[No.7 100m跑] 谁能打破博尔特的世界纪录？

角逐“人类最快”的热门田径竞技

和追求终极持久力的马拉松一样，角逐“人类最快”的100米跑也是田径竞技中的热门项目。
男子100米跑的首个正式记录为1912年斯特哥尔摩奥运会上记录的10秒6（预赛时间。当时由码表手动计时）。之后，长期未被打破的“10秒大关”在1968年由J.Hines（美国）打破（9秒95A，A代表高原记录），1991年，C.Lewis（美国）又实现了9.8秒的记录。
第1届雅典奥运会（1896年）的冠军成绩为12秒0，100米的世界纪录在约一个世纪后缩短了约2秒。全天候跑道的采用、钉鞋的进化、引入体育科学改良训练方式等等，都为刷新记录做出了重大贡献。
自那之后，世界纪录几乎每隔几年都会被刷新，在2009年的柏林世界田径锦标赛上，博尔特（牙买加）以9秒58的成绩创造了令人惊异的世界纪录。
男子100米跑的世界纪录变迁如下所示（截至2022年3月）。在此后的十几年中，众人都未能突破9.60秒的大关。由此可见，博尔特的9秒58记录是何等的出类拔萃。

在女子100米比赛中Griffith-Joyner以10秒49的成绩胜出

女子100米跑的世界纪录变迁如下所示（截至2022年3月）。1977年，M.Elsner（东德）首次打破了11秒大关，此后直到1984年，才由E.Ashford（美国）以10秒76的成绩打破了记录，而在4年后的1988年，F.Griffith-Joyner（美国）又创下了10秒49的记录。之后的30多年里，该记录一直未被打破，诸多世界顶级运动员的成绩都在10秒6的水平。不过E.Thompson-Herah（牙买加）在2021年实现的10秒54已十分接近世界纪录，因此大家都十分期待记录被打破的那一天。

频率×步幅 = 速度

有人说，100米跑的世界纪录几乎已经接近极限，但也有人说，9秒4的大关也是有可能实现的。从体育科学的角度来看，无论是频率（每秒步数）和步幅，还是力量的分配等方面，都还有提升的空间。 100米跑的分析一般可以分为以下4个阶段。
●第1次加速：从起跑到10~20米的区间。从蹲姿起跑到上身逐渐抬起的过程中，迅速提升频率，急剧加速。
●第2次加速：20~50米的区间。增加步幅，逐渐达到最大冲刺速度。
●最大冲刺：50~80米的区间。保持步幅和姿势，同时保持速度。
●减速：80~100米的区间。比赛的末段。速度逐渐下降。

速度等于频率乘以步幅。具体重视哪方面，则视各运动员的身体条件而定。博尔特达成9秒58的世界纪录时，其平均频率为4.271步/秒（步数为40.92），平均步幅为244.4厘米。

中段维持最高速度，末段控制减速是刷新记录的关键

以下图表展示了博尔特实现9秒58的世界纪录时每10米区间的速度。与世界级运动员的平均区间速度相比，第1次加速阶段的博尔特和其他人并无多大差别。不过，在维持最高速度的时长和减速阶段的速度下降率这两方面，则比其他运动员更加优秀。
虽说如此，能够维持最大冲刺速度的时长是有极限的。若要打破博尔特的世界纪录，比赛后半段的体力分配和冲刺阶段的坚持（降低减速率）是关键。
此外，起跑的时间也和记录有重大的关系，据说这方面还能缩短0.01秒。
博尔特并不太擅长起跑。在2011年大邱世界田径锦标赛上，大家本以为博尔特的连冠已是囊中之物，结果他竟然因为抢跑而失去了比赛资格。

利用压力传感器的起跑监测系统

以100米跑为代表的短跑起跑监测使用的是搭载了压力传感器的起跑器。起泡器内置的扬声器会发出起跑信号（电子音和闪光），若在信号发出的0.1秒内起跑，便视作抢跑。这是因为科学研究表明，人类听到起跑音后需要0.14秒才能做出反应。压力传感器的起跑检测误差为0.001秒，因此绝不会漏掉抢跑。
压力传感器有许多种类，而起跑器使用的是倾斜压力计。金属因为压力而伸缩时，其电阻会发生细微变化。倾斜压力计的原理就是检测电阻变化并计算压力。

短跑记录也与气压也有关

100米跑的记录和气压也有着微妙的关系。J.Hines首次打破10秒大关时（9秒95A），是在1968年的墨西哥奥运会上。实际上，这届大赛上的100米跑、200米跑、400米跑等项目都诞生了男女短跑世界纪录。据说这是因为举办地的墨西哥城位于海拔2200米的高原，气压较低，因此空气阻力也较小。9秒95A的“A”是代表高海拔（Altitude）的意思（也认定为正式记录）。

在100米跑方面，1964年的东京奥运会首次正式采用了电子计时器，代替了用码表手动计时的方式。之后，除了起跑监测系统，还有终点线设置的高速摄像机、风速计、时间显示盘等各种电子设备都被应用到了比赛中。了解这些系统的功用也是观看田径比赛时的乐趣之一。

支持体育科学的TDK产品与技术——MEMS压力传感器

手表型气压计（高度计）和潜水手表（水深计）、智能手表等设备中，都搭载有利用MEMS（微型电子机械系统）技术的小型压力传感器。在硅制基板上蚀刻加工成的膈膜上，塑造半导体的电阻元件，当压力导致隔膜变形时，电阻元件的电阻就会发生变化，检测并放大这个变化，就能算出压力。这种形式叫做压电电阻，能通过半导体制造中的晶圆工艺量产，常用于汽车和误差分析设备、家用电器等。
此外，在世界田径锦标赛的100米跑起点处，运动员们的背景中就包括显示有TDK商标的背景板。这个背景板是一个巨大的LED显示设备，在2022年俄勒冈锦标赛上使用了TDK-Lambda的电源（AC - DC转换电源）。