贏在起跑線 —— 反應太快也是錯?

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2017 年倫敦舉行的世界田聯錦標賽男子 100 米預賽,賴索托選手 Mosito Lehata 因起跑犯規被取消資格。 圖片來源:Glyn KIRK/AFP

賽跑、跨欄講求快,但起跑太快就變成犯規。世界田徑聯會(World Athletics)將槍響 0.1 秒內起跑定為「過早起跑」(jumping the gun),視之為「起跑犯規」(false start),理據是人類無法在 0.1 秒內作反應。不過從科學角度而言,真的沒有人可以快過 0.1 秒起跑嗎?

今年 7 月美國俄勒岡州世界田徑錦標賽上,110 米欄運動員 Devon Allen 在決賽中因起跑犯規被取消資格。Allen 的反應時間為 0.099 秒,比規定的快千分一秒。同樣被判定為過早起跑的,還有參與女子 100 米準決賽的 TyNia Gaither,其反應時間為 0.093 秒,即時被取消資格。兩人都堅持自己只是「聽到槍響了就起步」。

「起跑犯規」的鐵律,圍繞著「沒有人反應時間可以快過 0.1 秒」的理論,任何快過 0.1 秒的選手均視作早已經預料到槍響,大腦在聽到聲音之前就向身體發出「開始」的信號。然而,Gaither 在媒體 Vox 的 Podcast 上堅持自己沒有憑預測起步,被標籤成作弊者對她並不公平。她稱:「他們打算向我們說的是,沒有人可以移動得那麼快。」

人類反應的極限

世界田徑錦標賽女子 100 米半準決賽中,Gaither 起跑犯規被取消資格。 圖片來源:路透社

為此,Vox 訪問愛爾蘭利默里克大學生物力學科學家 Matthieu Milloz,瞭解人類的反應時間。Milloz 表示,人類無法對聲音立即作反應,因為從槍聲響,到槍聲傳到跑者耳朵,耳朵將聲音轉化為神經信號,讓神經識別系統接收,再到神經系統向肌肉發出指示,而肌肉需時收縮等等,連串生理事件都需要一定時間。問題是,需時多久?

Milloz 同意參賽者的確可以使詐過早起跑。「你可以預計槍聲,由於比賽勝負可以取決於百分之一甚至千分之一秒,所以過早起跑的跑者會有優勢。」不過,世界田徑聯會所界定的 0.1 秒是否人類神經生理反應的極限,就是另一回事。他指:「目前,我們不知道這情形下神經生理學的極限能到哪裡,但我會說 0.1 秒的設定並非基於科學。我們沒有相關數據。」

過去雖然有針對短跑運動的起跑研究,但對象並非頂尖選手。例如 1990 年,芬蘭有一項針對 8 名非精英短跑運動員的研究,確實有支持 0.1 秒反應時間限制的證據。然而也有其他研究,成績記錄更快的短跑運動員,起步速度甚至快過 0.085 秒。此外,一些科學家還計算過起步信號通過耳朵、神經、肌肉所需的時間,認為起步時間可能快於 0.1 秒。Milloz 雖然稱不知道確切的極限應該是多少,但他相信:「你可以在 0.1 秒內有所反應。」

0.1 秒,到底是怎樣定下來的?

世界田徑聯會堅持 0.1 秒規則是基於「標準反應時間的科學」,但體育歷史學家 PJ Vazel 指,這條規則實際上可追溯至 1960 年代,西德一位起步特別快的短跑運動員 Armin Hary。Hary 起步之快,甚之有「偷步賊」(Thief of Starts)之名。Vazel 解釋目前尚不清楚 Hary 是預計起步槍聲,抑或反應時間非常快,但其帶來的爭議,促使西德方面為起跑器裝上自動化系統,偵測起跑犯規。與之合作的鐘錶公司 Junghans 根據他們的專利技術,測試後發現短跑運動員起步速度不會短過 0.1 秒。Vazel 解釋,0.1 秒的限制就在往後數十年成為一個粗略的經驗法則,直至 1989 年正式編入規則。「不幸的是,人們仍認為這個規則建立於科學基礎。」

事實上,世界田徑協會在 2009 年也曾委託作反應時間研究,該研究已提出應放寬 0.1 秒的限制。但協會回應 Vox 查詢時稱:「技術委員會認為,該項僅以 6 名非精英運動員進行的研究,不足以支持更改。」尚未能證實的 0.1 秒法則,加上規則收緊至一次起跑犯規即取消資格,導致一些參賽者起步變得謹慎。從 1997 年到 2011 年,國際錦標賽選手的平均起跑反應時間便慢了 20%。

要釐清起步反應時間極限,仍需回歸科學。Milloz 期望有實驗能邀得世界頂級運動員參與,測試他們最快的起步速度,並按所有利益相關人士都同意的方法制定規則。「收集大量反應時間,繪製分佈圖,以便清楚瞭解甚麼時間是不可接受的異常值。」