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人類與黑猩猩,誰是好投手?

我們看慣了黑猩猩在叢林樹幹間擺盪、跳上跳下,總覺得他們是天生的體育選手;但是,如果舉辦一個投球比賽,來比比看球速呢?

結果可能會出乎我們的意料。最近的一項研究顯示,因為黑猩猩與人類身體構造的差異,使得黑猩猩在投擲的時候頂多能投出時速20英哩的球–只有少棒投手的三分之一球速。

怎麼會這樣呢?原來是因為

一、人較為靈活的腰部使胸部與臀部可以分開旋轉,讓軀幹旋轉的角度變大,從而使得人能經由大範圍的移動來實現高扭矩;如此才能使肩膀存入更多的彈性能。

二、比較人類與黑猩猩在肱骨扭轉時,肱骨頭方向和肘部的軸線之間的角度,人類的低了10到20度。這個角度的差異,使得人類的肩膀可以向外側旋轉更多,讓人在投擲的時候,可以在擊發階段(cocking phase)儲存更多的彈性能。

三、人的肩關節方向較為水平取向,使得胸大肌屈曲的方向與軀幹旋轉的方向位於同一軸線上。(見下圖右)這個安排使得人可以藉由將肱骨與軀幹旋轉和肩膀前屈力矩做連結來提升慣性,將兩者的阻抗提升到最大。相比之下,黑猩猩有個更顱導向的肩關節(下圖左),造成他們產生軀幹旋轉扭矩的能力受限。

圖片來源:自然期刊 因為猩猩的肩關節構造,使得在做投擲動作時,猩猩跟人的姿勢就完全不一樣(見下圖)。

因為黑猩猩的肩關節構造,使得在做投擲動作時,猩猩跟人的姿勢就完全不一樣(見下圖)。

圖片來源:自然期刊 人(上圖右)在投擲時,上臂可以跟肩膀維持水平,而下臂和上臂成為直角。於是當要把球投出的時候,整個手臂就好像彈弓一樣,而下臂的作用就像彈弓的那條橡皮筋,將先前儲存的彈性能瞬間化為動能,轉到球上面使球「就像變心的另一半一樣飛出去」。

人(上圖右)在投擲時,上臂可以跟肩膀維持水平,而下臂和上臂成為直角。於是當要把球投出的時候,整個手臂就好像彈弓一樣,而下臂的作用就像彈弓的那條橡皮筋,將先前儲存的彈性能瞬間化為動能,轉到球上面使球「就像變心的另一半一樣飛出去」。

相對的,黑猩猩因為肩關節的構造,使得上臂與肩膀之間的角度無法維持水平,這也使得上下臂之間的角度較大,於是無論姿勢怎樣擺都無法像人一樣儲存那麼多的彈性能,也就沒辦法達到那麼高的球速了。

據信,人類投擲的能力應該是兩百萬年前就演化出來了,這個能力應該對打獵很有幫助。不過,那時候人類還不能製造複合式工具(如矛、標槍之類),所以可能就是扔石頭吧!

後記:一位曾在動物園工作的學生給我的回饋,讓我想到,黑猩猩的肩關節的構造產生的姿勢,其實對於黑猩猩在森林裡的生活是需要的。相對的,投擲能力的精進(達 到每小時60英哩甚或更高),對於叢林中的採集生活其實沒有什麼實際上的用處。相對的,數百萬年前的猿人,因為東部非洲草原的擴張,如果能發展出可投擲高 球速的能力,應該對於打獵有極大的幫助。試想,能以迅雷不及掩耳的速度投擲出高速飛行的石塊先將草原另一頭的獵物打倒或打傷,這樣在狩獵時應該可以節省下 不少狂奔的力氣。

參考文獻:

  1. Neil T. Roach, Madhusudhan Venkadesan, Michael J. Rainbow& Daniel E. Lieberman Elastic energy storage in the shoulder and the evolution of high-speed throwing in Homo. Nature, 2013; 498 (7455): 483 DOI:10.1038/nature12267
  2. Science Daily. Chimps or humans: Who’s the better baseball pitcher?

關於作者

葉綠舒

做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。