「果壳网」能抛14个球的杂耍选手是如何挑战人类反应时间极限的？
北京联盟_本文原题：能抛14个球的杂耍选手是如何挑战人类反应时间极限的？
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文 Jennifer Ouellette
译 as
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最快的专业杂耍选手每分钟能接住近500个球 ， 相当于每120毫秒就接住一个——这比高速体育赛事中的还要快 ， 像是网球选手比赛时 ， 通常需要200毫秒来作出反应 。
杂耍的吉尼斯世界纪录目前是11个球（创下该纪录的是英国小伙子Alex Barron ， 实际上他的最高纪录已经达到了14个球 ， 但这一成绩还没有被吉尼斯收入） 。
罗格斯大学的生物医学工程师Troy Shinbrot和阿默斯特大学数学专业的本科生Jonah Botvinick-Greenhouse最近在《今日物理学》（Physics Today）杂志上发表了一篇文章 ， 探讨了杂耍高手如何能取得如此非凡的成就 。
8个震撼人心的杂耍世界纪录
显然 ， 杂耍大师们非常擅长多任务处理 ， 而且由于球不是随机扔出的 ， 也不需单独去跟踪和接取每个球 。 但Botvinick-Greenhouse和Shinbrot仍然想知道 ， 反应时间为200毫秒的杂耍演员是如何做到每120毫秒就能接住一次球的 。
“玩杂耍的人靠的是准确地抛球和预测球的走向 ， ”文章写道 ， “对准确性的要求是衡量一个特定的杂耍模式有多不稳定——从而有多难——的手段 。 ”
杂耍有着悠久而辉煌的历史 ， 可一直追溯到古埃及；大约公元前1994-前1781年 ， 就有象形文字留下了被历史学家认为是关于杂耍的最早的记录 。 古代中国（公元前770-前476年）有一种杂耍武士——显然这被视作一种有效转移敌方注意力的战斗策略——该做法最终传到了古希腊和罗马 。
19世纪中期 ， 主要由马戏团和街头艺人来表演杂耍 ， 至少从1903年开始 ， 科学家们就对杂耍产生了兴趣 。 当时 ， Edgar James Swift在《美国心理期刊》（American Journal of psychology）上发表了一篇关于学习的心理学和生理学的论文 ， 探讨了学生能够多快学会用一只手抛两个球 。
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古埃及Karyssa I地区的第15号墓中有一幅表现有人正在玩抛球杂耍的壁画
正如Peter Beek和Arthur Lewbel两人1995年在《科学美国人》（Scientific American）杂志上的一篇文章中所写：
“杂耍”复杂得足以产生有趣的属性 ， 也简单得足以对这些属性进行建模 。 因此 ， 它提供了一个能够用来检查其他更复杂领域的情境……一个是针对人体运动和肢体协调的研究 。 另一个是关于机器人和杂耍机器的构造 。 第三个是数学：杂耍模式中具有惊人的数值特性 。
标准粒子动力学可以作为杂耍球的模型 ， 而球杆和圆环最好用刚体系统建模 。 无论选择的对象是什么 ， 它们本质上都遵循周期性循环中的经典抛物线运动——有一个以上的对象在作用 ， 而且各种路径交织在一起 。
由于可能的模式很少 ， 人们可能会认为这个过程的数学建模相当容易 。 但实际上 ， 由于存在释放角度、投掷高度、释放速度等变量 ， 所以没有两次投掷或接取可以是完全相同的 。 顶级的杂耍者能够以惊人的一致性控制所有这些变量 。
计算机的出现 ， 让人们对球和其他常用于杂耍的物体做轨迹计算变得容易了许多 。 声名卓著的MIT科学家、信息论之父克劳德·香农（Claude E. Shannon） ， 在1970年代发展了他的 “杂耍定理” ， 将杂耍时球的位置和手的动作关联起来 ， 他发现 ， 球在玩家手里的停留时长和在空气中的停留时长之间有一个对应关系 。
写成方程式是 （F +D) H = (V + D) N ， F表示一个球在空气中的停留时长 ， D表示在手中的停留时长 ， H表示手的数量（对于人类杂耍者而言是2） ， V表示一只手的空置时长 ， N表示球的个数 。 香农应用他的定理造出了自制的杂耍机器 。
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