■如何跑得更快?

飞人博尔特是人类有史以来最好的短跑选手。不幸的是，所有的评论家都错过了两个让博尔特不费吹灰之力就跑得更快的关键因素。

“怎么可能呢?”我听到你在问。

100米短跑纪录是两部分时间的总和：对起跑发令枪的反应时间和后续100米距离的跑步时间。如果运动员在起跑发令枪响0.10秒内对起跑器施加压力，则被判为抢跑。明显的，在优秀的短跑运动员中博尔特的反应时间最长——在北京奥运会上，他在所有入围决赛的选手中起跑排在倒数第二，在柏林世锦赛上取得9.58秒成绩时他的起跑排在倒数第三。这使博尔特在北京的平均速度是10.50米/秒，在柏林(他的反应速度更快些)是10.6米/秒。这已经比斯坦福大学人类生物学家最近预测的他的最快速度10.55米/秒更快了。

在北京奥运会决赛时，博尔特在成绩为9.69秒时的反应时间为0.165秒，其他7位入围决赛选手的反应时间分别是0.133、0.133、0.134、0.142、0.145、0.147和0.169秒。

从这些统计数据可以很清楚地看出博尔特最薄弱的环节是什么——他对起跑发令枪的反应很慢。这与起跑慢还不太一样。一个身材高大的运动员，四肢较长，惰性也大，他需要更多的动作才能从起跑器上起身直立。如果博尔特能将他的反应时间降低到0.13秒——很好但还不是最好，那么他就能将他的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出色的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，他就能取得9.53秒的好成绩。他不必跑得更快!

这是评估博尔特未来发展潜力时错过的第一个关键因素，那么其他因素呢?短跑选手的成绩在顺风时风速不超过2米/秒的情况下是认可的，许多世界纪录利用了这一点。最值得质疑的短跑和跳跃类世界纪录是1968年在墨西哥奥运会上打破的纪录，那时风速仪记录下的风速似乎经常为2米/秒。但博尔特打破纪录时并没有这样有利的风速。在柏林，他的9.58秒成绩仅仅受益于0.9米/秒的微风，而在北京时则无风，所以他在有利的风速条件下还能获益更多。

多年前我就解决了风力影响百米赛时间的问题。在低海拔地区，2米/秒的顺风状态相对于无风状态，时间缩短0.11秒，0.9米/秒的顺风状态缩短0.06秒。因此，借助于最佳允许风速和反应时间，博尔特的柏林赛的纪录可从9.58秒提高到9.48秒，他的北京赛的纪录可变为9.51秒。最后，如果在像墨西哥城那样的高海拔地区比赛，他可能跑得更快，毫不费力地再减掉0.07秒。这样的话，他可以将他的100米跑的纪录提高到惊人的9.4秒，而且无须跑得更快!

■平衡的问题

如果说有一个在几乎所有运动中都属于非常宝贵的属性，那这个属性就是平衡。无论你是平衡木体操运动员、高台跳水运动员、链球运动员、迂回突破对方防线的橄榄球前锋、摔跤手、试图放倒对手的柔道运动员，还是冲刺向前的击剑运动员，都与平衡相关。做一个小实验，看看你的平衡性如何，并体会一下肌肉是如何控制平衡的。左脚在前右脚在后站立，然后用左脚的脚后跟去碰右脚的脚趾。你可以将重心移到前脚或后脚上，但双手必须放在身体两侧。你会发现要轻松地以这种姿势完全静止站立是非常困难的，你的小腿肌肉绷得紧紧的。如果你张开双臂，你会发现保持平衡容易些。现在试着将身体向一侧倾斜，你会发现还没倾斜多少就完全失去了平衡。如果你分开双脚，以正常姿势站立——而不是双脚一前一后站在一条直线上——你会发现这样更容易站稳，即使双臂放在身体两侧。这也是你一贯的站立姿势。最后，回到双脚一前一后站在一条直线上的有难度的姿势，然后慢慢蹲下身，你会发现，随着你越接近地面，平衡就变得越容易。

这些练习揭示了保持平衡的一些简单原则：确保穿过你身体重心的垂线不超过你的脚所踩踏的地面。一旦超过，你将失去平衡。你可以自己尝试一下，如何保持身体挺直向一边倾斜而不摔倒。高台跳水运动员经常利用这种不稳定性，开始跳水时他们身体前倾，直到重力产生作用使身体失去平衡。

尽可能地扩大支撑你的面积，使你的重心很难落到该区域之外。如果能够两脚站立就不要用一只脚，这会有所帮助。

保持尽可能低的重心。这就是为什么你经常会看到平衡木上的女体操运动员在旋转摆动时采取低蹲的姿势，可能只有一只脚在平衡木上而另一只脚悬在平衡木下——这大大降低了重心。如果跨坐在平衡木上，你会看到很容易就达到平衡了——你的重心已经低到不能再低了。

伸展你的身体，尽可能远离身体中心。也就是尽力将双臂向两侧伸展，从而改变身体质量的分布。当两臂伸展远离身体中心时，身体的惯性就增加了，也就是增强了不移动的趋势。以这种方式增加的惯性并不会使你停止摇摆，但它会让你摆动的速度变慢，从而使你有更多的时间去纠正动作，将重心根据需要向两侧或向下调整。这就是为什么走钢丝的人要拿着长杆——确保自己摇晃得慢些，赢得更多的时间来纠正危险的不平衡状态。如果没有这有用的长杆，在摩天大楼间走钢丝的人一旦在微风中摆动，就一定会掉下摔死。

在摔跤和柔道比赛中，选手们则是不断努力，以各种微妙的方式使对手失去平衡，或用力量迫使对手违反我们前面强调的保持平衡的原则。

■跳水中的自旋

当跳水运动员完成了空翻和转体动作后，他们需要让身体尽可能垂直地插入水面，并且尽可能没有旋转，这样才能平滑地入水，实现无水花飞溅，这也正是评委们所希望看到的。做到这一点需要谨慎地把握时机和数百小时的练习。当跳水运动员完成转体和空翻动作时，他们根据泳池中的涟漪判断水面位置。然后通过做相反的动作减少旋转——滑冰运动员这样做则是为了旋转得更快。在自旋中，转动惯量与旋转的角速度成反比，所以减少转动惯量可加快旋转。滑冰运动员的转动惯量等于他们的身体质量乘以半径的平方。运动员自旋过程中收紧手臂，就可以通过控制两个因素之一——半径——减少一半的旋转惯量，从而使自旋角速度增大到约20弧度/秒或3圈/秒。

跳水运动员在做空翻动作时，通过紧紧蜷曲自己的身体来减小半径和转动惯量，从而自旋得更快。但是在跳水的最后阶段，运动员身体完全伸直，长度加倍，转动惯量增加了4倍，角速度也相应减少为原来的四分之一。精准地伸直身体，运动员就能在入水时消除自旋，完成一连串的跳水动作。

(原标题：博尔特能跑多快?如何保持平衡?跳水运动员的自旋……体育中的数学问题)