真没想到，足球与物理学家有着如此密切的关系！

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真没想到，足球与物理学家有着如此密切的关系！

撰文 | 小溪



近些天爆火的贵州“村超”在全国掀起了阵阵“足球热浪”，世界足球巨星梅西的到访更激发了中国足球迷的激情。国际足球界有个说法“足球与物理学家有着密切关系”！不知中国的足球迷们听说过没有？这个说法并非开玩笑，而是近年来世界上一些足球强队的实践经验。当然，这不是指物理学家球艺高超成了足球明星，足球强队深度运用数据分析法已屡见不鲜，一些足球强队聘请物理学家来担任数据分析师，帮助足球队选拔教练及球员、制定球员的训练计划、制定每场比赛的战略战术等，甚至有物理学家成了足球强队的“秘密武器”。以下我们简单回顾一下足球数据分析的发展历程就能明白其中的奥秘了。

体育数据分析是基于采集到的相关数据（包括运动员的身体素质、技术特点、球队的战术信息等），通过研究人员构建的数据模型对数据进行分析，发掘出数据中有价值的特征，以报告、图形等形式供决策者们参考。足球的数据分析是如何开启的呢？那要追溯到 70 多年前了。

01  开启者

人们普遍认可查尔斯·里普（Charles Reep）是足球数据分析的开启者。他 1904 年出生于英国，从小热爱足球运动。高中毕业后他接受了会计师培训，24 岁时以会计师的身份加入英国皇家空军。他不满足于观看足球比赛时的乐趣，作为资深会计师他将自己对数字的关注转向足球，很想改变一下观察足球的方式。他尝试创建一种独特的速记方法，用自己发明的符号来记录球员们在赛场上的各种技术动作，他认为球队根据这些数据可分析出更有效的进攻方式，避免只凭记忆和印象来决策而造成偏差。


查尔斯·里普（图片来自网络）

1950 年 4 月，查尔斯·里普观看英国“斯文登足球队”比赛时首次正式用各类符号将场上球员的跑动、传球、进球等数据详细记录在纸上并加上标注。之后，他不断改进自己的“符号分析”，研究如何从数据中获取更多的信息，每场比赛的速记达 2000 多个符号。

英国“布伦特福德足球队”对查尔斯·里普的“符号分析”很感兴趣，任命他为球队顾问，查尔斯·里普帮助该球队将胜率从 31% 提高到 69% 。英国“伍尔弗汉普顿流浪者足球队”邀请他为球队做数据摘要和实时分析，球队经理每次球赛后都热切等待着他交付的分析图表，三年半的合作期内该队的战绩取得了巨大成功。


查尔斯·里普的速记笔记及图表分析（图片来自网络）

查尔斯·里普的毅力实在令人佩服，他用了 15 年，对 3000 余场英式足球赛进行了统计和分析，这可完全靠他用人工记录的方法完成的。他期望从这些基础数据中获取更多有价值的信息，帮助那些球队制定更加合理的战术打法。1968 年，他与伯纳德·本杰明（Bernard Benjamin ，英国国家注册总局首席数据师）在英国《皇家统计学会杂志》上发表了具有里程碑意义的研究成果（题为“Skill and Chance in Association Football”）。


查尔斯·里普的论文“Skill and Chance in Association Football”(图片来自网络)

这篇论文基于 1953-1967 年之间 3213 场英式足球比赛的统计数据，分析了传球和射门成功的数学概率，给出的“球队应减少横向传球的次数，尽快将球快速向前推进”的建议 (称为“长球理论”) 后来被英国多个足球队采用。查尔斯·里普为足球的数据分析奠定了极好的基础，也为英国的足球发展做出了重要贡献。

02  赛伯计量学

查尔斯·里普为足球的数据分析开了一个很好的头，可偏偏造化弄人，真正先开始进行数据分析应用的却是棒球，真是“墙内开花墙外香”？

比尔·詹姆斯（Bill James）1949 年出生于美国，在美国堪萨斯大学就读四年级时应征入伍，经他申诉，堪萨斯大学认可了他已完成所有学业，补授他英语和经济学学位。退伍后他又到堪萨斯大学学习了更多课程，1975 年获教育学位。


比尔·詹姆斯（图片来自网络）

比尔·詹姆斯称自己是个统计员，不擅长“人际关系技巧”。他的最大特点是具有丰富的想象力，总愿意尝试用新的视角来看待事物，他对数据分析极有兴趣，喜欢借助数字来思索世界。

为何比尔·詹姆斯选择将棒球作为自己的研究对象呢？并不是他特别喜欢棒球，他喜欢的仅是数字而已，只是他发现棒球已有了积累多年的数据，作为数据分析应用的范例要比研究足球方便得多。

在分析了众多棒球的相关数据后，比尔·詹姆斯对当时棒球界公认的短打、盗垒等取胜的策略公开提出了质疑，他用统计分析的结果来证明自己的观点，并设想对棒球界原有的统计法进行彻底改造。1977 年，比尔·詹姆斯出版了第一本著作《棒球汇编》（Baseball Abstract），由于他文笔很好，他的作品影响力迅速扩大，同时他还是位高产作家，撰写的有关棒球历史和统计资料的书籍超过 20 本（包括《棒球文摘》、《历史文摘》、《手册》等，很多是他当工厂警卫时利用夜班时间写的）。


比尔·詹姆斯的笔记、方程式和计算器（图片来自网络）


比尔·詹姆斯撰写的部分书籍（图片来自网络）

比尔·詹姆斯创建了一系列衡量棒球绩效的指标，注重探讨用数据分析的方法对棒球队赢球和输球的各种复杂原因进行分析，他的深刻见解得到棒球界的普遍认可，因此他被誉为是世界上最著名的棒球分析师，也有人称他为“棒球数据分析之父”。1980 年，比尔·詹姆斯把自己的分析法正式称为“赛伯计量学（Sabermetrics）”，而最早真正将“赛伯计量学”应用于棒球队实战的却是一位经济学专业毕业的棒球队经理。

（未完待续）

本文转载自微信公众号“中科院高能所”，编辑：亦州。

返朴 2023-07-01 08:26 发表于湖南