變化球密技大解析：「伸卡球」的魔力從何而來？

文：李名揚

絕大部份的人扮演投手投出一顆棒球時，都是從上往下揮臂投出，所以這顆棒球的後面（靠投手的一面），會很自然地被投手的手指帶動而往下旋轉，於是這顆球就以「後面向下、下面向前、前面向上、上面向後」的方向旋轉，朝本壘板上空的好球帶飛去。

專長流體力學的成功大學系統及船舶機電工程系副教授陳政宏表示，投手要投變化球，就要在出手時，用手指或手腕的力量，改變棒球的旋轉方向，藉著自然界的「白努利定律」，也就是「速度較快的氣流，壓力較小」，使球轉彎。

白努利定律

捷運和火車月台，都會在地上畫一條黃線，媽媽總告誡小孩子，車子進站時，不要太靠近鐵軌，原因就是當捷運或火車在我們面前經過時，車廂和我們之間的氣流速度很快，壓力降低，而我們身後離車廂較遠的地方，壓力不變；相較之下身後壓力較大，就會把我們往車廂推動，尤其小孩子體重輕、力氣小，很容易發生危險。

飛機起飛也是根據白努利定律，機翼的形狀是下面平直、上面彎曲成流線形，當氣流流過機翼上下兩側時，會同時到達機翼後方，結果機翼上面的氣流因為跑的距離比較遠，速度必須比較快，壓力就降低；相較之下機翼下面的壓力較大，就把飛機向上舉起，飛機就起飛了。

當一顆球邊轉動邊前進時，轉動兩側的氣流速度會不一樣，一般人投的「後面向下、下面向前、前面向上、上面向後」旋轉的棒球，由於氣流方向跟球前進方向相反，會由前往後，結果經過棒球下側的氣流，會被「向前」的旋轉減慢速度，而上側的氣流則會加速；於是這顆棒球的上側壓力變小，下側壓力變大，若不考慮重力的影響，球會稍往上飄。

常見受到白努利效應影響而改變方向的球種有快速直球、伸卡球、滑球、卡特球和曲球。另外變速球是因為和快速直球有明顯速差而發揮威力，指叉球是減少旋轉使風阻增加，讓球「煞車」，重力就會使球下墜。

Photo Credit：科學人雜誌

快速直球

快速直球分為「四縫線」和「二縫線」兩種，都是用食、中兩指，在出手同時用力往下扣，加強球的「後面向下……」旋轉，產生上飄效果。

棒球表面平滑，所以球面上凹凸不平的縫線，是球體穿過空氣時最主要的摩擦力來源；所謂四縫線直球，就是球每轉一圈，氣流會經過四道縫線，二縫線直球則只經過兩道縫線。

變速球

好的變速球，最大特徵是出手時揮臂速度和姿勢都和快速直球很像，但是球速卻沒那麼快，讓打者揮棒過早而措手不及。

指叉球

指叉球是把球夾在食、中兩指之間，投出時只有這兩指的內側貼住球皮，所以帶動的旋轉較少，不到快速直球的一半，旋轉方向則和快速直球相同。這種旋轉較少的球，前進時遇到的風阻會增加，就像煞車一樣，使球速在行進過程中減慢較多，這樣重力效應就會在球路末段、也就是球靠近本壘時，顯得相對較強，使球看起來像是突然下墜。

伸卡球

快速直球的食、中兩指是在球的後面由上往下扣，伸卡球則是在扣的時候，增加往左邊扣的力量，使扣的方向變成由右上往左下扣，增加球的側旋，旋轉方向是「左邊向前、前面向右、右邊向後、後面向左」（從高空鳥瞰是順時針旋轉），根據白努利定律，這種球會向右打者的內角偏轉。

伸卡球以側旋為主，造成球上飄的旋轉相對減少，這種「不太會上飄」但「速度接近快速直球」的球，在準備打快速上飄球的打擊者眼中，就變成下墜，這也是「伸卡」（sinker，下沉的意思）一詞的由來。

滑球、卡特球和曲球

滑球和卡特球是用手指造成球的旋轉，滑球的手指從球的右前方下扣，使球除側旋外，還會稍微下墜（因為和快速直球旋轉方向相反），所以看起來就像完全相反的伸卡球；卡特球（cut）是英文音譯，意譯的話應該叫切球，因為出手時就像用手指切過球的右側表面，使球只有側旋，因此球看起來會像是水平而不墜落的進壘，球速比滑球快，但轉彎幅度較小。

曲球和滑球旋轉方向相同，都是向右打者外角墜落，但曲球是扭動手腕造成棒球旋轉，因此使球前進的力量減弱，球速較慢，但旋轉增強，變化幅度較大。

不旋轉的蝴蝶球

蝴蝶球會亂飄的原因不是白努利定律，而是「邊界層剝離」。當一顆球在大氣中快速前進時，在球的表面會有一些空氣跟著球一起移動，形成一層很薄的空氣層，就是「邊界層」。若是一顆表面均勻、沒有縫線的球，邊界層會從球的最前面開始形成，到後面逐漸「剝離」，就是脫離球的表面，回到大氣中；邊界層剝離處的壓力，比邊界層存在處的壓力小。

但是棒球表面有粗糙的縫線，邊界層一碰到縫線就會馬上剝離。蝴蝶球幾乎不旋轉，在前進過程中，邊界層會在不同位置的縫線處，交替剝離，這一瞬間若在左邊剝離，就會使左邊壓力減小，右邊壓力相對較大，使球往左偏；但下一刻，可能變成右邊剝離，球又會往右偏，結果就使球左右亂飄。

本文獲《科學人雜誌》、《科學人粉絲團》授權刊登，原文刊載於此

責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航