人類的運動極限

人類的運動極限第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

人類的運動極限小組成員：王嘉偉鐘仁超張濤濤林圣暉伍亞飛雷昌榕林祎晨第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六研究性學習大綱1：人類運動極限與什么有著密切關聯(lián)2：人類在各方面所承受的極限3：我們人類能否突破這一瓶頸？如果能，如何突破？第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六人類的運動極限北京第29屆奧運會博爾特在代表人類最快最經(jīng)典的100m跑中創(chuàng)造了世界紀錄9.69s，再一次提出了一個人們在每次新的世界紀錄面前都要重復的話題：人類100m跑的極限在哪里?人類運動到底有無極限?田徑是運動之母，而100m跑又是田徑運動的王冠。從100m跑著手，可以舉一反三，深刻理解人類運動的本質和極限。本文從分析人類運動極限的理論入手認為，決定運動成績的因素是多方面的，這些因素可構成一個復雜的系統(tǒng)，它牽動著生物的、社會的、自然的、心理的、競賽的等等諸多方面和諸多因素。運動成績極限的產(chǎn)生，是這些復雜的因素相互聯(lián)系相互作用的結果。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

生理極限人體生理的極限制約著100m成績的提高幅度。因為，如果運動員要超越博爾特的世界紀錄，就會使他們體內酶的含量比普通人高出3倍，這已經(jīng)達到了人體的極限。同時，運動員股骨頭所承受的壓力要達到體重的6倍，這也達到了極限。還有，血液中乳酸含量對于運動成績的提高也有限制，因為一個運動員血液內的乳酸不能超過170mg。總之，人類的生理極限是運動極限有限論的理論基礎。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

先天優(yōu)勢有關研究表明，人類運動基因99%是相同的，只有1%不同。而正是這1%造成不同種族在運動能力方面的差異。近年來，牙買加運動員在田徑賽場上屢屢打破100m跑世界紀錄，引起了科學家們的研究興趣。牙買加理工大學教授莫里森等人與牙買加西印度大學和英國格拉斯哥大學的科學家聯(lián)合對超過200名牙買加運動員進行研究，發(fā)現(xiàn)有70%的人體內擁有一種名為ActinenA的物質，這種物質可以改進與瞬間速度有關的肌肉纖維，而這些肌肉纖維可以使運動員跑得更快。相比之下，澳大利亞田徑選手中只有30%的人體內含有ActinenA。目前，世界各體育強國都在瞄準α-輔肌動蛋白3基因，但是它們的作用是復雜的。有的研究還提示，α-輔肌動蛋白3只是優(yōu)秀運動員的基因之一，還有許多基因與運動天分有關，如另一種稱為血管緊張素轉換酶(AcE)的基因，它產(chǎn)生的AcE可以影響人體肌肉的氧利用率以及肌肉的生長速度，從而改變運動成績[2]。正是借助于特殊的運動基因，牙買加運動員在田徑賽場上一次次書寫奇跡，由此也將人類運動極限一次次改寫。但是，應當看到，如今優(yōu)秀田徑選手中牙買加人占很大一部分，其先天優(yōu)勢也被平均享有，現(xiàn)在的世界紀錄也是在特殊的運動基因下實現(xiàn)的，因此這種基因在未來突破人的運動極限方面的作用是局限的。運動基因第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

身體形態(tài)高個子的游戲近幾年來優(yōu)秀百米運動員的身材，無一例外都是四肢肌肉極其發(fā)達，體型高大威猛，比如劉易斯身高1.88m、毛里斯·格林身高1.86m、鮑威爾也是1.88m，剛剛打破世界紀錄的博爾特身高是1.92m，田徑運動員身材高大已經(jīng)成為一種必然的趨勢。在以前我們都認為田徑運動員身材矮小，但在今天，要想在短距離項目上成為優(yōu)秀運動員，身材高大是一個基礎條件，因為100m跑本身是一個周期性運動，也就是人靠兩條腿做一個循環(huán)周期的蹬地動作完成的，那么在擺動頻率一致的情況下，很明顯腿長的人要占很大的優(yōu)勢，因此下肢的力量和長度成為越來越重要的因素；而在今天，不光是下肢，上肢以及全身的肌肉都要參與短距離跑，這樣全身肌肉如果非常發(fā)達，快肌自然要占很大的分量，全身良好的協(xié)調一致能保證短跑運動員在缺氧的情況下爆發(fā)出更大的能量，從而跑得更快。當然，個子也不是越高越好，但參照整個所有運動項目的運動員指標，在身高1.95m左右應該是未來田徑運動員的最和諧、最合理、最標準的身高，依據(jù)這個標準，現(xiàn)有100m跑運動成績應該至少還能再提高0.1s，提高幅度是非常有限的。第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

