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只要投出消失的魔球, 星飛雄馬就會被五雷轟頂!—《空想科學讀本 2》

空想科學137-152.indd以前的棒球漫畫裡就有所謂的「魔球」。有的一球變三個,有的會發光,還有會避開球棒的,甚至有球皮翻開像蝴蝶般鼓翅飛行的嚇死人的玩意兒。各式各樣的魔球百花齊放,爭奇鬥豔。

其中的最高傑作當屬《巨人之星》的「大聯盟魔球 2 號」吧。別名「消失的魔球」,投手主角星飛雄馬球質太輕,這變成他的致命弱點,在背水一戰的絕境下,想出了這招變化球。

消失魔球最值一提的就是,雖然乍看之下荒誕無稽,故事中還明確解說了這種變化球的原理,詳細到甚至像是「魔球投法說明書」。

可是,現實中從未聽過有哪個職棒投手精通「消失的魔球」的。為什麼呢?難道是西武隊的松坂或巨人隊的上原都太不上進了嗎?還是說,消失的魔球之所以無法實現,是出於某種致命弱點?

如果答案是後者,那麼把人生都賭在魔球上的星飛雄馬也未免太可憐了。在本節中,首先要根據原作者梶原一騎的理論來解開消失的魔球之謎。就算做不到,也要用科學的方法來實踐看看!這全是為了拚命努力滿腔傻勁的飛雄馬!來吧,比賽開始!

消失的魔球是什麼?

星投手右腿高高抬起,以全身力氣投出的高速球突然在打者眼前消失了!打者驚愕不已,下個瞬間球又在本壘板上出現——好球!這就是關於「大聯盟魔球 2 號——消失的魔球」的描寫。

如果只是球不見,這種球路在比《巨人之星》早幾年的漫畫《魔球投手》就已經登場了。飛雄馬的魔球之所以新奇,在於即使打者不看球、光靠預測球路而揮棒,一樣打不到。也就是說,球在消失的時候還會改變路線。所以在這些嶄新設定上是下過一番功夫的【圖一】。

圖一:看不見的魔球,會在消失後大大改變球路。

飛雄馬命中註定的對手如花形和左門等人,挑戰這謎樣的革命性魔球,「為什麼會消失?」謎底逐步揭曉,情節緊張刺激。總合他們的研究結果,可以彙整出魔球消失的原理大致如下:

① 球到打者面前會大幅下墜,然後在本壘板前再轉為上揚。

② 飛雄馬投球時會高高抬腿,順勢踢起投手板上的沙土,使之附著在球面的縫線。

③ 球在空中激烈旋轉時,附在上面的沙土會因為離心力而飛出去,然後球按照 ① 的路徑貼地低空飛過。

④ 這時地面塵土會被球體旋轉造成的旋風捲起。也就是說,原本附著球面的沙土形成煙幕,加上本壘板前被捲起的塵土,變成保護色,球就完全看不見了【圖二】。

看不見的魔球,就是因為這種原理而看不見的……大概吧?

嗯,好像還滿有道理的嘛……,這個讓許多棒球漫畫迷都不得不接受的梶原流科學理論,到底能不能讓球消失不見呢?

摧殘幼苗的川上總教練

首先來探討一下 ① 的可能性。

曲球或噴射球之類的普通變化球是靠球的旋轉來改變行進軌道。從上方看右投手的曲球軌道,球朝逆時針方向旋轉,周圍的空氣也會被捲入而同向旋轉。如果以球的視點來看,則是前面的空氣撲過來,速度是它自身的行進速度。

這時,在球的右邊,被球帶著旋轉的空氣與前面撲來的空氣相撞,壓力升高。球左邊則是因為被球捲進的空氣與前方撲來的空氣同向,形成平順氣流,壓力較低。這股壓力差就會對球施力,使球彎向左邊【圖三】。

曲球的原理。利用左右空氣氣壓差,使球路彎曲。

消失的魔球則是在打者面前先降到貼地,然後在本壘板前上揚。這等於是 2 次逆向變化。意思是,球在行進途中必須逆轉旋轉方向。這種事情辦得到嗎?

