互动科普

博尔特可以达到9秒40成绩的关键在于他的“跟腱”

博尔特在超过60米后仍然持续加速，最后跑出世界第一的顶级速度，其速度可以达到每秒12米以上，折算成时速超过44公里。他之所以能够跑出这样快的速度，关键在于连接腿肚和脚后跟骨头的“跟腱”。实际上，单凭肌肉并不能将速度提高到最高水平。

速度上升的话，脚的接地时间会越来越短。在这种状态下要将速度再提高一些，必须在短时间内用很大的力蹬地才行。要持续产生巨大的肌肉力量，也就必须让肌肉快速地收缩。但是，肌肉动得越快，其产生的力就越小。

这里就轮到跟腱出场了。跟腱越长越可以产生较大的伸缩，跟腱越硬其肌肉伸缩就越快。这就像弹簧一样。一流选手的跟腱能够大幅伸缩，保持一定的肌肉长度，可以快速地用很大的力去蹬地。

博尔特身高很高，跟腱也很长。他曾公开表示可以跑出9秒4的成绩。据说在其跑出“9秒58”的比赛中，在65米处达到每秒12.27米。专门研究跑跳生物力学的日本东京大学深代千之博士说：“要跑出9秒4级别的纪录，在计算上必须要求选手在50〜60米处将最高速度提升到每秒12.4米”。伦敦奥运会上，博尔特的最高速度将备受瞩目。

什么是跟腱？

“腱”是指将肌肉与骨头相连的组织。跟腱是指将小腿肌肉与脚后跟骨头相连的人体最长的腱。腱主要由叫做“胶原质”的蛋白质组成。相对于肌肉需要能量来进行伸缩，腱的伸缩不需要能量。

非洲裔选手的跟腱硬且长。石川博士的调查显示，肯尼亚的田径运动员的跟腱平均比亚洲田径运动员长6厘米左右。

图. 硬弹簧可以提高“加速力”

博尔特那样的非洲裔顶级选手与亚洲一般田径选手在小腿使用方面的不同。

1.相对于亚洲选手又软又短的跟腱（好比又细又短的弹簧）来说，非洲裔选手的跟腱又长又硬（好比又大又长的弹簧）。

2.当脚着地时，非洲裔选手的跟腱大幅延长，可以保持一定的肌肉长度，肌肉从而可以发挥出较大的力量。亚洲选手的跟腱几乎不会伸长，肌肉也不能发挥出较大的力量。

3.当脚离开地面之前，非洲裔选手的跟腱快速收缩。利用收缩后的腱中储蓄的能量，可以加速。亚洲选手跟腱不会充分收缩，也无法利用弹性能量。

这样，非洲裔选手可以在短暂的接地时间中用十分强劲的力量蹬地，以达到更快的速度。

（本文发表于《科学世界》2012年第8期）