篮球“命中致趣原理”的微观量子学说新释

宋彪鑫，李杰凯

(1.沈阳体育学院 研究生部，辽宁 沈阳110102；2.沈阳体育学院 运动训练学院，辽宁 沈阳110102)

篮球运动是一项深受人们喜爱且影响力巨大的集体性运动项目，其独特的魅力给爱好者带来了无穷的乐趣。随着我国体育事业的不断发展，篮球运动科学研究也在不断深入。纵观篮球运动相关研究，可以发现关于篮球运动的技战术理论及应用的研究相对较多，而篮球运动中情感体验方面的研究非常少见，尤其是一些与篮球运动常识有关的基础性问题尚需认真研究与实证。例如：篮球运动的特点是什么？打篮球致人乐趣的原因何在？大家都在谈篮球运动是“不确定的”等等。NBA著名球星托尼帕克在赛后曾提到：你永远都不会知道比赛结果，任何事情都可能发生，如果知道了结果比赛就没意思了。但“不确定”的道理是什么呢？笔者查阅文献资料发现当前篮球领域关于不确定性的相关研究鲜有报道，面对此类看似简单的“熟知”问题，却很少有人能做出更为科学且合理的深刻阐释。哲学大师黑格尔在《小逻辑》一书中指出：熟知并非真知，说的是一些人们自以为非常熟知的事物，由于熟知而忽视了对其深层次哲理的拷问，看似熟知的东西其实并非是真知。篮球运动的“不确定性”就是这样的问题之一，非常需要进行深层的哲理拷问，由此篮球界才能对这些耳熟能详的“熟知”问题给予更加透彻的理解，对篮球运动的基本规律才能真正把握，使篮球运动的“不确定性”问题由熟知变成真知，进而推动体育事业的不断进步。

本文选择篮球运动中最为普遍存在的“投篮命中问题”进行实证研究，力图从理论和实验两个方面阐述篮球运动中的不确定性问题，揭示投篮命中致趣的客观规律，并运用微观量子学说对实证结果进行解释。国际量子力学权威组织哥本哈根学派的微观量子学说揭示了基本粒子运动的概率性规律，并认为宏观世界中事物的运行也遵循微观量子运动的概率性规律，据此本研究认为宏观世界的游戏与竞技运动也符合微观量子运动的不确定性规律，运用微观量子规律解释篮球运动中普遍存在的不确定性问题最为贴切与合理。本研究针对篮球运动中投篮的不确定性问题进行实证，力图揭示投篮的不确定性与主体运动愉悦感获得之间的关系，为篮球运动教学与训练中合理利用投篮命中致趣基本规律，设计培养篮球运动兴趣，提高教学训练效益的方法手段提供理论依据。

1 篮球爱好者对命中致趣的普遍理解

有资料显示，中国篮球人口约为3亿，占我国总人口的21.42%[1]。广大篮球爱好者对于“打篮球时投篮命中致趣”和运动愉悦感如何产生等问题到底存在着何种认识？为此本研究采用问卷调查的方法，对332名篮球爱好者进行调查，发现有92.77% 的人认为篮球运动中投篮可以为其带来愉悦感，仅有7.23%的人认为投篮不会产生愉悦感；认为投篮命中能给人带来更大愉悦感的占到98.8%，这说明在大多数人的认知中，认为投篮可以给人带来愉悦感，并且命中时的愉悦感最高。该调查结果反应了人们对投篮致趣的通常理解，与一般认为“投篮命中使我们高兴”的熟知认识相一致。然而，参加篮球活动和投篮命中能够带来运动愉悦感以及“命中致趣”这两种“熟知”的回答，真的能够概括篮球运动娱人致趣规律的全部吗？对此我们又安排了“是否存在其他致趣因素”的调查，结果发现被调查者中无人选择“其他致趣因素”。这说明，在大部分被调查者当中，存在着两种篮球运动致趣的认知，分别是投篮命中和投篮不中状态，很少有人意识到还存在着“可能命中”这种不确定的状态(表1)。

表1 篮球投篮致趣调查结果(N=332)