微小的競爭點要想在100m跑上獲得好成績，槍響瞬間反應速度成為一個重要因素?？刹灰】催@一點，雖然大家知道它微乎其微，但現(xiàn)在的100m跑賽場你能提高0.01s就能打破世界記錄。目前絕大部分運動員是依據(jù)聽覺來判斷起跑的時機。剛剛創(chuàng)造世界記錄的博爾特的槍響瞬間反應速度為0.150s。所謂槍響瞬間反應速度是指指令槍響后運動員腳蹬起跑器的時間。但是音速是低于光速的，也就是說，靠聽覺是肯定比視覺要慢的。因此可以毫不夸張地預言，在未來人類百米賽跑肯定是運動員通過視覺來決定自己的起跑時機的。因此如果運動員在反應能力上有所提高，這個速度極限至少還可以提高0.05s，但也是有限度的。反應能力第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

骨骼肌肉承受力極限的確定起點人類100m跑速度還取決于身體結構以及骨骼和肌肉能耐受多大的壓力。這種壓力不僅來自外面，而且來自內部。外部的壓力諸如舉重對身體的壓力和跳高需要脫離地心引力的壓力。而內部壓力也分兩個方面，一是承受身體的自重，二是承受肌肉收縮發(fā)力對自身骨骼和肌肉造成的壓力。其中肌肉是附著在骨骼上的組織，它們也決定著人類運動的極限。運動員向前跑的動力大部分是由股四頭肌收縮提供的，股四頭肌又與膝蓋連接。跑步時，肌肉、關節(jié)和骨頭都需要承受這種由肌肉收縮發(fā)出的強大壓力。生物力學創(chuàng)始人之一吉迪·B·阿瑞認為，若100m速度超過9.6s，肌肉收縮所產(chǎn)生的力量足以造成四頭肌腱和膝蓋連接點撕裂[2]。也就是說，人類的100m速度不可能超過9.6s，阿瑞從1976年推算出這個極限以來，還沒有人打破過。此外，人體結構中骨頭和關節(jié)的緩沖力也制約著人類運動的速度。在人體中有緩減壓力的3根“彈簧”：第1根“彈簧”在脊柱上，是脊椎骨之間的“海綿軟墊”——椎間盤；第2根“彈簧”是腿部的肌肉以及連接肌肉和骨骼的肌腱；第3根“彈簧”是足弓，它是腳底的拱形結構[2]。這3根“彈簧”也制約了人類運動的極限，同樣，人類只能在此基礎上作為，而不能超越這個限制。從骨骼承受力和緩沖力出發(fā)，不同的專家、學者計算出了人類100m跑的不同極限。有的認為是9.4s，有的認為是9.25s，最為大膽的預測是，人類100m跑的極限將是9.1s，但都沒有突破9s?？梢?，這一因素對人類運動極限的發(fā)展起著重要的制約作用，因為這一因素，才不致使人類運動沒有極限，人類運動極限必須遵循這個客觀事實。第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

