快刀浪子
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世界杯中的科学元素
2006-07-05 中国青年报
柯南
4 年一次的世界杯足球赛，让全世界的球迷废寝忘食、欢呼雀跃，甚至近于疯狂。在世界杯进行的过程中，全世界有数以亿计的球迷观看球赛——其中大部分是在电视机前，并且心甘情愿地忍受着时差带来的折磨。这也是媒体和商业公司的黄金档期。关于世界杯的连篇累牍的报道，一个接一个的世界杯节目和广告（或许这才是重点），让各路媒体赚足了公众的眼球，也给世界各大实力雄厚的公司迎来了巨大商机。或许除了奥运会，很少有什么国际赛事可以像世界杯这样
风光。
对世界杯的喜爱，甚至导致出乐极生悲的后果。2002年在亚洲举行的世界杯，让欧洲的球迷们为了看球，不得不请假旷工，给欧洲带来了上百亿美元的经济损失。彻夜不眠和兴奋过度，给健康带来的负面影响甚至造成死亡的事时有耳闻。究竟是什么让这么多人喜欢足球，热爱世界杯？
足球是一种最令观众兴奋的体育比赛
今年年初，科学家为这个答案找到了一个科学上的解释。来自美国洛斯－阿拉莫斯国家实验室的3位统计物理学家埃里·本－奈姆（Eli Ben－Naim）、希德尼·瑞德纳（Sidney Redner）和费德里克·范奎兹（Federico Vazquez）对过去一个多世纪的几种大型体育比赛的赛况进行了数学分析。
什么是令观众兴奋的比赛？最具竞争性的比赛也最令观众兴奋。如果人人都知道比赛的结果，去现场或者在电视机前花上一个半小时观看几十个人在草坪上你争我抢的人数就会减少。这组科学家认为，比赛的不确定性是令观众感到兴奋的关键因素。他们把比赛的不确定性定义为比赛爆冷门——即通常所说的弱队战胜强队——的频率。
为了计算出各种大型体育比赛的不确定性，他们对过去一个多世纪的各种比赛进行了统计。这包括英国的英式足球联赛、美国的职业棒球大联盟（MLB）、曲棍球联赛（NHL）、职业篮球联赛（NBA），以及美式足球联赛（NFL）。科学家们一共收集了30多万场比赛的数据，其中英式足球的数据可以上溯至1888年。
结果发现，这5种比赛中，英式足球是最具不确定性的比赛，其次分别是棒球、曲棍球、篮球和美式足球。英式足球比赛爆冷门（弱队战胜强队）的几率是45％，棒球44％，曲棍球41％，而篮球和美式足球差不多，只有36％左右。
根据他们的这项研究同时还发现，英式足球的不确定性似乎正在下降。英式足球在20世纪40年代具有最高的不确定性（约48％），随后就一直缓慢下降，这说明今天的世界杯可能比半个多世纪前更容易预测。而美式足球虽然在这5种比赛中处于最没悬念的地位，但它从上世纪40年代以来，不确定性反而一直在上升。棒球也有相同的趋势。
瑞德纳说，他们进行这项研究并不是因为体育上的问题，而是出于统计学上的兴趣。不过，这项研究并非只是一个茶余饭后的谈资。在今年3月的美国物理学会会议上，他们向大会递交了这项研究成果。
穿红色运动服的运动员赢得了60％的比赛
尽管足球是一项不确定因素较多的运动，但有一些因素似乎还是会影响比赛的结果。英国达勒姆大学的人类学家拉塞尔·希尔（Russell Hill）和罗伯特·巴顿（Robert Barton）研究了颜色在体育比赛中的影响。他们首先调查了4种奥运会比赛项目中赛服颜色与比赛结果的关系。这4种比赛项目分别是拳击、跆拳道、古典式摔跤和自由式摔跤。参加这几种比赛的运动员都不能随意选择比赛服的颜色，而只能穿红色或者蓝色的比赛服。
科学家们发现在441回合较量中，穿红色运动服的运动员赢了242回合。在势均力敌的比赛中，穿红色运动服的运动员赢得了60％的比赛。当然，不能简单地认为红色是万灵药：在那些一边倒的比赛中，穿红色和蓝色运动服的运动员取胜的次数相同（两种颜色是赛前随机指定的）。
他们发表在去年《自然》杂志上的这项研究还发现，在足球比赛中也有类似的现象。在2004年欧洲足球锦标赛期间，有5支球队拥有红色的球衣。当这些球队穿红色球衣的时候，表现更好，平均每场比赛会多进一个球。
这项研究与其说是一项关于体育比赛的研究，不如说是一项关于人类进化的研究。在许多动物中间，红色是一种特别的颜色，它是雄性统治地位和睾丸激素水平的信号。科学家已经发现，在群体中居于统治地位的山魈（非洲的一种灵长类）脸和臀部会变得更红。如果人为给一些动物涂上红色，也会提升他们在同类中的地位。
这组科学家的研究表明，人类对于红色可能也有同样的本能。即那些穿上红色运动服的运动员会更加自信，使对手产生某种心理压力。尽管红色的优势在统计学上是明显的，但并不意味着穿上红色的运动服就必然赢得特定的比赛。
