科学家们距离解开美国职业棒球大联盟本垒打激增之谜又近了一步

“美国职业棒球大联盟把这场比赛变成了一个笑话。”

这些严厉但并不完全令人意外的话语来自休斯顿太空人队资深投手贾斯汀·韦兰德在今年棒球年度全明星赛期间所说的话，这些话语体现了许多大联盟投手在 2019 年对他们最重要的武器——棒球的某种沮丧。韦兰德和他的许多同行注意到了上个赛季棒球的一个重要变化，结果是，对方击球手比以往任何时候都更频繁地击中他们，打出本垒打。

“我不想贬低任何人，但有些本垒打出界了，你只能摇头，”洋基队投手 JA Happ 在赛季初说道。“现在，球员几乎每次在空中接到球时都认为自己有机会。”

虽然研究这一现象还有很多工作要做，但棒球运动员以前所未有的速度击出全垒打的事实是无可争辩的。尽管 2018 年本垒打数量略有下降，但在过去四年中，本垒打数量已飙升至令人眼花缭乱的新高。2019 年的本垒打总数为 6,776 个，打破了 2017 年创下的 6,105 个本垒打的纪录，而且 MLB 击出本垒打最多的五支球队均来自过去两年。

对于很多球迷来说，这令人激动不已，因为没有什么比看到一个强壮的击球手将一个高快球击入第三层更令人激动的了。但对于其他许多人来说，一种本垒打疲劳开始出现。尤其是在一个联盟中，该联盟最著名的本垒打记录被某些传统主义球迷嘲笑，因为巴里·邦兹、马克·麦奎尔和萨米·索萨等重击手都与使用类固醇有关，这些数字令人侧目。鉴于 MLB 在 2018 年收购了其棒球供应商 Rawlings，有关该联盟故意“加药”的指控开始广泛传播。韦兰德在夏天尽可能清楚地表达了这一点。

“他们拥有这家公司，”他告诉 ESPN。“如果其他任何一家市值 400 亿美元的公司收购了一家市值 4 亿美元的公司，并且产品发生了巨大变化，那么发生的事情就很难猜测了。我们都知道发生了什么。（总裁罗伯）曼弗雷德第一次上任时，他说了什么？他说我们想要更多的进攻。突然间他来了，球就被打爆了？这不是巧合。我们不是白痴。”

如果 Verlander 想从 MLB 委员会本月早些时候发布的一份研究本垒打率的报告中寻找证据，他没有找到。根据该报告，“没有证据表明棒球性能的变化是 Rawlings 或 MLB 故意为之，而很可能是由于制造差异。”但即使仍有许多未解问题，该报告确实发现了阻力系数低（因此飞行距离更远）的棒球与阻力系数高的棒球之间的关键区别。

“[这些实验] 的重点主要是找出阻力取决于什么，”委员会主席、伊利诺伊大学名誉物理学教授艾伦·内森 (Alan Nathan) 表示。“因此，我们发现的主要问题是阻力确实取决于煤层高度。它也取决于目前尚不清楚的其他因素，但确实取决于煤层高度。”

除了内森，委员会成员还包括统计学家吉姆·艾伯特、机械工程师兼数学家佩科·霍索伊以及机械工程师劳埃德·史密斯。该团队在华盛顿州立大学体育科学实验室研究了 2013 年至 2019 赛季近 800 个未使用的美国职业棒球大联盟棒球，测量了阻力系数和接缝高度。他们的数据显示，自 2015 年全明星赛以来，美国职业棒球大联盟棒球的平均接缝高度（即缝线从球表面延伸的距离）下降了约 0.005 英寸，而在此期间，棒球的平均阻力系数下降了约 7%。

亚利桑那大学工程学名誉教授特里·巴希尔没有参与这项研究，但他在一封电子邮件中认可了这项研究的结果。他指出，他的书《棒球的科学》中的部分内容有助于解释为什么接缝高度存在差异。

