盘点不同球类运动，谁是“球中之王”？******
近日，在世界杯比赛中
葡萄牙队3比2险胜加纳队
下半场，C罗通过点球
帮助葡萄牙队取得领先
图源：FIFA
被判点球后C罗亲吻足球
他闭上双眼，深呼吸
然后助跑、果断起脚
皮球势大力沉直窜对方球门
图源：新华社
C罗也成为历史首位
连续五届世界杯取得进球的球员
大家观看比赛时有没有想过
在如此多的球类运动中
足球的球速是最快吗？
哪种球飞得最远？
球速之“王”竟然是它？
所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球，球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。
那么问题来了，在这些球类运动中，速度最快的是哪种球？是令人热血沸腾的足球，是挥汗如雨的网球，还是快得看不清轨迹的乒乓球？
图源：摄图网
答案其实是外形最不像球的羽毛球。
目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超级联赛上，科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时（约118 m/s）的杀球。这意味着什么？这个记录中羽毛球的最高速度，比“复兴号”动车组列车最高运行时速（400公里/小时）还要快。
图源：Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度
羽毛球为什么能飞得那么快？原因其实并不复杂，主要是因为羽毛球比较轻（重量只有5克），并且球拍足够长（不超过680mm）。
图源：Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数
球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用，它的速度一般只会逐渐减小（篮球等例外）。想要获得最快的运动速度，球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体，羽毛球非常轻，因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。
图源：Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作
最能“飞”的球——高尔夫球
高尔夫球是飞得最远的球，单次击球可以移动200米以上，标准高尔夫球场，一般布置18个球洞，总长度要控制在6002～6400米，球场面积50～75公顷（1公顷=10000平方米），实际大小要根据球场的地形来确定。
不仅如此，高尔夫还走出了地球，成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日，执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德（Alan Shepard）挥动球杆在月球上打起了高尔夫球，从而使他成为有史以来第一位，也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。
图源：NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦
高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。
我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。但是，高尔夫球不是这样。
图源：《高尔夫50年》高尔夫球的变迁
毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。
图源：科普中国
如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最大，原因是其后方的“低压区”面积最大，第二个球体的低压区有所减少，直至底部的水滴型，其形状阻力最小。通过流体力学实验，人们发现，光滑的与布满小酒窝的球相比，后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的作用，这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。
图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott
最受欢迎的球类运动——足球
无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看，足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题，那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。
图源：百度百科