與直線前進的物體相同,旋轉的物體也具有慣性。一旦開始轉,只要沒外力介入,旋轉軸心會保持一定方向,並繼續同速旋轉。不論要改變旋轉方向或軸心方向,都得從外部施力。也就是說,想對離手的球施力,除非在球上加裝發條或火箭引擎,別無他法。

飛雄馬第一次在川上總教練前演示消失的魔球,這個超級謹慎的人當場就說「手上的球給我」,以確認沒有動手腳。唔,真是老江湖!有這種頂頭上司,豈不是無法實現科學正確的消失魔球!

一練就得退出球壇

要改變旋轉方向已經很難了,還有一個更大難關等待克服:行進軌道變化要像漫畫裡演的那麼劇烈,得要有很強的力量。球裝有特殊機關另當別論;若要遵守棒球規則的話,只能依靠球本身的旋轉了。

根據《投球的科學》(大修館書店),實際測定時速 110 公里的曲球,會朝左偏移 40 公分。肉眼看起來球好像是到打者手邊才突然轉彎,但只要是靠旋轉來改變的話,一定是球離手的時候就開始轉向了。球到打者面前時速度變慢,所以才會看起來突然轉彎了。這用慢動作播放就很清楚。投捕距離 18.44 公尺,時速 110 公里的球需花費 0.6 秒。在這之間要偏移 40 公分,所需力量是球本身重量的 22%,也就是 31 克即可。

相對於此,消失的魔球要在水平前進的 1 公尺內先下降、再上升,上下範圍則是 50 公分。這需要的力量可不得了啦。特別是後段上升時角度會大於 45 度哩。如果和前述曲球一樣是時速 110 公里,這段上揚區的時間只有 0.017 秒。這一來,要有 53 公斤的力,也就是球重的 370 倍。到底要旋轉多劇烈才能得到這麼強的力量啊?

前述的曲球是每秒旋轉 40 次。在相同的球速下,旋轉數與產生的力道成正比。因此所需的力是原來的 1700 倍。要產生這麼大的力量,球必須每秒旋轉 6 萬 8 千次!

要轉成這樣得有 6 千噸的力。這等於要求投手「光靠手腕就舉起 120 輛戰車」。嗯,難怪松坂和上原選手都不投消失的魔球。光是練習,沒兩下就會把手廢了退出球壇啦。

純白的球

雖然還沒解決「讓球路變化」的問題,在此就當做已經實現了,直接進入下一題吧。

就算球路的行進如同故事所說,那麼 ② 到 ④ 的保護色理論真做得到嗎?

就常識來想,不論是舉高的腿掉落的沙土,或是本壘板前被捲起來的塵埃,份量都很少。想要形成屏障讓球看不見,塵土必須多到連球上的縫線都看不見。光靠腳上掉下來的那一點沙子絕對不夠,非把球場的土硬沾到球上、塗成泥丸子才行。況且飛揚的塵土一定要多到能遮住打者下半身。可是,真有這種狀況發生,對方一定會當場喊暫停,然後在本壘板一帶灑上消失魔球的頭號敵人——水!最後只剩下手裡握著泥巴丸子呆站投手板上的飛雄馬,被裁判群圍著審問【圖四】。

連球都看不見的煙霧,的確會妨礙比賽進行。

最重要的是,即使場上有打者要衝回本壘,也沒見過「等到滿天塵埃落定,才模糊看見打者與捕手跌成一堆的身影」。棒球場的土可不是龍角散啊。

這種小事就算了啦。這裡真要追究的是 ③ ,「附在縫線上的沙土因離心力作用擴散,球本身製造出煙幕」。既然要配合地面捲起的塵土讓球消失,那麼離心力製造的煙幕也要到了本壘板前才施展,效果才會大。

可是球並非到打者面前才開始轉。倒不如說,球一離手,旋轉數就開始減少。既然如此,應該在球剛投出去的時候最是塵土飛揚吧。

根據《粉塵的科學》(講談社),沙土之類的微粒是顆粒越小,吸附力越強。以直徑 1 微米的黏土來說,吸附力可達本身重量的 10 倍。每秒轉 20 次的曲球,表面沙土所受的離心力是 230 倍;消失的魔球則是 6 億 5 千萬倍。受到這麼大的離心力還能吸附得住,只有直徑 1 萬分之 1 微米、和原子一樣大的微粒才有辦法啦。那只有原子囉。

