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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

乌镇“蝶舞”：挥动数字的翅膀******

　　【乌镇观察】 

　　光明日报记者 张晓华 陈海波

　　伴着秋日的金黄，“乌镇蓝”再一次吸引了全世界的目光。来自120余个国家和地区的近2000位代表将聚首这个桨声欸乃的江南水镇，为网络空间命运共同体建设献智献策。为营造“数字让生活更美好”的全新体验，本次乌镇峰会坚持用数字手段呈现数字成果，深化“线上线下”融合办会模式，积极运用元宇宙、数字孪生等先进技术，打造了互联网最新科技成果全方位体验场。

　　新科技引领“乌镇高度”新体验

　　“今年最想去的肯定是元宇宙城市体验馆啊！”小李是位元宇宙发烧友，对刚刚落成的乌镇元宇宙城市体验馆心仪已久。这座位于乌镇人民公园西侧的体验馆，是本届乌镇峰会的示范项目之一，由元宇宙平台企业墨宇宙参与建设。据了解，在11月10日即将召开的乌镇峰会城市元宇宙咖荟当天，除线下的分享交流活动之外，还将在墨宇宙大世界创世之城中心，线上同步举行乌镇元宇宙城市体验馆开馆仪式。

　　据介绍，乌镇元宇宙城市体验馆运用数字孪生技术精确设计、建造和运营，按照现实展馆搭建还原，将为大众展示最新的元宇宙行业、产业应用成果。

　　在体验馆内，参观者可以一睹真人、虚拟数字人和仿人机器人“三人合一”的风采。虚拟人导游优雅从容地指引观展，耐心解惑答疑，带领真人穿梭于青砖白墙黛瓦之间，感受浓郁的江南市井风情，增添游览妙趣；仿人机器人向真人娓娓道出乌镇的古风古韵，让馆中沉默的陈列“说话”，吸引游客驻足倾听。

　　坐落在乌镇大道西侧的3幢白房子格外引人注目，它们就是采用E级超级计算机原型机技术成果的“乌镇之光”超算中心。落成一年来，它已经“算”出了可喜的成果：数据存储能力达60PB，整体计算能力跻身国际前十，广泛应用于智慧城市、人工智能、新材料的研发，以及生命科学包括基因密码的解读。

　　“气象预测是超算最常见的应用场景之一，目前超级计算机可对云层运动进行精确模拟与观测，未来有了更快的超算能力支撑，天气预报就可以更加精准。”超算中心总工程师胡帆举例，除了服务于科研和产业，超算技术也飞入了“寻常百姓家”。

　　除此之外，大会还遴选了一批人工智能、AR/VR、数字孪生等前沿技术应用，在大会场馆、会展区、景区、镇区为参观者提供互动体验，让大家充分感受到互联网“飞一般的发展速度”。

　　数字科技助力安全高效的“乌镇速度”

　　在乌镇互联网之光博览会旁的停车场，一只黑色的“大鸟”格外引人注目。“这架系留式无人机可以在紧急情况下快速升空，实现大范围的5G信号覆盖，确保现场通信畅通。”中国电信浙江公司云网运营部应急通信主管吴雨润介绍。

　　为打造全球领先的“5G第一小镇”，浙江电信与浙江联通双线布局，深度优化无线网络能力。一方面，发挥4G、5G协同优势，实现乌镇无线网络特别是物联网的全覆盖和深度覆盖；另一方面，部署超过5000个AP（无线接入点），确保各类终端可以免费、流畅地使用WiFi网络。目前，互联网之光等场馆和酒店5G下行峰值速率达1.4Gbps，平均下行速率达960Mbps。在乌镇厅等核心区域，部署多频段CA(载波聚合)，实现网络峰值速率突破3Gbps。

　　中国移动浙江公司通过构建网络信息安全态势感知及快速响应体系，保障通信网络及重要系统安全，采用DICT智慧大脑+智云领航“安全盾”等技术手段全面保障直播专线安全。部署云电脑系统，使用户的终端设备随时随地访问部署在云端的电脑桌面。

　　国网桐乡市供电公司党建部副主任曹鑫介绍，今年，他们改进了配电房数字孪生系统，进一步提高保障能力。实体配电房在开关设备智能化的基础上，接入了温湿度、烟感、工业视频等105套智能感知元件，运用数字孪生技术在数字赋能中心后台构建出数字实体，实现了虚拟配电房与实体配电房设备运行数据和环境数据的实时同步。

　　数字孪生配电房还可以通过大数据分析，对可能发生的故障进行模拟，辅助工作人员准确预判设备故障情况，防患于未然。在数字孪生配电房外，带电作业机器人和自主巡检无人机移动机巢也在默默守护着外围电力线路的安全。

　　数字化让“乌镇温度”触手可及

　　漫步乌镇街头，随处可见一个软萌小家伙的身影，小小的身体上，世界互联网大会的Logo分外醒目，它就是世界互联网大会乌镇峰会的吉祥物“小互”。

　　“吉祥物‘小互’的设计概念充分体现其形象来自互联网。”中国美术学院设计艺术学院副院长成朝晖评价，“小互”的整体形象以圆形作为基本形态，简练而富有时代感。

　　为了能让“小互”的形象深入人心，“小互”形象授权单位开发设计了文具、玩具、数码、日用等诸多周边衍生品，“小互”的数字藏品还登陆了浙江首个综合性数字资产服务平台“元宿”，首发的2000个数字藏品很快就销售一空，本届互联网之光博览会还为其开辟了专属展位。

　　在会务接待方面，首次启用的数字化嘉宾接待系统上线了嘉宾信息管理、车辆预约、健康检查、议程安排等功能模块。使用首次研发上线的“乌镇峰会一站通”小程序，与会者不仅能轻松获取会议议程、场馆介绍、电话查询、大会相关等会务信息，还可以阅读相关新闻报道，俨然一本实时更新的掌上会务手册，给中外嘉宾带来更智慧、更高效的会务体验。

　　《光明日报》（ 2022年11月08日 10版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）