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2013/05/24

神秘的蝴蝶球_別相信沒根據的說法

剛好前幾天在 UDN 討論區談到蝴蝶球,發現許多國人對於蝴蝶球的認知有嚴重偏差,因此特別寫了這篇文章,我要強調的是,這篇文的內容不是知識新發現,而是國外學者的研究內容大彙整,有憑有據,也許有些...

作者:踏的

阿東Adam

看好文長知識!希望之後能有後續關於打者面反應的研究分享 XD (好一個食髓知味)

踏的

有幫到人真開心。打者面反應?!(懶惰持續裝傻中)

剛好前幾天在 UDN 討論區談到蝴蝶球,發現許多國人對於蝴蝶球的認知有嚴重偏差,因此特別寫了這篇文章,我要強調的是,這篇文的內容不是知識新發現,而是國外學者的研究內容大彙整,有憑有據,也許有些觀念過幾年又不一樣了,但至少就目前的科技技術來說是最合理的結論。
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蝴蝶球靠風吹?
 
當然不是。蝴蝶球靠的是邊界層撥離,簡單來說就是當氣流通過一顆 “自旋速度十分緩慢” 的 棒球時,遇到球體上的縫線就會立刻產生邊界層撥離,當撥離現象發生時,會產生球體周圍壓力的不對稱,因此讓棒球在大氣中出現飄移的現象。在地球上,風吹代 表的是大氣壓力差,有大氣壓力差就有風,風只是眾多影響蝴蝶球變化軌跡的原因之一,即使是無風狀態,你仍能想辦法靠著不讓棒球快速旋轉而投出蝴蝶球。
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蝴蝶球的軌跡
 
在傳統觀念裡,蝴蝶球的軌跡是可以左右上下擺動的,在打者眼裡,蝴蝶球就像一隻蝴蝶翩翩飛舞,打都打不好,但近年來大聯盟的 PITCHf/x 系統問世,讓學者甚至是球迷們可以透過 PITCHf/x 系統了解很多過去不知道的事情,儘管 PITCHf/x 系統在球種分類上一直有瑕疵,但至少在球體的初速、末速、自旋圈數、出手點和落點等等幾乎可以直接量測、不必經過多重換算的這些數據區塊,可信度是還算蠻高的,蝴蝶球研究領域的高手,Alan Nathan 教授就充分利用PITCHf/x 系統來研究這件事情,經過研究發現,蝴蝶球並不像過去我們所認知的那樣會左右上下偏擺,而是以接近平滑曲線的方式向本壘板移動,假設一顆蝴蝶球由右投手的出手點丟向右打者外角,那由投手的視角來看就是球一直是以平順曲線的方式往右打者外角前進,儘管中途每單位時間往外角偏移的 “量” 會有所改變,但至少不會很突兀的突然轉到反方向去。
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怎樣算是好的蝴蝶球投手?
 
這種問題太籠統了,倒不如直接縮小問題範圍,怎樣成為一個好的大聯盟蝴蝶球投手?
 
Josh Smolow 利用 PITCHf/x 系統統計分析了系統問世的這段期間內,可供研究的蝴蝶球樣本,包括 Tim Wakefield 和 R.A. Dickey 兩位知名球星所丟出來的蝴蝶球,可由統計數字中歸納出幾個蝴蝶球成功的關鍵因素:
 
1)球的 movement 越大越好
2)球的速度越快越好
3)控球必須精準
 
聽起來像是廢話,但對蝴蝶球的物理性質來說,選項 1) 和選項 2)、3) 基本上是不相容的,以指標性人物來說,Tim Wakefield 顯然專精於選項 1),而 R.A. Dickey 的專長則在選項 2)、3),在 PITCHf/x 系統公諸於大眾的世代,R.A. Dickey 顯然在成績數據上樂勝,Tim Wakefield 的巔峰時期則在這個世代之外,我們無法比較起。
 
到底是室內好還是室外好?
 
答案是無解。
 
因為蝴蝶球轉速極慢,所以邊界層撥離造成的壓力差對球的軌跡有巨大影響,而這一切的根本則在縫線上。
 
Alan Nathan 教授就做過一個風洞實驗,在固定出手點、初速、投擲向量、初始縫線角度、旋轉軸心和大氣條件下,光是球的自轉只差了 0.5 圈就能使球的落點左右偏移了 0.7ft,約是本壘板中間到本壘板邊緣的差距,換句話說,0.5圈內縫線角度偏移的差異量,對軌跡影響非常巨大。
 
Alan Nathan 教授對此結果做了一個非常貼切的比喻,就是混沌理論(Chaos theory),系統初始微小條件的差異(0.5 圈)造成巨大的影響(偏移量 0.7ft),我的意思是,蝴蝶球的分析極度困難,即便是 ML 等級的投手,再如何優秀也沒辦法完全控制上面那些影響因子,別說是比風洞實驗更複雜的室內球場環境條件了,更遑論是室外球場。台灣維基百科直接說室內球場不利於movement,嚴謹來說其實不太正確,也容易讓人誤解成室外球場比較有利蝴蝶球投手。
 
博學多聞的 R.A. Dickey 說他還沒看過室內球場還是室外球場誰比較有利蝴蝶球的研究,但他比較喜歡室內球場,因為變數少,這和他的特性相符合,球速快、控球佳,Tim Wakefield 則說比較喜歡室外球場,因為 movement 感覺比較好,這也和他的特性符合,所以你覺得室內還是室外好?對此我特地去信詢問了 Alan Nathan 教授,他也表示目前學界還沒有答案,以現況來說只能確定兩件事情,一是室內球場變數少,球路可預測性佳,二是室外球場大氣狀況複雜,movement “也許”會比較好。
 
上面的問題解決了你可能還要考慮對面打者的反應如何,比方說 movement 越大越好但如果無限上綱會有怎樣的結果,這部分的研究還有好長的路要走。
 
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