让我离开棒球赛场:当物理学和生理学碰撞时

物理学和医学是棒球场上最重要的参与者

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棒球是一项关于轨迹的运动。正如约吉·贝拉所说,你只需要观察就能学到很多东西。例如,在5月29日,我在扬基体育场观察到纽约重炮手亚历克斯·罗德里格斯击中克利夫兰印第安人队投手大卫·赫夫的投球,球从中间飞出,击中了投手的头部。事实上,球击中赫夫的头部如此之重,以至于几乎一直滚到了右外野墙。那是球,不是赫夫的头。他一头栽倒在地,面朝下躺在投手丘上几分钟。赫夫最终被用担架抬走了。主队球迷随后看到扬基队挥霍了六分的领先优势,愤怒地离开了。

总之,人群中的许多人担心赫夫受了重伤。然而,由于早年观察过物理老师,我谨慎地表示乐观——正是因为球弹得如此之远,如此之快。如果球只是从赫夫的脑袋上弹回几英尺,直接回到本垒板,我会担心这个可怜的投手会成为美国职业棒球大联盟历史上第二个在工作中丧生的人。在这种情况下,球的大部分动能都会传递给投手。但是,这些能量似乎都用来将球迅速送入右外野角落,只有少量能量转移到了赫夫的头部。

事实上,在附近的纽约长老会医院接受检查后,赫夫在比赛结束前就回到了“受难”的现场,看起来似乎毫发无损。他之所以能做到这一点,是因为印第安人队以13-11获胜的比赛耗费了令人痛苦的4小时22分钟,对于我们这些在事件视界附近的人来说,感觉时间更长。


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(在职业棒球大联盟比赛中唯一丧生的人是克利夫兰印第安人队的游击手雷·查普曼,他在1920年被扬基队的卡尔·梅斯投出的球击中太阳穴后,再也没有恢复意识。仅仅过了51年,当权者就强制规定了保护性头盔。)

在A-Rod的击球击中布罗卡区(大脑的一个区域)的同一天下午,效力于一个不知何故被称为“阿纳海姆洛杉矶天使队”的球队的一垒手肯德里·莫拉莱斯遭受了更严重的伤病。莫拉莱斯在第九局下半场击出了一个制胜的满垒本垒打,绕垒跑了一圈,跳到本垒板上,摔断了他的左脚踝。他需要手术,可能会错过本赛季的剩余比赛。与其他在类似受伤后被带到后院射杀、最近被大型动物兽医实施安乐死的世界级运动员相比,莫拉莱斯仍然是幸运的。

当天晚上,费城费城人队的投手罗伊·哈拉迪投出了职业棒球大联盟历史上第20场完美比赛,让所有27名徒劳地挥舞着他们的“贡品棍”(我的意思是球棒)的佛罗里达马林鱼队球员都黯然退场。《费城问询报》的记者比尔·里昂写道,哈拉迪“让球下坠,也让球上升。”

里昂的说法有一半是正确的。新罕布什尔大学的心理学教授肯尼斯·富尔德说,没有哪个投手能真正让球上升,他开设了一门名为“视觉感知”的课程。(新罕布什尔是我最接近打职业棒球的地方,当时我被提供了一周的住宿,以便我可以成为达特茅斯学院数学系垒球队的替补队员。如果有足够的初始条件,那些家伙可以准确地告诉你对手击出的球会落在哪里,因为他们秉承了数学系的传统,他们不会接住球。)

据富尔德说,他的儿子萨姆是芝加哥小熊队40人名单中的一名外野手,直球快球从高处投出时,在飞向本垒板的过程中总是会略微下落。但是击球手会认为轨迹是水平的。如果一个速度异常快的投球只是比预期的下落少一点,就会显得好像在上升。这是一种错觉,就像当你认为你的静止的火车在移动,是因为旁边轨道上的火车在移动,或者当你花了6美元在扬基体育场买了一个热狗时,感觉并不疯狂,因为你已经为你的座位花了125美元。

Steve Mirsky was the winner of a Twist contest in 1962, for which he received three crayons and three pieces of construction paper. It remains his most prestigious award.

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大众科学 Magazine Vol 303 Issue 2This article was originally published with the title “Take Me Out of the Ball Game: When Physics and Physiology Collide” in 大众科学 Magazine Vol. 303 No. 2 ()
doi:10.1038/scientificamerican082010-5fAlAT4yHEOSHDO5KdyFuT
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