到頭來,真要照梶原理論實行的話,不但球路只能變一次,訓練階段還會弄傷手,飛雄馬一投球便灰頭土臉,飛到打者面前的不過就一顆白球……;用受傷的左腕投出一顆白球,加上飛雄馬球質原本就輕,要擊出場外全壘打是輕而易舉的事情吧。

啊,飛雄馬的夢想——消失的魔球,終究還是無法實現?把人生全賭在棒球上的不屈男子漢,就這樣背負著十字架消失?

用科學來實現魔球

要是就此放棄,飛雄馬太可憐了。消失的魔球也是我們的夢幻魔球。在此就用上人類全部的科學力,無論如何也要讓飛雄馬投出消失的魔球!

首先來解決球路的變化吧。

要改變物體的運動方向,一定要從外部施力。手不接觸就要施力,最適合的就是電磁力了。當一個帶正電荷的物體進入右邊 N 極、左邊 S 極的磁場中,就會受到一股向上的力。就用這個吧。

具體做法如下。首先,在一壘與三壘後方牆上裝置磁鐵,讓本壘板附近產生從三壘朝一壘方向的磁場。然後在投手丘架設 Van de Graaff 靜電產生器。它是利用皮帶旋轉一點一點收集靜電,可讓物體蓄積大量電荷。

終於要投球了。擺出投球姿勢前,飛雄馬要先戴上絕緣手套,握好球,打開靜電產生器,讓球慢慢蓄電【圖五】。

投球前啟動靜電產生器的傻勁兒投手。「爸,我要投了!」

什麼?犯規?!的確,投手必須空手投球,卻戴著厚厚的絕緣手套。投手丘除了松脂粉袋以外應該什麼都沒有,卻有一台發出嗡嗡聲的怪機械……,算啦,雖然有點古怪,不過飛雄馬的青春全繫於此了,這種程度的犯規就睜隻眼閉隻眼吧。

接著,握住充份蓄電的球,飛雄馬振臂投出一記指叉球!球先在本壘前大幅下墜,進入磁場後受到向上的電磁力【圖六】,漂亮畫出消失的魔球軌跡。

持續受到與行進方向垂直的電磁力,就會形成圓形軌跡。

而且這個方法不必旋轉,就不必擔心有勇無謀的練習會廢了手腕。更重要的是,球上蓄積大量靜電荷,能夠吸附大量沙土。完美的消失的魔球終於靠科學力量實現了。

啊!我現在感動得要命!

飛雄馬被五雷轟頂!

可是福禍相倚,飛雄馬雖然實現了夢想的魔球,同時有件恐怖的不幸等著他。球上蓄積的大量靜電荷將造成嚴重問題。在空氣中,1 公尺內產生 1 百萬伏特以上的電場時,就會開始放電。雲層與地面間電壓超量之後的放電現象,就是打雷。

為了讓球路劇烈變化、吸附大量塵土,球必須盡可能積電。可是萬一得意忘形,蓄電蓄到冒火花,那可危險啦。因為冒火花就表示開始放電了。空中放電是距離越近越容易發生,所以這雷不會轟地上,而是會先劈到飛雄馬臉上!

就算把球上的電量控制在某個程度,當投手把球握在胸前,或是舉臂到頭後,也一樣危險。因為雷會直接劈中心臟或腦幹【圖七】。

傻勁兒終於要投出夢寐以求的消失的魔球,結果悲劇卻降臨到他頭上。

而且電流容易流往水份多的地方。所以淚流得像瀑布一樣啦、全身汗水淋漓等等,通通都要嚴格禁止。最好在投手丘準備好乾浴巾乾衣服,而且盡量平心靜氣,不可激動。

身體乾燥了,終於可以投球了。這時要盡量伸直手肘,別過臉,像撫摸傷口似地輕柔投球。對老練的打者來說,光憑投球姿勢就可以判斷球路;擺出這種歪七扭八的姿勢,就算外行人也知道要投啥球啦【圖八】。

