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何易团队|百米跑极限在哪儿?统计学算出了人类“速度天花板”

发布时间:2026-05-09来源:宁波东方理工大学浏览次数:23

“人类百米跑到底还能有多快?”从尤塞恩·博尔特9.58秒的世界纪录诞生至今,这个问题一直备受关注。百米赛道上,每快0.01秒都意味着新的突破,也让“人类速度极限”成为体育科学中的经典话题。

近日,宁波东方理工大学理学部教授何易与国际极值统计权威、荷兰蒂尔堡大学教授John H.J. Einmahl合作,基于更严谨的极值统计理论,对人类百米跑极限进行了重新估计。研究表明,在统计学意义下,人类百米跑的“速度天花板”大致为:男子9.49秒,女子10.20秒。相关研究成果以“Accurate Estimates of Ultimate 100-Meter Records”为题,发表在极值理论领域的国际权威期刊《极端》(Extremes)上。

为什么以前算不准?这次方法 “升级” 了

百米跑是典型的“极值问题”,研究者关注的不是普通人的平均水平,而是全球顶尖短跑运动员,他们的极限在哪里?

过去,传统研究方法面临两大挑战:一是数据稀疏,通常依赖有限的历史世界纪录或少量顶尖成绩进行推断,样本数量较少;二是假设较为理想,通常默认所有顶尖运动员拥有相同的“天赋上限”。但现实是,个体间的差异(即异质性)是真实存在的,每个人的“天花板”可能各不相同。这些因素导致以往的预测结果存在较大不确定性。

针对以上问题,何易团队的研究,将 “个体差异” 写进公式,利用异质极值统计方法,对百米极限进行了更贴近现实赛场的估计。

基于大样本,刻画百米极限边界

为了提高估计的可靠性,研究团队整理了1991年至2023年间的大量百米成绩数据,覆盖了世界范围内的顶尖短跑运动员。

其中,男子组共纳入25244条成绩记录,涉及5618名运动员;女子组共纳入11654条成绩记录,涉及2528名运动员。研究并未只取运动员的一次最好成绩,而是将同一位运动员的多项年度最佳成绩纳入分析,最多每人纳入5个年度最佳成绩。只有纳入每名运动员的多项成绩,才能从统计层面刻画运动员个体异质性,进而得到准确的统计误差估计。

基于这些数据,研究得出了人类百米成绩极限的95%置信下界。

男子百米跑极限为9.49秒。 这意味着,科学家有95%的统计学把握认为,人类几乎不可能跑出比9.49秒更快的成绩。这一极限与博尔特9.58秒的世界纪录仅有0.09秒的差距。

女子百米跑极限为10.20秒。 同样,在统计学上,女子百米跑的成绩极难突破10.20秒。这与弗洛伦斯·格里菲斯-乔伊纳保持的10.49秒世界纪录,存在0.29秒的理论提升空间。

相比以往研究,本项研究的另一大特点是精度显著提升。研究利用同一运动员的多项成绩记录,更准确地刻画了运动员异质性对统计估算的影响,统计估算的渐近方差降低约 35%。这意味着,新的结果不仅更精确,也更接近真实赛场中的复杂情况。

体育极限研究的新统计工具

这项研究并非断言世界纪录不会再被刷新,而是在给“还能快多少”提供一条有统计学意义的边界。它将一个关于速度、天赋和极限的大众讨论,转化为了一个可以被数据和科学理论检验的问题,为体育科学及相关领域的研究提供了新的视角。

宁波东方理工大学为论文第一单位。荷兰蒂尔堡大学教授John H.J. Einmahl、宁波东方理工大学教授何易为论文共同第一作者,何易为唯一通讯作者。   

相关论文信息: https://doi.org/10.1007/s10687-026-00537-8