2 命中致趣的微观量子学说推演

微观量子力学的国际权威组织哥本哈根学派认为，不仅微观世界基本粒子的运动遵从波粒两象性，而且宏观世界事物的运行也同样遵循基本粒子的概率性规律。依据这样的学说推演篮球运动投篮“命中致趣”的问题[2]，即可以发现“投篮命中致趣”这种运动情感问题也符合微观量子学说的基本理论。由微观粒子学说可推演出投篮过程中存在着“可能命中”这种不确定性状态，投篮过程的命中、不命中和可能命中的叠加完全符合量子力学所描述的基本原理[3](表2)。

表2 微观量子学说之于投篮过程的推演

2.1 投篮过程与可能命中的量子学说解释：命中与不中的叠加

投篮过程主要由投篮者的技术动作和手法、球离手后至触碰球篮前飞行过程以及球到达球篮并产生投篮结果(命中与不中)3个阶段组成。第一阶段，持球时投篮者的技术动作特别是手法，可以主观努力操控用力方向、大小等精确性水平并影响命中率的过程。事实情况是无论投篮者的技术多么娴熟，也不可能做到百发百中，只能是力争投中而已。第二阶段，当球离开手指按受力参数飞行至球篮阶段，离手瞬间即变成了失控状态。依据量子力学的理论可以认为，此时球的运行进入命中、不中、命中与不中的叠加态。换句通常话说，量子学说认为这个球命中、不中和命中与不中3种状态都是允许的。第三，球经过飞行到达球篮之前的3种不确定叠加状态变成了唯一的确定性状态，即要么命中，要么不命中。这便是依据量子力学的学说对投篮过程的理论解释。依据这样的解释，就可以发现，投篮过程中存在着“可能命中”这种不确定状态，即命中、不中和命中与不中的叠加(图1)。

2.2 “可能命中”与难度负荷原理的密切联系

由上述分析可知，篮球投篮过程中存在着“可能命中”这种不确定性的状态，指从投篮动作开始到球触碰篮筐之前会出现的可能命中，也可能不中的不确定性状态。然而，篮球运动中这种“可能命中”的投篮状态受多种因素的影响，但主要是受难度负荷[4]变化的影响，也就是说难度的改变带来投篮命中的可能性发生改变。这是因为难度太大或太小会造成一种相对确定性的结果，只有当适宜(适中)的难度负荷才会出现可能命中状态，并且这种情况在篮球运动中普遍存在。例如，投篮距离的适宜(适中)性，当投篮距离太远时，投中的可能性则大大降低；当投篮距离太近时，投中的可能性则大大提高；这两种距离负荷(太远或太近)均为一种相对确定性的结果，反之亦然。所以，只有当投篮距离相对适宜(适中)时，才出现50%的可能命中状态，这就是说适宜的难度(均衡)才是产生“可能命中”的基本条件。距离仅仅是其中的一种因素，篮球教学训练中，形成可能命中状态因素很多，主要包括攻守相对实力、投篮位置远近距离、球篮的高度以及技术的熟练程度等相关难度负荷要素。

图1 投篮过程的分析

上述理论推演证明宏观的投篮运动与微观量子运动存在着非常相似的运动规律，它提示我们对传统投篮命中致趣的认知进行某些修正，并为篮球运动的不确定性规律提供了科学的解释。但这种理论推演的规范化分析必须由强有力的科学方法进行有效的实证，如此新的理论解释才能令人信服。为此，本文又进行了对“投篮命中致趣[5]”规律的实证研究，以确证“可能命中”的客观存在及“可能命中是投篮过程中运动愉悦感产生的源泉”这两个命题。

3 基于微观量子学说的命中致趣实验验证

本研究尝试通过两种方式对上述问题进行验证。第一，模拟投篮情境实验(实验仪器见图2)。依据微观量子学说设置3种模拟投篮情境，实现命中、不中和可能命中3种投篮状态；第二，进行近距离、中距离和远距离的三种现场实际投篮情境实验，并在实验过程中同步测量受试者的主观情感变化和客观皮肤电导变化。本研究所采用主观心理学《体育情境兴趣量表》和客观生物电——皮电指标两个指标对受试者进行测试。其中，《情境兴趣量表》是研究运动情绪的成熟研究工具[6-7]，在国内外广泛运用；而皮肤电导指标是目前研究人类情感活动的生物学常用工具，尤其是在运动愉悦感测试中达到了很好的效果[8-9]，据此，本研究在篮球运动中采用皮肤电导测量运动愉悦感。

