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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

《三体》上线，科幻迷进入狂欢模式******

　　《三体》电视剧在1月15日晚开播，这个中国科幻的最大IP千呼万唤始出来。在网上，有细节控整理出了“汪淼的幽灵倒计时”“叶文洁的红岸基地”“三体游戏”“古筝行动”等名场面出现的集数；而观众纷纷表示，“今年过年就给《三体》了”“让我脱水，快到开播”“自然选择！前进四！”……不负众望，电视剧一开播就跃升至微博热搜第一、豆瓣实时热门电视榜第一。

　　《三体》原著作者刘慈欣说过，想象力是人类所拥有的一种似乎只应属于神的能力，它存在的意义也远超出我们的想象。有历史学家说过，人类之所以能够超越地球上的其他物种建立文明，主要是因为我们能够在自己的大脑中创造出现实中不存在的东西。

　　从小说连载到电视剧开播，过去了17年，现在，我们已经处于《三体》所描述的未来时的起始时间段。文字让读者能够以100种1000种方式想象人物的一颦一笑、想象宇宙的瑰丽宏阔，而影视让大脑中的想象在眼前有了对应的所见。观众已经准备好了挑剔而渴望的目光，《三体》准备好了吗？

　　越真实、越接近真正的科学，就会越像《三体》

　　读过《三体》原著的大部分读者非常相信，小说本身已经提供了完整的结构和内容，改编再去做更多修饰是多余的。于是，主创团队请来刘慈欣参与其中，编剧田良良来来回回做了十几版剧本。在创作过程中，考虑的第一要素就是要尽可能贴近原著。

　　从导演杨磊到视觉导演陆贝珂，再到摄影指导，团队中很多人都是《三体》铁粉。他们认为，创作《三体》有一定挑战，因为这跟以前拍的科幻题材都不一样，所谓科幻元素或者外星人元素，并没有直接出现在画面里，只是给人一个理念，而理念，是最不好表达的。

　　《三体》是一部天马行空的科幻小说，但主创团队希望用极其真实的方式去展现电视剧。就像杨磊说的，“让所有东西越真实、越接近真正的科学，它就会越像《三体》”。

　　为了能让科幻“落地”，主创团队找了很多方法拉近观众和作品之间的距离，把深奥的科幻概念用比较容易被理解的语言来转述。比如，“宇宙闪烁”是原著中一个著名概念，剧中就用一个灯泡和一个物体之间的关系来做解释。

　　杨磊介绍，剧中涉及约200个场景，从上世纪六七十年代的“红岸”到2007年的北京，时间跨度非常大。电视剧基本还原了小说中的所有场景，最初希望全部在真实的地方拍摄，但很难实现，还是有置景。

　　《三体》总制片人李尔云说：“普通场景是可以搭建的，但是剧中一些重要的科学场景，很难通过搭建的方式去还原，美术组认为是一个不可能的任务。那放在我们面前的路就只有一条，那就是‘死磕’，用我们的专业精神和真诚，去打动科研机构。”最终，剧组等来了好消息。相关科研单位提供很大支持，在多个科学场景实现了实景拍摄，比如对撞中心、国家纳米科学中心等，这也是这些地方第一次迎来电视剧剧组。

　　“我们也能用特效的方法来解决，但我觉得它不真实，拍出来我不相信，所以力求所有的地方都用真的。场景的真实程度，能让演员、制作者，有一种沉浸感，可信度也会加强。”杨磊说。

　　“古筝行动”怎么拍？

　　几乎每一部科幻影视作品的特效都会尤其受到关注，做得好是赋予作品超越文字的魅力，反之亦然。《三体》的特效有两部分，一是真正拍摄中的特效，比如用纳米丝切割轮船的名场面“古筝行动”，二是《三体》游戏的部分。