自然外力自然外力是創(chuàng)造運動極限的偶然性因素自然外力，包括風力、氣候、溫度等，在室外田徑賽場上對運動成績也起著非常重要的作用。據(jù)體育科研人員分析：在短跑、跨欄等田徑項目中，順風和逆風的不同氣象條件，運動員的成績差別是明顯的。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六研究性學習大綱1：人類運動極限與什么有著密切關聯(lián)2：人類在各方面所承受的極限3：我們人類能否突破這一瓶頸？如果能，如何突破？第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六人類的壽命極限1.哺乳動物自然壽命為生長發(fā)育期的5~7倍，依此推論，人類完成生長發(fā)育約在20~22周歲，自然壽命應是100~150歲。2.海弗里克指出：人體細胞可進行50次左右有絲分裂，每次細胞周期為2~4年，由此推論，人的壽命應在120歲左右。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六人的壽命與以下因素有關：

1.遺傳：先天性，父輩主宰。父、母享有高壽，其子女往往也是高壽者。

2.性別：人壽保險公司統(tǒng)計表明，女人高于男人，原因眾說紛紜。

3.環(huán)境：后天因素多樣且錯綜復雜，生活環(huán)境、習慣、心理、社會、營養(yǎng)、疾病等。其中營養(yǎng)及體力活動較為重要。4.職業(yè)：職業(yè)作為一種重要的的社會因素，對人類壽命有一定的影響。日本統(tǒng)計表明：從事管理工作的人員平均壽命最長，其余依次為國家機關工作人員、專業(yè)技術人員、商業(yè)工作人員、農(nóng)業(yè)工作人員、一般生產(chǎn)工人、體力勞動者、礦工。第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六力量極限臺式深頓：2.81。噸臺式腿屈伸：14.61噸。臺式腿舉37.15噸。臺式腿彎舉：11.26噸。箭步蹲：452公斤，前蹲：385公斤杠鈴挺舉：202公斤，臺式硬拉：384公斤，杠鈴硬拉：341公斤。臥推：293公斤百米成績：12秒26，立定跳遠：3.22米臥推：293公斤，2003年，當他在達拉斯體育場數(shù)千名觀眾面前臺式腿舉起一輛重37。15噸的重型卡車時，在場的著名壯漢，四屆“世界最強壯男人”大賽冠軍沃爾。碼閣納森感嘆到：“劉易斯簡直是從外星球來的，他的力量能輕松壓倒我們每一個人”。2004年9月15日，劉易斯和麥克米勒在美國拉斯維加斯共同腿舉起了71。35噸的力量臺！?。。?！創(chuàng)造了重量最大的雙人臺式腿舉世界記錄。第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六目力極限視力最好的能看多遠?正常人的視力，明視距離為25cm，4km以外的景物不易看到，在大于500m時，對景物存在模糊的形象，距離縮短到250~270m時，能看清景物的輪廓，如要花木種類的識別則要縮短到幾十米之內。一雙正常的眼睛，其視距可達到無限遠。晚上你能看見距地球38萬千米的月亮，甚至遠達億萬光年的星星，就是明證。但肉眼的分辨能力是有限的，而且差異非常大。據(jù)測試，視力正常的人，其分辨率約為二千分之一至五千分之一。舉個例子，你站在北京天安門廣場，距離國旗400米外的毛主席紀念堂旁邊，如果能看見直徑20厘米的旗桿頂部，那你的眼睛分辨率為二千分之一。這樣，當你乘坐飛機，在10千米高空俯瞰地面，就能清晰地看見寬度5米以上的鐵路、公路以及長城。第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六憋氣極限水下憋氣，是指水下有意識地不呼吸。業(yè)內人士介紹，普通人的憋氣一般1—1.5分鐘，就會有不適感；2—3分鐘通常會極其難受，大腦缺氧，胸悶頭暈；而6分鐘不呼吸，就會大腦死亡，生命終結。當天參加寶峰湖水下憋氣PK大賽的兩位挑戰(zhàn)者挑戰(zhàn)的卻是20分鐘不呼吸的人類極限，不過這兩位挑戰(zhàn)者都是有備而戰(zhàn)，來自丹麥的瑟沃林森今年38歲,2003年至2007年，他先后四次獲得世界自由潛水冠軍；2010年至今，瑟沃林森成為兩項吉尼斯世界紀錄保持者。這兩項世界紀錄分別是：一是只穿泳褲、戴護目鏡潛水達72米；二是在丹麥格雷諾一個熱帶魚水箱中憋氣20分鐘10秒。來自意大利的戴維·默里尼，今年32歲，