這就是「消失的魔球」的投球姿勢……,嗚嗚……。

如果不想這樣,也可以一開始就拿掉絕緣手套。電流一次通過很危險,但如果是慢慢蓄積就沒問題,連麻都不覺得麻。如此一來人也會帶電,與球之間的電位差為零,就不會有五雷轟頂的危險。

但是,人帶電,這下子就會與地面產生電位差,兩腿之間容易遭雷劈。這點是男人絕對要避免的事。預防方法是穿上高蹻似的絕緣橡膠屐。可是穿這玩意兒很難投球,而且萬一摔倒,地面與身體之間會放電爆出火花,整個人燒成焦炭。

此外,比賽後嚴禁和伴宙太抱在一起。就算他大罵「阿星啊!你為何不跑過來!為何不與我伴宙太一起分享這份喜悅啊!嗚喔喔喔!」如果真當他是好友,就算穿著橡膠屐跑步有絆倒的危險,也一定要戰勝恐懼拚命跑開,免得他也變成焦炭。

跨過觀眾的屍體前進吧!

在得到伴宙太的諒解後,憑著傻勁躲過落雷,飛雄馬終於投出消失的魔球。這下子輪到四周的人危險了。首先是打者。如果沒戴上絕緣手套和穿好絕緣衣,並且保持全身乾燥,一樣可能被雷劈。《巨人之星》中還有個選手為了不讓消失的魔球捲起塵土,在打擊區四周灑水,那根本是自殺行為。

話說,「球是圓的」,所以消失的魔球會不會被擊中、帶著大量電荷的球會不會飛進觀眾席,這種可能性誰也不敢說沒有。巨人隊球團在飛雄馬主投當天不准販賣啤酒與可樂,並且前一晚必須透過體育新聞告知觀眾「明天到東京巨蛋球場觀賽請記得戴絕緣手套」,萬一忽略這兩點,現在有消費者保護法,就等著被告吧。就算被其他隊總教練看穿「哼,明天派阿星主投呀」,還是得公告,畢竟觀眾安全第一啊。

而且,消失魔球的恐怖之處不只靜電。要用這種方法彎曲球路,必須有超過數億高斯的磁場。這比人類目前能造出的磁場還強 1 千倍。真要實現,會生出以下種種麻煩。

磁鐵一定同時有兩極,沒有光是 N 極或 S 極的磁鐵。因此埋在圍牆裡的磁鐵也會在反方向生出強烈磁場。三壘 N 極出來的磁力線會被一壘的 S 極吸收,但是磁鐵內側的磁力線會各自向周圍擴散。電子儀器在強力磁場中無法正常運作。裝有心律調節器的人,別說是進球場,連東京巨蛋的所在地文京區都禁止進入。轉播機器無法使用,所以就算是古早拍攝的演藝人員運動會或珍貴畫面集錦中也看不到飛雄馬上場主投的畫面。

此外,還得注意對人體的影響。神經傳導的電流會不順暢,腦袋變得鈍鈍的,動作也會緩慢,還可能昏倒。更何況心跳是靠微妙的電流變化調節,這個也危險。而且,帶電物體在磁場中移動時會產生電磁波。飛雄馬一投球就產生電磁波,會對身體細胞造成傷害。尤其是細胞分裂最旺盛的骨髓及生殖器官,還有胎兒,更危險。這時候還看什麼棒球!——徹底犯規,還要擔心雷劈,甚至會危及觀眾性命的大聯盟魔球 2 號。搞到這種地步,飛雄馬還想投消失的魔球?

但是對他來說,棒球已不只是運動。棒球是鋪在男子漢面前的人生之道。飛雄馬曾這麼說,「為了投出消失的魔球,我什麼都願意做!」人類若是沒有熱情幹勁,科學就不會進步。以科學力量來實現消失的魔球,正是科學對人類熱情的回報。

加油吧,飛雄馬!管它什麼天打雷劈!投出消失的魔球吧!


《 空想科學讀本2 》書封

 

本文摘自《 空想科學讀本 2 》遠流出版

關於作者

遠流出版

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