在有利的风速条件下，他可以受益更多。

年前我就解决了风影响百米比赛时间的问题。在低空，顺风2米/秒的时间比无风时短0.11秒，顺风0.9米/秒的时间短0.06秒。因此，在更佳允许风速和反应时间的帮助下，博尔特在柏林世锦赛上的纪录可以从9.58秒提高到9.48秒，他在北京奥运会上的最终成绩可以改为9.51秒。最后，如果他在墨西哥城这样的高海拔地区比赛，他可能会跑得更快，并毫不费力地再失去0.07秒。这样他就可以把自己的百米跑纪录提高到惊人的9.4秒！

摘自《100个体育数学问题》(约翰·D·巴罗主编，上海科技教育出版社出版)

部分图片来源:微博@UsainBolt

编辑:玄晶