他在2009年4月26日曾沉入一個容積1000升的透明立方體水箱中，創(chuàng)下了21分29秒的個人最高憋氣紀錄，然而由于他不是完全自主地完成憋氣挑戰(zhàn)，他所創(chuàng)造的新紀錄尚未得到到吉尼斯總部的認可。第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六溫度極限人體所能承受的極限溫度熱帶地區(qū)終年酷熱，那里的居民能忍受的氣溫要大大高于溫帶地區(qū)居民幾乎不能忍受的溫度。夏季的澳洲中部，即使陰影處的氣溫也有46℃。甚至高達55℃。航行在紅海到波斯灣航線上的客輪船房里，室溫高達50℃以上。地球上氣溫最高的地方，是在美國加利福尼亞州的死谷，最高可達57℃。蘇聯(lián)中亞細亞地區(qū)也很酷熱，氣溫可達50℃。科學家們對人體在干燥空氣環(huán)境中能忍受的最高溫度作過試驗：人體在71℃環(huán)境中，能堅持整整1個小時；在82℃時，能堅持49分鐘；在93℃時，能堅持33分鐘，在104℃時，則僅能堅持26分鐘。此外，人置身其間尚能呼吸的極限溫度約為116℃。但據(jù)文獻記載，似乎人體能忍受的極限溫度還要高些。如1764年法國學者蒂勒特在給巴黎科學院的報告中稱，曾有個婦女在132℃的高熱爐子里呆了12分鐘。1828年時，曾有個男人在溫度高達17o℃的爐子里熬過了14分鐘。英國物理學家布拉格堅和琴特里，曾自我試驗在面包爐里體驗了160℃的高溫。1958年在比利時，曾有人在200℃的酷熱環(huán)境中堅持了5分鐘！物理學家約翰·延達利指出，甚至在足以煮蛋和煎牛排的環(huán)境中，人都可以堅持一段時間而不傷機體。美國航空醫(yī)學界的專家指出，人體耐熱的時間，受到痛覺的限制．并與所穿的衣服有關。當室溫在1分鐘內由20℃驟升至55℃時，就會出現(xiàn)這樣的情況：當皮膚溫度達到42?44℃時，人體就會產(chǎn)生痛覺第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六當體表溫度繼續(xù)升至45℃時。痛覺會使人幾乎無法忍受。在裸體的情況下，人體能忍受的上述快速升溫極限為210℃；而如果穿上厚實的冬季飛行服，則人體能忍受的驟然升溫極限可達270℃。因此，象蘇聯(lián)土庫曼這些沙漠地區(qū)的居民，憑著長袍和皮帽子能幸免于燥熱的荼毒，則完全不是奇怪的事情。那么，如何解釋人體對于高溫的耐熱性呢？首先，人體有滿布全身的汗腺，其密度達每平方厘米平均為410條。當它們分泌的汗液揮發(fā)時會帶走緊貼皮膚的空氣中的大量熱量和人體內的熱量，使周圍氣溫大幅度下降。但人體不能直接與熱源接觸，而且空氣要盡可能地干燥。其次，低熱量的素食有助于提高人的耐熱性。居住在撒哈拉沙漠腹地的少數(shù)民族圖布人非常耐熱，經(jīng)研究，原因在于圖布人的飲食：濃草汁，海棗，煮熟的黍，棕櫚油，粉狀根做的調料計。凡是到過中亞細亞的人，都會感覺到那里30～40℃的氣溫還是較易于忍受的。但在莫斯科或列寧格勒，即使當?shù)貧鉁氐陀谥衼喖殎?，人的感覺卻并不佳。這是因為蘇聯(lián)中部地區(qū)的溫度，要遠比中亞細亞的大多數(shù)地區(qū)高得多的緣故。同樣的道理，當人體浸在熱水中時，因無法用排汗蒸發(fā)的途徑散熱，所以在水中耐高溫能力就要明顯遜于在干燥的空氣中耐熱能力。在下熱池方面創(chuàng)紀錄的是一位土耳其人，他曾潛入70℃的水中而安然無恙。美國挑選首批征服“水星”的宇航員時，要求具有超眾的耐熱能力；在氣溫高達50℃的模擬小艙里待上2個小時。