普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球，也是最近几届世界杯中，最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时，生产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。
然而，这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出，“粗糙度的大小，决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”
蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转，从而导致它的飞行轨迹不可预测，守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线，在飞行过程中，气流经过缝线时，会产生更多湍流，由于左右不对称，湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆，飞行飘忽不定，如飞舞蝴蝶。
图源：中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成，缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度，缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。
而普天同庆足球，由于其总缝线长度很短，导致其成为当时最光滑的足球，经过空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应，而80公里左右时速恰恰是射门，以及任意球的典型球速。
END
资料来源：央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎
整理：董小娴
光明文化周末：泥墙小院记******
作者：梁衡
在大城市里住了50年的高楼，忽然怀念起当年在县城里住过的那个平房小院了。
河套农村通常是没有院子的，平地起房，门前堆放些生产、生活用品，就是一个家。苏东坡云：“此心安处是吾乡。”这里有间房子就是家。大约是因为原住民少，住户都是上几辈从内地走西口过来的，而最早的走西口是春去秋来，搭个窝棚，收几斗粮食就往回走。后来逐渐有人定居，但仍是流动性很大，向无砖墙瓦房。我在农村劳动时住的土房子，开门就是公路、农田，一片白云映蓝天，八百里河套在眼前。
后来到县城工作，有了机关宿舍。但也不过是在城边空地上修几排平房，不像北京的那种机关大院、部队大院。其善后的细节还得靠住户自己去完成，而我分到的房子又是最西边的一间，紧靠大路，总得有个短墙来遮挡一下吧。
河套农村盖房基本不用砖，这里是千万年来形成的黄河冲积平原，最不缺的就是黄土。秋后庄稼收罢，选一块平整的土地漫上水，待水渗进土还未干时，用石磙子将地碾平压瓷实了。再用一把齐头大铁锹如切豆腐一般，一脚踏下翻起一块湿土立于平地，横成行，竖成列，如士兵列队一般。秋阳融融，天高气爽，土块慢慢变干，这就是起墙盖房的基本材料，当地名“坷垃”，有俗语“坷垃碴墙墙不倒，光棍跳墙狗不咬”。我们住的机关宿舍也是用坷垃垒成的，只不过多了几层青砖垫底。
怎么修院墙，这倒难不住我们。常言道：“在家靠父母，出门靠朋友。”我们这一群同是天涯沦落人的老五届大学生，本来就是有难共当，有事帮忙的。朋友圈子里有一位叫杜逵，比我大八岁，早分配来几年，人地两熟，是我们这几个城市学生娃“荒野求生”的主心骨，大家都叫他老杜。老杜虎背熊腰，孔武粗壮，在农村长大，放羊割草打兔子，无所不能，在大学运动会上还拿过十项全能第一名。他极有趣，用方言讲故事，笑得你眼泪直流，而要讲起山村鬼故事，又让你毛骨悚然，夜晚不敢出门。老杜很热心，新房善后这样的事自然是不请自到。我们从河边拉回了一车土，七手八脚浇水和泥，自制了一批土坯，晒干后垒了墙，还留出一个缺口，用废木条钉了一个篱笆门。靠南墙根又盖了“凉房”（土冰箱），北窗下垒了“炭仓”（当地烧大块煤，不说“煤”而曰“炭”）。晨昏出入，鸟鸣雀噪，居然也有了家的味道。
虽然有了工作，却专业不对口，不免胸中郁闷，人闲岁月长。垒墙的成功倒勾起了我对泥瓦活的兴趣。碰巧，看到一本推广农村节柴灶的小册子，便又动了改灶的念头。虽然是干部宿舍，但还是农村的格局，一盘东西大炕占了半间房，算是卧室，隔墙厨房一个大灶一口大锅，烧开水及做饭菜，蒸、煮、炒、炸、烙都是它。传统老灶，火苗一着就被吸入炕洞，热利用率很低。我就参照小册子找来一个废脸盆，去底坐于火上，成夹层炉膛。兵法云：“围三缺一。”在盆的左、右、后三处各开一个洞，逼着火苗反向舔锅底一圈后再从夹层里抽走。这即小学自然课上学过的水管锅炉原理。新灶盘成后，加一铲煤，火焰呼呼作响，烧开一锅水节省一小半时间，一炮打响。我不禁大喜，就如瓦特发明了蒸汽机。