　　杨磊说，“古筝行动”最大的麻烦是，切割之后，船要撞成什么样，没有任何一部影片或者已有资料可作参考，“船体被切割后的每一个变形都是不一样的，每一片都要单独设计，没有办法用传统电影美术的方式来完成。它不是纯粹的刚体，还会扭曲变形，这在特效行业里叫‘刚体的动力学模型’”。于是，主创团队只能用真的钢，压成片、窝成船型，然后用挤压机一片片地挤，挤完之后，再推上去焊接成一条船。

　　如果说“古筝行动”等段落的难点，在于需要让画面尽可能真实；而《三体》游戏本就属于虚拟场景，则需要更多想象力。

　　《三体》总制片人白一骢介绍，在充分评估了技术细节、时间成本和成品效果后，摄制团队一致决定用CG的(Computer Graphics的英文缩写，通过计算机软件所绘制的一切图形的总称——记者注)方式来制作。而这对演员来说，也是一次新鲜的体验和挑战。“以前对演员的要求是真听真看真感觉，但在动捕服和绿幕的包围之下，更考验演员的想象力和信念感。”

　　他同时透露，《三体》游戏的CG动画部分，邀请了一些同行朋友来提供面部，以作为游戏人物的面部，如郭靖宇、梁振华、马东、高亚麟、江南、唐家三少、侯鸿亮、费振翔……有兴趣的观众可以在剧中寻找这些人的面孔。

　　演员们也为讲好这个中国科幻故事付出努力。饰演常伟思的林永健说，这是他从艺以来遇到在台词方面最有挑战的一部剧，“这里面有很多逻辑性的东西，因为他们都是物理学家，讲话都很缜密”。饰演老年叶文洁的陈瑾说：“台词很多，也很难背，尽管我已经理解了它的意思，但如果用我自己的语言来说，还是会不太对。”

　　张鲁一在剧中饰演物理学家汪淼，在开拍之前，他就开始搜寻各种相关知识，尤其是物理方面的，“剧中有太多日常生活中涉及不到的专业词汇和专业用语，球状闪电、宏原子、数量级……了解很多知识的同时，也是在不断突破自己，让我对于科幻作品的认知打开了一扇门”。

　　科幻不能只靠刘慈欣，更不能只靠《三体》

　　2019年春节，同样改编自刘慈欣小说的电影《流浪地球》上映，引发观影热潮，迄今位列中国影视票房榜第五位。2023年春节，《流浪地球2》将要上映，预售票房稳居前三。观众对于科幻题材作品的热爱与科幻题材作品的质量与产量满足不了观众需求的矛盾，可能是现阶段最大的矛盾之一。

　　科幻不能只靠刘慈欣，更不能只靠《三体》，而科幻影视化的“落地”就更为不易。从某种程度上，中国科幻的长路依然漫漫，《三体》只是一个略显孤独的先行者。甚至有时候觉得，如果它没有得到如此大的关注，那就是中国科幻到了更好的时候。

　　从2006年《三体》小说第一次连载，到2016年首次公布影视化消息，相隔10年，到2023年真正开播，又过去了7年。在这7年里，我们经历过挫折与悲伤，但又同心协力向前走了很远。

　　“同舟共济版”预告片中讲到，“我们不知道敌人是谁、敌人什么样、敌人是怎么存在的。但是有一点，面对来自地球以外的敌人，我们所有的人，都是第一次。人类同舟共济的时刻到了”。“把我们人类看成是虫子的三体人忘了一个事实，那就是，虫子从来就没有被战胜过。”这些小说中的名句在剧中得到还原，而此时此刻再看，又多了一些感同身受。

　　刘慈欣一直描写宇宙的宏大神奇，描写星际探险，描写遥远世界中的生活和文明。他相信，无垠的太空仍然是人类想象力最好的取向和归宿。17年过去了，《三体》中的未来时间，已经变成了现实的时光。

　　“人类探索的步伐不会停止，在过去、现在、未来的每一个17年里，都将持续不断地向未知、向不确定性发起挑战。人类或许是渺小的，但坚韧和勇气，让我们在这个广阔的宇宙中成为了那个特殊的偶然。”刘慈欣说。

　　宇宙那么大，我们都想去看看。

　　中青报·中青网记者 蒋肖斌 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）