美國科學家所作的類似宇航試驗表明，人體在與熱魔作斗爭時，自身體溫可達40.3℃，全身失水可達10％，而狗在耐熱時的極限體溫要稍高一些，為42.8℃。因此，人類完全可以自豪地宣布：“就耐熱的潛力而論，我們也是生物界的強者！”但是，人究竟能耐多高的溫度呢？生理學家至今未從理論和實踐上作出明確的答復。第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六一.心跳停止極限：大約4小時據(jù)上海家庭報報道，醫(yī)學理論認為，一般情況下，心跳停止4分鐘后，人體可能由于腦部無法得到血液、氧氣而死亡。二.分辨氣味極限：大約3000種一般人可以分辨出十幾種不同的氣味，進行反復嗅覺訓練，人的氣味分辨能力是可以有所提高的。經(jīng)過訓練的聞香師在畢業(yè)時，就已經(jīng)能分辨并記憶400多種氣味，以后在不斷的實際操作中，還會進一步增強這種能力，至少可以熟悉2000種氣味，出色者大約可以記住3000種氣味。三.最低體溫極限：大約14.2℃正常人的腋窩溫度下限通常為36.5℃，也有人是低于36℃的，但是極為少見。人體最低體溫極限大約是14.2℃，這是經(jīng)過檢測認定的結果。的搏血功能。即使參加體育鍛煉，在檢測和評估鍛煉效果時，都不可能超越這個極限。極限運動和面對應急事件一樣，如果人經(jīng)常處于緊急戰(zhàn)斗狀態(tài)，此過程一結束，身體就會感到特別虛弱。長此以往會使生命透支。四.心跳極限：1分鐘220次心跳極限是指心臟運動極限，指迄今為止科學發(fā)現(xiàn)的心臟能夠工作最大極限的心跳次數(shù)，即人體最大心率的計算公式。超過這個數(shù)值，心臟就不能繼續(xù)完成正常五.最高體溫極限：大約46.5℃正常人腋窩溫度的上限通常為37.4℃。如果發(fā)熱，最高不過達到42℃。但人體最高體溫極限大約是46.5℃。第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六六.腎臟殘存極限：大約30%當殘存腎單位進一步減少低于30%時，就將出現(xiàn)腎功能不全。當?shù)陀?0%～15%時，尿毒癥的癥狀就會出現(xiàn)。七.環(huán)境溫度極限：大約116℃環(huán)境溫度極限是指人體置身其間尚能呼吸的溫度。有關實驗發(fā)現(xiàn)，由于無法通過排汗蒸發(fā)散熱，人在水中的耐高溫能力明顯低于干燥空氣中耐熱的能力?？茖W家曾對人體在干燥的空氣環(huán)境中所能忍受的最高溫度做過實驗：人體在71℃環(huán)境中，能堅持整整1個小時；在82℃時，能堅持49分鐘；在93℃時，能堅持33分鐘；在104℃時，則僅僅能堅持26分鐘。但是，據(jù)有關文獻記載，人體能忍受的極限溫度似乎還要高一些。第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六研究性學習大綱1：人類運動極限與什么有著密切關聯(lián)2：人類在各方面所承受的極限3：有什么方法能提高人類的極限？我們人類能否突破這一瓶頸？如果能，如何突破？第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六有什么方法能提高人類的極限？答案是：加入你的正常極限速度為100米10s，如果在后面放一只獅子窮最不舍。。。還有可能10m/s？曾經(jīng)一位老太太一心為了救壓在汽車下的孫子。。啊小宇宙爆發(fā)了他奇跡般舉起了汽車一端！人類的極限這個東西很微妙.真常人很難將其開發(fā)出來網(wǎng)絡上，現(xiàn)實中許許多多的實例向我們證明往往在對我們生命受到威脅或者潛意識的一定要最一些事情