3.1 实验对象与方法

3.1.1 实验对象 本实验招募24名男性受试者，对象为沈阳体育学院在校学生。

3.1.2 实验方法 首先由讲解员讲解实验流程以及实验中的相关注意事项；而后对受试者进行编号，轮流进行测试；且在每一个情境的正式测试之前，受试者需要休息至平静状态方可进行实验。

图2 模拟投篮情境测试仪器

实验一：模拟投篮情境实验。在实验室环境下，借助投篮练习仪模拟真实投篮行为开展实验。本实验中的自变量即通过控制绳子的长度来实现预期的投篮结果(表3)，因变量为受试者主观情境兴趣量表和皮肤电的反应。实验时受试者佩戴生物反馈仪——皮电指标同步采集投篮时的皮肤电导变化，之后即刻填写主观《体育情境兴趣量表》，采取措施控制实验条件的一致性。

实验二：现场实际投篮情境实验。本实验在全封闭的篮球场内进行，实验的自变量为近距离、中距离和远距离3种投篮练习(表3)，因变量为主观情境兴趣量表和皮肤电的数值；实验中受试者统一采用原地单手肩上投篮技术完成5次投篮，同步佩戴皮电测试仪完成测试，且每个情境投篮结束即刻填写《体育情境兴趣量表》。

3.1.3 实验数据的处理 1)利用Captive信号接收器对皮肤电数据进行标记点，计算平静时与投篮时的数据节点。运用Excel 2007统计软件分别求出该情境下基础皮电的平均值X基和投篮皮电的平均值X投，求出两者的差值得出皮肤电变化数据，计算公式为：皮电变化X皮=X投-X基。

2)主观情境兴趣量表测试数据选取愉悦感作为研究指标，利用Excel 2007算出各情境中愉悦感维度的得分并求出其平均值。然后运用SPSS 17.0单因素方差分析和相关分析的统计分析方法对数据进行统计和归纳。

表3 3种投篮实验情境内容及说明

3.2 实验结果与分析

3.2.1 三种投篮情境的主观情绪感受分析 《体育情境兴趣量表》共6个维度，其中愉悦感指标作为测量情绪的指标具有重要意义。本文的主旨在于确证篮球运动投篮过程中的运动愉悦感问题，因此在主观情境兴趣量表的测试中重点选择“运动愉悦感”作为研究指标，对两个投篮实验中受试者的愉悦感维度得分进行分析。

图3 模拟投篮和实际投篮的均值数据

由图3可知，3种投篮情境的测试表明总体上现场实际投篮的运动愉悦感高于模拟投篮；而在不同情境间的相互比较中发现3种情境的愉悦感得分排序为可能命中最高、命中次之，而不中排在最后。说明与投篮的命中、不中这两种确定性状态相比，可能命中状态可以获得最大的运动愉悦感。

为进一步分析三者之间是否存在统计学意义的差异，本文对两个实验的数据进行单因素方差分析。经正态性检验方差齐性良好，可以进行单因素方差分析。结果显示3种投篮练习情境之间存在显著性差异(P<0.05)(表4)，表明可能命中情境下受试者所获得的愉悦感要强于其他两种结果。所以，主观量表测试指标证明在投篮时可能命中状态是产生运动愉悦感的原因。

表4 三种情境练习愉悦感维度间 单因素方差分析比较(N=24)

注：*.均值差的显著性水平为0.05；表5同此

上述结果表明，对3种不同投篮情境受试者表现出不同的反应，其中对可能命中的主观反应最为敏感，这一结果从主体感受的角度也验证了上文对可能命中的理论推断，即可能命中的结果是客观存在的，且可能命中状态相对与命中和不中的结果可以给人带来更高的愉悦感受。

3.2.2 三种投篮情境的客观生物电(皮肤电)测试结果分析 为了更为科学地验证投篮命中致趣的问题，在主观测试的同时采用了皮肤电导这一客观测试指标。通过对3种投篮情境中受试者的皮肤电均值数据分析发现，总体上现场实际投篮实验的皮电均值高于模拟投篮实验的皮电值；而3种情境间的比较发现，可能命中状态的皮电均值高于命中状态，命中状态的皮电均值高于不中皮电均值(图4)，可见3种投篮情境中可能命中状态的皮电均值是最大的，受试者在进行可能命中情境练习时皮肤电导激发水平最高，说明投篮过程中可能命中状态可以产生最高的运动愉悦感。

