結論：根據計算，博爾特的極限速度約為 12.3 m/s， 達不到自然界的平均水平（同等體重下，自然界的平均速度為 17.6 m/s）。
博爾特的極限速度是多少？
想知道博爾特的奔跑極速在自然界算什麽水平，就先得要知道博爾特奔跑的極限速度是多少！100 m/ 9.58 s = 10.44 m/s ? 這只是他在 100 米內的平均速度。實際上他在 100 米的各個階段有不同的速度。下表給出了博爾特在 2008 北京奧運會和 2009 德國柏林田徑世錦賽上的百米分段成績：
| 2008 北京 | 2009 柏林 | |
|---|---|---|
| 風速 | 0 m/s | + 0.9 m/s |
| 反應時間 | 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 |
| 總成績 | 9.69 s | 9.58 s |
盡管 2009 德國柏林田徑世錦賽的成績更好，他的 9.58 秒成績得益於 0.9 m/s 的微風，而在北京奧運會的比賽中則無風，所以北京的成績更能反應其真實水平。如果將上表中的這些數據點畫在一張座標系中，並用插值得到的光滑曲線連線這些點就可以得到下圖：
上圖中時間-路程曲線的導數（斜率）就是速度，如下圖所示：
從時間-速度曲線可以看出，博爾特在比賽進行到約四分之三時達到了最大速度，約 12.3 m/s。在此之前，他一直在加速。而在此之後，他開始減速。當他到達終點線時，他的速度下降到了 10.1 m/s。 因此，博爾特奔跑的極限速度約為 12.3 m/s，即約 44.3 km/h。
博爾特的極速在自然界算什麽水平?
我覺得不能用絕對速度去計算博爾特的極限速度在自然界算什麽水平。例如，你能說你比螞蟻跑得快嗎？撒哈拉銀蟻可以在一秒內跑 0.91 米的距離，差不多相當於這種螞蟻身體長度的108倍。如果以身體長度來計算速度的話，這種螞蟻的速度相當於一個人類跑到 580 km/h 的速度。
奔跑速度的大小與物種的尺寸存在一定的關系[2]。如果尺寸太小，肌肉組織就不夠強大（例如螞蟻的絕對奔跑速度並大）。如果尺寸太大，體重過大也跑不起來（例如大象跑得並不快）。而中等體型的獵豹則在肌肉和體重之間找到了最佳平衡點。下圖是各種動物的奔跑速度：
上圖中各點擬合得到的曲線方程式為[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體重生物奔跑速度的平均不平。如果博爾特的（體重, 極速）點在該曲線上方，則表明其超過了自然界的平均水平。反之，則低於自然界的平均水平。博爾特體重為 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}\\ 也就是說，博爾特得跑到 17.6 m/s 才能達到自然的平均水平，而實際上博爾特的極速僅為 12.3 m/s。 顯然，博爾特並沒有達到自然界的平均水平。
參考資料
[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.
