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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

2023，世界期待更多的正能量******

　　国际观察|2023，世界期待更多的正能量

　　新华社北京1月5日电(记者刘赞)2022年，世界动荡不安：美国四处拱火浇油，乌克兰危机延宕难解；新冠疫情持续，奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株；通货膨胀、粮食危机、能源安全问题复杂严峻，世界经济复苏迟滞乏力；气候变化危害日益凸显，气候变化谈判举步维艰……

　　2023年，世界充满悬念：乌克兰危机能结束吗？世界卫生组织会不会宣布新冠大流行终结？世界经济能否摆脱衰退阴影？美国政局变化有哪些外溢影响？亚太地区热点问题会不会持续升温？气候变化谈判又能否取得新进展？

　　悬念一：乌克兰危机能结束吗？

　　2022年2月24日，俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动，乌克兰危机升级。以美国为首的西方国家不断对乌提供军事和经济援助，使这场冲突变成了持久战。与此同时，美国及其盟友对俄实施规模空前的严厉制裁，但未能击垮俄经济。

　　目前，俄乌两军基本处于相持状态。由于双方立场差距巨大，短期内难以通过谈判化解危机。美国继续拱火浇油，日前再次宣布对乌追加18.5亿美元军援，其中包括“爱国者”防空导弹系统。美国国会最近还通过2023财年综合拨款法案，其中包括高达450亿美元的援乌资金。俄罗斯近期则宣布，计划将俄军规模从115万人扩充至150万人，释放出加强军事力量的信号。

　　2023年，这场危机是走向终结，还是进一步升级，目前难以预料。西方国家能否承受持续对乌援助给本国经济和国防带来的巨大压力，将是决定局势走向的一个重要因素。

　　悬念二：新冠大流行能终结吗？

　　过去一年，变异新冠病毒奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株。与此前流行的毒株相比，其传染性更强，具有多个亚型，在世界各国引发一波波新的疫情高峰。不过，奥密克戎的致病力明显减弱，感染奥密克戎导致的重症率和死亡率显著下降，这也促使世界各国逐渐调整防疫政策。

　　世界卫生组织总干事谭德塞不久前表示，希望在2023年某个时候可以宣布新冠疫情不再构成全球卫生紧急事件，世卫组织紧急委员会1月将开会讨论其判断标准。

　　面对抵御新冠病毒的战役，全球科学家在不懈寻求下一代疫苗、抗病毒药物等新武器，随着新冠疫苗和药物的研发取得进展，人类必将拥有越来越多对付病毒的武器，构筑起抵御新冠病毒的坚盾。

　　悬念三：世界经济能摆脱衰退阴影吗？

　　2022年，世界经济困难重重，特别是通货膨胀困扰很多国家。以美国为首的西方国家此前为应对新冠疫情、刺激经济长时间施行超宽松货币政策，为通胀飙升埋下祸根。乌克兰危机升级后，西方对俄制裁使得原本就被疫情所扰乱的国际供应链进一步受阻，能源、粮食价格高企进一步推高通胀，欧美多国物价涨幅创下40年来最高纪录。

　　为应对通胀，美联储快速大幅加息，导致其他经济体货币大幅贬值，加剧其输入性通胀。不少国家被迫跟随美国加息步伐，引发经济衰退担忧。

　　国际货币基金组织2022年10月发布的《世界经济展望报告》预计，2023年全球经济增速为2.7%，较7月的预测值下调0.2个百分点，全球经济面临巨大下行风险。

　　不过，随着累积需求释放和政策效应叠加，中国经济将呈现明显复苏增长势头，这将为世界经济带来持续动力、机遇和信心。

　　悬念四：美国政局变化将产生哪些外溢影响？

　　2022年，美国民主、共和两党继续恶斗，在堕胎权、控枪、移民等一系列问题上尖锐对立。在11月的中期选举中，共和党夺取国会众议院控制权，民主党则以微弱优势保住参议院控制权。

　　在两党瞄准2024年总统选举、新一届国会两院“分裂”的情况下，共和党预计将在2023年对拜登政府发起更多挑战，其现行的内外政策将面临巨大不确定性。

　　共和党内部斗争也可能趋于激烈。由于打算参加下届总统选举的前总统特朗普在中期选举中发挥的作用不佳，共和党内温和派可能考虑放弃对他的支持。同时，共和党在众议院的席位优势不大，使得党内极端势力或将有更多机会左右该党在国会的立场。

　　在政治极化、党争加剧的背景下，美国政局走向具有较大不确定性，这将影响美国的对外政策，进而对世界造成复杂影响。

　　悬念五：亚太地区热点问题会持续升温吗？

　　2022年，在美国搅局之下，亚太多国面临不同程度震荡，地区局势局部升温。

　　美军撤离一年后，阿富汗仍然面临严峻安全形势和严重人道主义危机。在朝鲜半岛，美国与韩国多次举行大规模联合军演，朝鲜发射导弹予以反制，半岛紧张局势不断升级。在美国支持下，日本最近正式通过新版《国家安全保障战略》等3份安保政策文件，提出打造所谓“反击能力”即事实上的攻击能力等政策主张，并将在未来5年大幅增加军事开支，引发国际社会担忧。

　　可以预见，美国会持续在亚太“拉小群”、搞事情，2023年的亚太恐怕难以平静。

　　悬念六：气变谈判能取得新进展吗？

　　气候变化是人类面临的重大挑战。2022年，从巴基斯坦特大洪灾造成1000多人死亡，到欧洲夏季高温干旱造成泰晤士河源头干涸、莱茵河几乎断航，再到最近冬季风暴几乎席卷全美造成数十人死亡……一系列极端天气事件提醒人类，应对气候变化刻不容缓。

　　2022年11月，《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)在埃及沙姆沙伊赫举行。发达国家在向发展中国家提供资金和技术支持等问题上依然态度消极，其先前承诺的每年1000亿美元资金支持仍未兑现。作为会议成果的一大亮点，本次大会最终同意建立损失与损害基金，旨在向最脆弱和受气候变化影响最严重的国家提供财政援助，但这只是第一步，基金形式、出资国家、分配方式、援助对象等关键问题被留到2023年继续谈判。

　　当前，发达国家经济状况总体不佳，加上能源供应紧张导致部分发达国家重新转向煤炭发电，发达国家自身减排意愿以及为发展中国家减排提供支持的意愿都在下降。在这样的形势下，2023年在阿联酋迪拜举行的COP28能否就上述关键问题取得新进展值得关注。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）