“MLB 棒球的低接缝不是由设计或规则造成的，”巴希尔写道。“它们只是哥斯达黎加一家工厂手工缝制工艺的产物，这家工厂自 1990 年以来一直生产所有 MLB 棒球。MLB 尚未公布接缝高度的规则。他们对棒球的规定非常宽松。因此，几乎任何接缝高度都符合要求。”

但即使接缝在棒球构造中只是一种随意的附加设计，它们也会对击球手击出的球产生巨大影响。球上的接缝会影响所谓的空气“边界层”——当其他气流从球周围流过时，这层薄薄的空气会粘附在球的表面。

当边界层从棒球背部脱离时，会留下低压尾流，当它与棒球前部的高压相结合时，会产生使棒球减速的力。正如 Nathan 所解释的那样，这种力的大小取决于边界层与棒球分离的位置，而这又受到接缝高度的影响。

“分离点越靠近球的前端，力就越大，因为尾流面积越大。这主要取决于接缝的位置和高度，”他说。

接缝较高的球（迫使边界层在球附近分离）导致本垒打减少，这并不令人惊讶，因为 NCAA 从高接缝球改为低接缝球就表明了这一点。2015 年之前，NCAA 使用的棒球接缝高度为 0.048 英寸，但自该赛季以来，他们使用的棒球接缝高度仅为 0.031 英寸。由于 NCAA 在宣传棒球变化方面非常透明，我们可以很容易地看到它对本垒打频率的巨大影响。

MLB 最新研究的不同之处在于，在这种情况下，接缝高度并没有大幅缩小。但由于测量精确，研究人员能够观察到接缝高度即使减少千分之一英寸时阻力的变化。

“到目前为止，还没有人真正能够看到，当观察平缝球时，缝线高度要小得多，阻力会随着缝线高度的变化而变化，”内森说。“这是棒球阻力的一个因素，尽管不是唯一的因素。”

阻力的变化并不是本垒打数量上升的唯一原因。正如报告中提到的，发射条件的变化也导致了本垒打数量的增加——具体来说，击球手现在以比以前更高的发射角度猛击球，因为他们已经知道更高的发射角度更有可能击中球。随着球队逐渐更好地理解了本垒打相对于任何其他类型的击球的巨大价值，球员们开始采取一种新的“全有或全无”的击球策略，这也可以解释最近三振出局数的上升。

但是，当球员击出的飞球比以前更多，而这些球的阻力又比以前更小的时候，结果就是，过去所有飞向警戒线的球现在都会飞到座位上。迈克尔·鲍曼在 The Ringer 上写道，MLB 中本垒打与飞球的比率反映了这些因素的结合。鲍曼指出，根据 FanGraphs 的数据，自 2002 年以来，全联盟最高的五个 HR/FB 比率（即投手每允许一个飞球被击出本垒打的比率）都出现在过去五个赛季中。“今年的 HR/FB 比率为 15.3%，比 2017 年创下的 13.7% 的历史最高值增长了 10% 以上，比 2014 年全联盟的 HR/FB 比率 9.5 高出 60% 以上。”

但即使我们亲眼目睹本垒打革命的发生，问题仍然存在：这些棒球为什么会改变？一种由体育数据科学家梅雷迪斯·威尔斯（Meredith Wills）推广的理论推测，为了满足对棒球的更高需求，罗林斯开始使用热量来烘干棒球，而不是让它们风干。这可以防止鞋带拉伸，从而降低接缝高度。

然而，罗林斯否认他们改变了流程。即使他们改变了，除了接缝高度之外，还有其他未知因素在起作用。考虑到 2018 年本垒打数量下降（尽管接缝高度与上一赛季相比明显下降），以及委员会的分析表明，尽管接缝高度没有明显变化，但 2019 年季后赛的球的阻力系数高于常规赛，很明显接缝只是本垒打难题的一个方面。

“通过这项研究，我们了解了很多有关棒球的空气动力学特性，但还有很多我们不知道的东西，”内森说。“这确实是一个持续的过程，希望在不久的将来，秘密能够被揭开。”