结论：根据计算，博尔特的极限速度约为 12.3 m/s， 达不到自然界的平均水平（同等体重下，自然界的平均速度为 17.6 m/s）。
博尔特的极限速度是多少？
想知道博尔特的奔跑极速在自然界算什么水平，就先得要知道博尔特奔跑的极限速度是多少！100 m/ 9.58 s = 10.44 m/s ? 这只是他在 100 米内的平均速度。实际上他在 100 米的各个阶段有不同的速度。下表给出了博尔特在 2008 北京奥运会和 2009 德国柏林田径世锦赛上的百米分段成绩：
| 2008 北京 | 2009 柏林 | |
|---|---|---|
| 风速 | 0 m/s | + 0.9 m/s |
| 反应时间 | 0.165 s | 0.146 s |
| 0-10 m | 1.85 s | 1.89 s |
| 10-20 m | 1.02 s | 0.99 s |
| 20-30 m | 0.91 s | 0.90 s |
| 30-40 m | 0.87 s | 0.86 s |
| 40-50 m | 0.85 s | 0.83 s |
| 50-60 m | 0.82 s | 0.81 s |
| 60-70 m | 0.82 s | 0.82 s |
| 70-80 m | 0.82 s | 0.83 s |
| 80-90 m | 0.83 s | 0.83 s |
| 90-100 m | 0.90 s | 0.83 s |
| 总成绩 | 9.69 s | 9.58 s |
尽管 2009 德国柏林田径世锦赛的成绩更好，他的 9.58 秒成绩得益于 0.9 m/s 的微风，而在北京奥运会的比赛中则无风，所以北京的成绩更能反应其真实水平。如果将上表中的这些数据点画在一张坐标系中，并用插值得到的光滑曲线连接这些点就可以得到下图：
上图中时间-路程曲线的导数（斜率）就是速度，如下图所示：
从时间-速度曲线可以看出，博尔特在比赛进行到约四分之三时达到了最大速度，约 12.3 m/s。在此之前，他一直在加速。而在此之后，他开始减速。当他到达终点线时，他的速度下降到了 10.1 m/s。 因此，博尔特奔跑的极限速度约为 12.3 m/s，即约 44.3 km/h。
博尔特的极速在自然界算什么水平?
我觉得不能用绝对速度去计算博尔特的极限速度在自然界算什么水平。例如，你能说你比蚂蚁跑得快吗？撒哈拉银蚁可以在一秒内跑 0.91 米的距离，差不多相当于这种蚂蚁身体长度的108倍。如果以身体长度来计算速度的话，这种蚂蚁的速度相当于一个人类跑到 580 km/h 的速度。
奔跑速度的大小与物种的尺寸存在一定的关系[2]。如果尺寸太小，肌肉组织就不够强大（例如蚂蚁的绝对奔跑速度并大）。如果尺寸太大，体重过大也跑不起来（例如大象跑得并不快）。而中等体型的猎豹则在肌肉和体重之间找到了最佳平衡点。下图是各种动物的奔跑速度：
上图中各点拟合得到的曲线方程为[2]v_\max=25.5 M^{0.26}\Big(1-\exp(-22M^{-0.6})\Big)\\ 上式代表了自然界不同体重生物奔跑速度的平均不平。如果博尔特的（体重, 极速）点在该曲线上方，则表明其超过了自然界的平均水平。反之，则低于自然界的平均水平。博尔特体重为 M = 94 kg，代入上式得 \begin{aligned} v_\text{bolt} &= 25.5 \times 94^{0.26}\Big(1-\exp(-22\times 94^{-0.6})\Big) \\ &= 63.4\,\text{km/h} =17.6\,\text{m/s}\end{aligned}\\ 也就是说，博尔特得跑到 17.6 m/s 才能达到自然的平均水平，而实际上博尔特的极速仅为 12.3 m/s。 显然，博尔特并没有达到自然界的平均水平。
参考资料
[1] Steven Strogatz. quanta magazine. 2019. Usain Bolt's Split Times and the Power of Calculus
[2] Hirt M R, Jetz W, Rall B C, et al. A general scaling law reveals why the largest animals are not the fastest[J]. Nature Ecology & Evolution, 2017, 1(8): 1116-1122.