我忙邀圈里的朋友来家吃饭，醉翁之意不在酒，而在炫耀我的发明。厨房新改灶，门外新垒墙，在那个吃饭要粮票、穿衣要布票、学非所用的年代，这点新玩意足可以让人快乐好几天。当时又正逢大家结婚成家的年龄，我就常被请去给新房改灶，沾沾自喜，风光一时。干活时一般是新郎打下手，手上忙，嘴上也不能闲着，谈论最多的自然是新人们的恋爱故事。那时讲成分，说出身，大学生社会地位低，虎落平阳，在县城里找个对象都不容易。我印象最深的一次是，新郎本科中文系毕业，却找了一个初中文化的县妇联主任。现在看来很不般配，但新郎说：“就这，她还通过县委组织部调阅了爷的档案，把我的三代出身都查了个遍。”我打趣说：“你走西口，落魄于此，居然抱得一个妇联主任归，该知足了！”
当然，小日子的全部绝不止于垒墙盘灶，最重要的还是学会怎么吃。塞外冬长，土豆、白菜吃半年。在村里劳动时，我印象最深的是当年吃的第一口新菜是七月十五日摘的西葫芦。这在北京已是盛夏，而西葫芦也应该算是秋菜了。冬储菜的品种很单调，主要是土豆、白菜。地上挖一深窖，放入其中，窖口覆以厚稻草和棉门帘。而腌菜则主要用白菜、雪里蕻。办法也很粗放，将白菜去外帮整棵码入水缸中，一层菜一层盐，讲究用大粒盐而不得用粉状盐。我至今也不明白，盐的化学成分一样，为什么还要挑特定的外形。我怀疑就像鲁迅在《父亲的病》里说的，蟋蟀必须是原配，似乎昆虫要贞洁才能配药，这盐也要不失童贞。雪里蕻则要多一道工序，洗净控干水，放在洗衣板上用盐粒揉搓后，再码入缸中。到后来，又兴起一种盐水腌西红柿。专拣秋后霜打已经不可能再熟的绿西红柿（名“拔蔓子果”，意即最后一茬，连果带蔓子一起拔了）腌，为的是便宜。那时市面上已经有了防腐剂，放入一小包半年不坏，青翠可人，很受欢迎。现在知道这如同毒药，绿的生西红柿、防腐剂对人体都有害，可当时是一种穷快乐。秋风送爽，挖窖腌菜真忙，颇有点“深挖洞，广积粮”的气派。到隆冬季节就少出门了，三五好友“晚来天欲雪，能饮一杯无”？
转眼冬去春来，院子里残雪渐存无几，柳梢也染上了一抹新绿。一天我正隔着玻璃窗伏案写稿，突然院子里传来一声呼叫：“小梁，不好了，你的院墙要倒！”我赶忙掷笔出门，说话的正是老杜。只见他沿着墙来回走动，一边还用手摩挲着墙面。在两墙相接的直角处，西墙向外倾斜，裂开一条上宽下窄的大缝，犬牙交错，足可探进一个拳头。我头皮发麻，惊出一身冷汗，这要是倒塌了，不但前功尽弃，还可能砸着行人。老杜直摸着脑袋说：“咋就给爷出了这档子事？”满脸的遗憾。一会儿又安慰我：“不咋，大不了到秋天推倒重来。”我说：“先看几天，实在不行，又得辛苦你。”
这样大约有一周时间，我每天一起床就抬头看窗外，外出回来也先摸摸这墙。就这样日出日落，就像朱自清说的，看着日光每天“伶伶俐俐”地跨过短墙，像做错了什么事慌慌地逃去。裂缝却还在加大。终于我有了一个大发现，罪魁就是这“伶伶俐俐”的日光。我房子的前面还有一排房，挡着短墙的东面，晒不上太阳，而西边是一条空阔的大道，西晒的阳光可以照到短墙西面的墙根，冻土渐渐变软，墙就向西倾斜了。我立即跑去找老杜他们，报告这个重大发现。大家即刻来到现场会诊，多数人认为应立即拆掉，以绝隐患。我却认为既然是受热不匀惹的祸，何不吃点偏饭，沿东面的墙基开一道沟挖去冻土，让热气直接软化墙根。众人哄笑：“快不要给爷瞎想了，这是一堵上千斤重的墙，又不是一根随风摆的墙头草。”我说：“试试看，也许它还能自己摆回来。你们先留着力气，试验失败，秋天干活不迟。”我找来一把铁镐，沿东面的墙根小心地开了一条一尺宽的浅沟，又在墙头立了一根垂直的木棍，好作参照观测墙倾角的变化。
功夫不负有心人。三五天后那墙竟开始向东一丝一丝地扳回，而且随着天气一天天变暖，那墙回心转意的速度也日渐加快，眼看就要破镜重圆。我每天用铁铲小心清除沟内已软化的冻土，好让温暖的空气能直接亲吻冰凉的墙脚。大约过了半个月，那斜墙不但回归正位，连直角处龇咧着的土坷垃，竟也一块一块严丝合缝地重新咬合在一起。我大奇，谁道命运不由己？门口斜墙尚能直！今天晚上一定要用我的风火灶炖一锅酸菜猪肉粉条，和朋友来一场庆功宴。墙歪自正，一时成了我们这个小区的新闻，常有人驻足或专门跑来观看。直到半个世纪后，当时住在我前排的田聪明已是新华社社长，我们在京城又同住一个院子，他一见面就谈起这件往事。
在那些穷而平淡的日子里，难得抓住这个快乐的小尾巴，常作为茶余闲话，当然也少不了起哄。有的说：“你这个文科生，无师自通，投错了胎，该去学工。”有的说：“你京城修道，又沙漠里练功。你这身武功可以出国去承包比萨斜塔的扶正了。”若干年后我有机会出国到意大利，还真的专门去看了一回比萨斜塔。塔因太斜，已不许游人靠近，我在暮色苍茫中遥望塔影，想现代科技已经能平移一座大楼，能定向爆破一百多米高的烟囱，就不能定向注水，扳回这位固执的斜塔老人？
人的命运就像飞鸟嘴里的一粒种子，不知会跌落何处，又怎样生根发芽。现在想起来，“文革”中我们被迫走西口，塞外安家，修墙改灶，就像小孩子过家家。教育学上说，童年的游戏就是学习，而游戏是无所谓目的的。我们在塞外六年，正好度过了一个社会人的童年，正是这些不经意的游戏，给我带来了童年的欢乐。多年后，我这个文科生真的写了一本畅销书《数理化通俗演义》。难道这本书的胚芽早已埋在那堵斜墙和那个新灶的火苗里？
这不是我一个人的故事。
《光明日报》（ 2023年01月06日 15版）
