参考までに：人間が走れる速さの限界はどれくらいでしょうか？

スタンフォード大学の生物学者マーク・デニー氏によると、人間が走れる限界速度は100メートル走で9.48秒で、ウサイン・ボルトの現在の世界記録より0.10秒速いという。これは、自然界の人間についての話であればの話だ。

2008年にJournal of Experimental Biology誌に発表された研究で、デニー氏は1900年代に遡る男子100メートル走の記録を使い、人間の最速のランニング速度をモデル化した。デニー氏はレースの年間ベストタイムをグラフにプロットし、コンピュータプログラムを使って、実際に得たグラフの挙動を最もよくモデル化する曲線を描く方程式を作成した。その曲線は、人間が100メートル走で達成可能なタイムが9.48秒で横ばいになることを示していた。「まだ横ばいにはなっていませんが、データがその横ばいに向かって少し曲がっているのは間違いなくわかります」とデニー氏は言う。

ケンタッキーダービーは1950年代以降ほとんど進歩していない。同じ研究でサラブレッドとグレイハウンドのレースの最高タイムもモデル化したデニー氏は、これらのレースにも速度制限があり、1950年代以降ケンタッキーダービーはほとんど進歩しておらず、1970年代には犬のパフォーマンスが横ばいになっていることを発見した。

「他の種を見てみると、私たちがどんどん速く走れるように育てようとしている種は、うまくいっていない」と彼は言う。「人間が他の種と違うとか、これらの種には限界がないなどと考える理由はない」

統計モデルでは、ランニングの背後にあるメカニズムを説明できません。そこで、サザンメソジスト大学の生体力学教授であるピーター・ウェイアンド氏は、この問題に対して別のアプローチをとっています。

人間の運動の第一人者であるウェイアンド氏は、スピードに影響を与える主な要因は、短距離走者が足で地面を蹴る力の大きさであると述べています。

ウェイアンド氏によると、アスリートは一定の速度で走るとき、手足をホッピングのように使う。短距離走者が地面に着地すると、手足は圧縮され、跳ね返る準備ができる。空中にいるときは、足は再び地面に着地する準備ができる。

ランナーが地面に着地すると、その力の 90 パーセントは垂直方向にかかり、ランナーを再び持ち上げます。一方、水平方向には 5 パーセントしかかかりません。この点で、短距離走者はスーパーボールによく似た動きをする、とウェイアンド氏は言います。「彼らはよく跳ねます」と同氏は言います。

私たちの体は、地面に当たる強さを変えることで、走る速さを自然に調整します。地面に当たる強さが強ければ強いほど、走るスピードは速くなります。

では、人間は走るときにどれくらいの強さで地面にぶつかることができるのでしょうか?

2010年に応用生理学ジャーナルに発表された研究で、ウェイアンド氏と他の4人の科学者は、ランナーたちに一定の速度でトレッドミルの上を様々な歩き方（前進、後進、ホッピング）で走らせた。彼らの研究によると、ホッピングをするとき、私たちの手足は、走るときよりも30％も大きな力で地面に当たる。これは主に、足が空中に長く留まるためだ。その情報に基づき、ウェイアンド氏と彼のチームは、理論上、人間は毎秒19.3メートルの速さで走れると計算した。つまり、生理学的に可能な最大の力で地面に当たった場合だ。短距離走者が100メートル走をずっとこの速度で走った場合、5.18秒でゴールすることになる。

走行速度を最大化するには、地面を強く蹴ることとストライド頻度の維持との間でトレードオフが必要です。しかし、話はこれで終わりではありません。今年発表される新しい研究で、ウェイアンド氏と彼のチームは、走行速度を最大化するには、地面を強く蹴ることとストライド頻度の維持との間でトレードオフが必要であることを発見しました。最大の力で地面を蹴るには、スプリンターはより長い時間を空中で過ごす必要があり、1 秒あたりのストライドが遅くなります。ストライド頻度と地面からの力の最適な組み合わせは、体の大きさ、脚の長さ、走行速度によって個人によって異なります、とウェイアンド氏は言います。黄金比はありません。

では、この新しいモデルで人間が走れる最高速度はどれくらいになるのだろうか？ウェイアンド氏は明確な数字を明かすことを躊躇している。「科学は極端な予測をするのが得意ではない」と彼は言う。
それでも、彼は男子100メートル走で9秒台を諦めるつもりはないと言う。「9秒台前半は間違いなく可能だし、もしかしたらもっと速いかもしれない」と彼は言う。

そのスピードでも、6秒未満で100メートルを走れる最速の陸上哺乳類である成体のチーターを追い抜くことはできません。

科学技術は、人間の走る速度の限界を変えつつあります。科学技術は、人間の走る速度の限界を変えつつあります。今日のアスリートは、ホルモンを摂取して筋肉の機械的特性を変えることができ、科学者はマウスの DNA を微調整して筋肉繊維を変えることに成功しています。

「私たちは、スポーツ界において、パフォーマンス向上のためのさまざまな手段が利用できる素晴らしい新世界へと向かっています」とウェイアンド氏は言う。「何が自然で何が自然でないかの区別がますます曖昧になってきています。私にとって、人が走れる究極のスピードはどれくらいかという問いに答えるには、10 の異なる条件のリストを確認する必要があります。遺伝子ドーピングなし、特殊技術なし、医薬品なしの話をしているのでしょうか。しかし、さらに先へ進むと、スピードを変えるために靴のデザインを追跡できる可能性さえあります。これは恐ろしく複雑な問題になり始めています。」

この記事は、ノースウェスタン大学メディルジャーナリズムスクールとの提携により制作されました。その他の参考情報については、こちらをご覧ください。