不过，在今年世界杯进入半决赛的4支球队中，有两支拥有红色的球衣（葡萄牙、德国），而另外两支（法国、意大利）则以蓝色为主要色调。这不免让人产生一些联想。
打进一个球就能打进更多球
除了颜色的因素，球场上还有其他的心理学现象。爱丁堡赫瑞瓦特大学的马丁·魏格尔（Martin Weigel）最近证明了一个足球场上广为流传的说法：如果一个队打进了一个球，那么它就有可能打进更多的球。
魏格尔与德国莱比锡大学的科学家合作，考察了德国男女足球联赛的比赛结果，发现这种“进球促进更多进球”的说法是真的。每一次一个球队进了一个球之后，在总体上，他们在接下来的时间里再进一个球的几率就会提高。魏格尔他们建立了一个数学模型，模拟的结果与真实的比赛情况相符。
但是魏格尔认为，这种情况更多出现在低水平的比赛上。在世界级的足球比赛中，这种自我肯定促进进球的效应不太明显，因为入围世界杯这类顶级赛事的球队的水平都比较高，一方不太可能对另一方拥有巨大的心理优势。这也是在世界杯的赛场上很难看到大比分的原因。
“进球促进进球”的现象也从反面提示着一支球队应该如何面对失球。如果在失球之后缺乏周密的、预先制定好的计划，那么这支球队就可能陷入混乱，其结果是己方面临的情况雪上加霜，“进球促进进球”成为现实。
输不得也赢不得
尽管足球是一项容易爆冷门的运动，输球总是不可避免的。除了球队本身，还有许多人不喜欢输球。球迷当然不喜欢输球，负责维持秩序的警察同样也不喜欢。一场不体面的失败常常导致球迷在赛后以骚乱的形式发泄自己的不满。全世界在这方面已经有许多惨痛的教训。
7月1日，英格兰队在点球大战中以1比3负于葡萄牙队，就此告别了2006年的世界杯。这与1998年法国世界杯上英格兰队的遭遇非常相似。在那届世界杯上，英格兰队也是在1／8决赛的点球大战中负于阿根廷队。
感到痛心的不仅仅是英格兰队的球员和教练。英国伯明翰大学和布里斯托尔大学的科学家调查了世界杯与英格兰地区心肌梗塞发病率之间的关系。他们在2002年12月21日出版的《英国医学杂志》上报告说，在1998年6月30日英格兰对阿根廷比赛的当天，医院收治急性心肌梗塞患者的数量突然增加了25％，而其他病症的患者数量却没有增加的迹象。他们的结论是，这种患者数量的增加，表明了情绪的突然波动——例如观看一个人所喜爱的球队输球 ——可能会触发心肌梗塞。
但赢球的结局也不容乐观。英国加的夫大学的外科医生瓦塞卡兰·斯瓦拉加辛格姆（Vaseekaran Sivarajasingam ）的一项研究表明，在医学上，一场球赛的胜利比失败更糟糕。斯瓦拉加辛格姆领导的研究组收集了 1995年到2002年间加的夫市因为打架受伤而接受急诊治疗的人数，发现在没有比赛的日子里，威尔士大学医院的急诊平均每天收治21名因打架而受伤的患者。在有英式足球或者英式橄榄球的日子里（加的夫市有一个能容纳7万多名观众的体育场），这个数字会上升。当威尔士的队伍输球的时候，平均每天有25人受伤，而当威尔士队赢球的时候，这个数字上升到了平均每天33人。
斯瓦拉加辛格姆认为，造成这一反直觉结果的原因之一，是赢球之后球迷通常会饮酒庆祝胜利，而酒精让人的情绪不稳定，当大批球迷混杂在一起的时候，这种精神状态很容易导致球迷之间的殴斗。
很难统计在一届世界杯期间会有多少人因为观看比赛而发病甚至死亡，也很难统计有多少人在赛后的冲突中受伤。即便如此，世界杯足球赛仍然吸引着无数人。
这就是世界杯，这就是世界杯让人欢笑也让人哭泣的魅力所在。
冷风如刀，以大地为砧板，视众生为鱼肉。
万里飞雪，将苍穹作洪炉，熔万物为白银。
| 发表时间：2006-07-08, 08:45:47 |
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littlebird
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Re: 世界杯中的科学元素
写得很有意思,但是我也在想一个问题,当博弈双方,或者说竞争双方势均力敌时,比如说德国对阿根廷队,这时随机涨落的扰动更决定着比赛结果的命运,有没有人研究过这种问题, 统计物理学中Fokk-Plank方程有没有描述过这种现象,我还要去看看:)
我们都在行走, 日出日落,看着远方的帆船,看着孩子们骑着车在田野上欢笑,回家原来是那样开心!
| 发表时间：2006-07-08, 23:10:07 |
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