Con người có thể chạy nhanh đến mức nào?

Cho đến nay, người chạy nhanh nhất thế giới là vận động viên Usain Bolt, người Jamaica. Anh lập kỷ lục thế giới chạy 100 mét với tốc độ khoảng 44,2 km/giờ.

Giới hạn về tốc độ chạy của con người có lẽ không phải do sức mạnh của xương và gân. Một nghiên cứu vào năm 2010 cho thấy giới hạn này nằm ở sải chân, cụ thể là tốc độ chúng ta có thể thu chân về và bước tiếp trong khi vẫn có thời gian để đạp chân xuống đất.

Tiến sĩ Peter G. Weyand, nhà nghiên cứu cơ sinh học, sinh lý học của Trường đại học Giám lý phương Nam, Mỹ, đồng thời là một trong những tác giả của nghiên cứu nói trên, cho biết tốc độ chạy của chúng ta bị giới hạn vì hầu hết thời gian sải bước của chúng ta là lúc chúng ta đang ở trong không trung. Trong những thời khắc mà hai bàn chân chạm đất, chúng ta phải dùng đến quá nhiều lực.

Ông nói rằng “nếu phải chỉ ra một hạn chế cơ học của những động vật chạy bằng hai chân thì đó là thời gian tối thiểu để chân tiếp xúc với mặt đất. Một người chạy rất nhanh như vận động viên Usain Bolt, chạm đất khoảng 42 hoặc 3% tổng thời gian của sải chân. Nhưng những loài vật 4 chân, như một con ngựa hay một con báo săn, thì có 2/3 thời gian của sải chân là có chân chạm đất.”

Trong thời gian tiếp đất, chân của chúng ta phải đẩy về phía trước và đẩy cơ thể lên trên để chống lại trọng lực, như vậy là quá nhiều sức lực cần sử dụng trong một thời gian ngắn và đấy là lý do vì sao con người có thể trượt nhanh hơn chạy. Khi trượt, phần lớn thời gian chúng ta ở trên mặt đất thay vì trên không trung. Giữ cho bàn trượt luôn ở trên mặt đất là giúp nâng cơ thể trong thời gian trượt, nhờ đó chân đẩy đỡ được một phần gánh nặng.

Tiến sĩ Weyand cho rằng nếu đưa ra bốn phương án “thiết kế” lại cơ thể con người để chạy được nhanh hơn: chân dài hơn, xương hông rộng hơn, có thêm chân hoặc chân có thêm nhiều điểm gấp khúc, thì ông cho rằng chân có thêm nhiều điểm gấp khúc, hay là có thêm đầu gối là cách kém hiệu quả nhất. Có thêm đầu gối giúp chúng ta sải được chân rộng hơn để tiếp xúc với mặt đất lâu hơn. Nhưng nếu hai chân cách xa phần thân dưới quá thì lại khó sinh ra đủ lực đẩy chống lại trọng lực. Phương án này và phương án xương hông rộng hơn đều kém hiệu quả.

Chân dài hơn sẽ có tác dụng. Đó là lý do vì sao đà điểu chạy nhanh hơn chúng ta nhiều. Nhưng phương án hiệu quả nhất có lẽ là có thêm chân. Nếu có thêm chân, chúng ta có thể có một hoặc hai chân luôn chạm đất, giống như những con vật 4 chân khi chạy.

Tiến sĩ Weyand nói rằng “Điểm mấu chốt là có thêm tổng thời gian chạm đất”. Tất cả những thí nghiệm của nhóm đều cho thấy nguyên lý vật lý này đúng với mọi vật dù là thiết bị, động vật 4 chân, 2 chân, hay chân tay giả. Vì thế nếu muốn chạy nhanh, bạn có thể dùng ảo thuật biến mình thành một nhân mã.

Tất nhiên, con người hoàn toàn có thể chạy bằng cả 2 tay và 2 chân mà không cần phép màu nào. Kỷ lục thế giới về người chạy 100 mét bằng cả tay và chân năm 2008 là 18,58 giây và năm 2015 là 15.71 giây.

Từ bước tiến về tốc độ qua thời gian như vậy, các nhà nghiên cứu đã ngoại suy và đưa ra những dự đoán trong một bài báo khoa học rằng vào năm 2048, con người chạy bằng cả 2 chân 2 tay sẽ chạy nhanh hơn người chỉ chạy bằng 2 chân. Đó thật là một dự đoán táo bạo. Nếu không tìm được một phép thuật nào, lúc nào đó bạn vẫn có thể thử chạy bằng cả 2 chân và 2 tay xem sao.