在均值的比较基础上，对皮肤电数据进一步的方差分析发现：两个实验中，3种投篮情境的测试结果之间呈现出显著性差异(P<0.05)(表5)，从而表明无论是模拟投篮还是现场实际投篮，可能命中状态是运动愉悦感产生的源泉。由此，通过客观指标的测试也确证了在投篮过程中可能命中可以给受试者带来最高的运动愉悦感受。

图4 模拟投篮和实际投篮皮电均值数据

实验(I)分组(J)分组均值差(I-J)标准误F显著性实验一命中不中-1.7496723*0.837012612.6300.034(模拟)可能命中-4.4048172*0.88018550.000不中命中1.7496723*0.83701260.034可能命中-2.6551449*0.86102560.000可能命中命中4.4048172*0.88018550.034不中2.6551449*0.86102560.000实验二近距离远距离6.78417*2.2723014.7250.004(现场)(命中)中距离-5.52568*2.272300.018远距离近距离-6.78417*2.272300.004(不中)中距离-12.30985*2.272300.000中距离近距离5.52568*2.272300.018(可能命中)远距离12.30985*2.272300.000

上述结果从客观生理学角度验证了机体对可能命中这样的结果会表现出更高的电变化，由此验证在投篮过程中可能命中的客观存在，且可以给人带来更强烈的运动愉悦感受，而并非大多数人所认为的命中可以给人带来高愉悦感。

究其原因，需要从“可能命中状态”的根本属性来分析。依据微观量子学说投篮过程中可能命中是命中与不中的叠加态，这种叠加态实则为一种不确定的状态，当投篮时的投篮结果会出现可能命中，也可能不中各占50%概率的情况，所以本质上是命中的不确定给人来了运动愉悦。教学实践中，维果斯基曾在“最近发展区”理论[10]中提出“跳一跳，摘桃子”理念，认为在学生现有的基础上设置一定的难度可以激发学生的积极性，且难度太大或太小不易激发其学习的动机，只有适宜的难度(即“跳一跳，可以摘桃子”)可以充分调动学生的积极性，使学生获得成就感，感受到快乐。这一理念与本研究中所提出的命中不确定性理念相吻合，其中命中为低难度，不中则为高难度，可能命中即为一种适宜的难度，由此就可以知道可能命中才是投篮过程中产生运动愉悦感的根本原因。

3.2.3 主观和客观测试结果的一致性分析 本研究采用主观心理学测试和客观生理学测试相结合的方法对实验结果进行验证，两种测试方法在两个实验中均准确测量到了有效的反应。经过对所测数据进行一致性检验，发现二者的趋势相吻合且具有严格的相关关系。

表6 皮肤电值和体育情境兴趣量表——愉悦感测试 结果一致性检验(N=24)

注：**.在 0.01 水平(双侧)上显著相关

由表6可见，皮肤电值与《体育情境兴趣量表》愉悦感的一致性检验结果显示，实验一中Pearson相关系数r=0.604，双尾检验的显著性概率值为0.000<0.05；实验二中Pearson相关系数r=0.591，双尾检验的显著性概率值为0.000<0.05，两个实验均在0.01的水平上达到显著性正相关，可以说明主观测试和客观测试相结合的测试方法是科学合理的，结果是可靠的；同时表明在投篮过程中受试者所获得的运动愉悦感是客观且有效的。由此确证了上述结果：在篮球运动中，投篮时可能命中是产生运动愉悦感的根源。

4 小结

综上分析，本文依据微观量子力学的学说推演篮球运动投篮“命中致趣原理”，发现除了传统认知中存在的投篮命中和投篮不中这两种状态之外，还存在着可能命中的第三种状态。经主观《体育情境兴趣量表》和客观生物电同步测试的研究结果表明，可能命中状态下的投篮活动可获得最高的运动愉悦感，是主体投篮过程中产生运动愉悦的根本原因。在教学训练当中这种可能命中状态是可以制备的。本研究提出投篮过程的可能命中观点符合微观量子学说的状态，是篮球运动“不确定性问题”的最合理解释。