人間はどこまで速く走れるか：既存の理論を覆す「ボルト選手の世界新記録」：ブログニュース

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人間はどこまで速く走れるか：既存の理論を覆す「ボルト選手の世界新記録」

北京オリンピックの陸上男子100メートルでは、ジャマイカのウサイン・ボルト選手が世界記録を更新した。しかし、それに劣らず驚異的なのは、9.69秒というそのタイムも、生物統計学者が人体の自然な限界として予測する数値にはまだまだ届かないということだ。

ただし、ボルト選手は、ほぼ1世紀にわたり100メートル走の記録データに適合していた数学モデルを突き崩した。そのため、同選手の信じられないような成績は、究極的に人間がどのくらい速く走れるのかという問題について、研究者たちの考えを改めさせる可能性がある。

「この傾向は、単純曲線に逆らうように見える」と、大阪府立大学名誉教授の多幡達夫氏は、私設のデータ評価解析研究所(IDEA)のブログに記している。多幡氏やその他の研究者たちによると、統計学者たちは、100メートルのタイムの限界を9.45秒あたりとしてきたという。

上に掲げた指数曲線は、世界記録のデータに適合するように作られた方程式によって描かれたもので、100メートルの記録の着実な伸びをかなりうまく予想できていた。ところが、今回ボルト選手が更新した一連の世界記録は、明らかに予想を超えた出来事だった。予測では、9.69秒というタイムは2030年頃まで出ないはずだったのだ。

われわれが取材をした統計学者で、計算をやり直した人はまだいないが、今回の新たな世界記録により、人間の最高速度を算出するための方程式が修正されることになりそうだ。

「この新しいデータにより、(100メートルの最高タイムの予測は)少し縮まるだろう」と、ペンシルバニア州立ブルームズバーグ大学の数学者で、スポーツと統計に関する教科書の著者であるReza Noubary氏は述べている。同氏は以前、100メートル走の「究極の記録」を9.44秒と算出している。

Noubary氏のような数学者たちは、人間の身体的限界を見積もるのに身体生理学を使うわけではない。単に、人間の走る速度の伸びはだんだんと鈍って、最終的には完全に止まると示唆するデータを取り扱ってきたに過ぎない。

確かに、走り幅跳びなどいくつかの競技において、記録更新のペースはほぼ止まったと言えそうなところまで遅くなっている。1968年以来、走り幅跳びの記録が更新されたのは2回だけだ。

しかし、数学者の作る記録更新のペースのモデルがいままで間違っていただけ、という可能性もある。

ロサンゼルスにあるロヨラ・メリーマウント大学の物理学者Jonas Mureika氏は数年前、地震学から引き出した技術を使ってモデルを作った。そのモデルは2009年までにボルト選手のようなタイムが出ることを予測していた。しかし、Mureika氏は自ら得た数値を信じられず、この研究結果を発表しないことに決めたのだった。

「当時の記録は9.79秒あたりだったが、私のモデルは2009年までに9.6秒台にまで伸びるという、信じがたい予測をしていた」と、Mureika氏は述べている。「そんな予測はまともじゃない、そんなにも急速に記録が伸びるわけがない、と私は思った。いまは毎日、そのことについて考え、自分を責めている。自分のモデルから得た数値を疑ったことを後悔しているのだ」

Mureika氏のモデルはうまく記録更新を予測したものの、テキサス州ダラスにあるサウス・メソジスト大学の生理学者でランニングの生体力学を専門とするPeter Weyand氏は、究極的に人間がどれくらい速く走れるかを数学的モデルで予測することは決してできないだろうと述べている。

「楽しみのために予測するのなら問題はないが、(数学モデルを使うのは)科学的に妥当な方法ではない。過去に起こったすべてのことが、未来にも持続すると考えなければならないからだ」と、Weyand氏は言う。

極限における人間の運動能力の異常なまでの大きさを数学者が予測するのは不可能だと、Weyand氏は示唆している。そして、ボルト選手がその好例となった。

この15年間にわたり、100メートル走の一流選手45人の体型に関する研究を実施してきたWeyand氏によると、トップクラスの選手はほぼ全員が、100メートルという距離に対応した身体のサイズになっているという。その例外となったのが、北京オリンピックで金メダルを取ったボルト選手だ。

「ボルト選手は基準から外れている。ボルト選手の体は非常に大きい。通常、あれほど大きな体格だと、スタートがうまく切れないものだ」と、Weyand氏は言う。

なぜなら、一般的に動物の筋肉スピードは、体格の大きさと関連があるからだ。たとえば、ゾウよりもはるかに小さい、ネズミやリスなどの齧歯類は、自分の筋肉をかなり素早く動かすことができる。

同じことが人間にも当てはまる。短距離走者は背が低く、素早く収縮する筋繊維を持っているために機敏に加速できるが、長い距離を走るには不利になる。400メートルの選手の方が、ほぼ間違いなく背は高く、短距離走者と反対の性質の筋繊維を持っている。

ところがボルト選手の場合は、力学的に優れた長身の肉体に、身長の低い人の素早く収縮する筋繊維を兼ね備えている。

ロンドン大学付属王立獣医学校で生体力学の研究者として動物の動きを研究しているJohn Hutchinson氏は、「どのような体型が最適かはあまりよく分かっていない。ボルト選手のケースは、その問題の再定義となるもので、われわれが何かを見逃していたことを示しているのだろう」と述べている。

さらに、遺伝子工学などのバイオテクノロジーがスポーツ選手に利用されるようになった場合、人間の限界はまったく予測できなくなる、とWeyand氏とHutchinson氏は述べている。WIRED VISION

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