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

马瑜婷代表：以源头创新守护人民生命健康******

　　【奋进新征程 建功新时代·二十大代表在基层】 

　　光明日报记者 苏雁 光明日报通讯员 姬尊雨

　　“身为科技工作者队伍中的一员，党和政府对科技创新的高度重视，对科研工作者的关心爱护，新时代科技改革发展的历史成就，我亲身经历、感受至深。”连日来，党的二十大代表、中国医学科学院苏州系统医学研究所（以下简称“系统所”）研究员、执行副院长、免疫平台主任马瑜婷积极与干部群众交流传达党的二十大精神，日程排得满满当当。

马瑜婷代表在实践活动上与青少年交流。资料图片

　　根据报告对象的不同，马瑜婷不断调整讲话稿，辗转各地为不同年龄、行业人群宣讲党的二十大精神。

　　11月11日，系统所报告厅，马瑜婷为南京师范大学苏州实验学校等学校的少先队员们上了一堂别开生面的“队课”。

　　“同学们的爸爸妈妈在小时候吃过一种‘糖丸’，这种美味的药其实是预防脊髓灰质炎的口服疫苗。”马瑜婷在面向中小学生的报告会中，总是以故事开头。“‘糖丸爷爷’顾方舟老先生就是我所在的中国医学科学院的老院长。上个月，我有幸在人民大会堂现场聆听了党的二十大报告，我国对科技创新、人才培养都非常重视。希望同学们未来报考医学院校，加入科技创新的队伍。”听到这里，现场的孩子们都鼓起了掌。

　　走上系统所8楼，两侧走廊上印有课题组简介，其中有一句话：“实验难免有失败，但科研没有死胡同，潜心思索的人总会迎来柳暗花明。”这是马瑜婷的工作信条。

　　课题组实验室对面，就是马瑜婷的办公室。距离仅七八步，她每天要往返无数遍，做实验、分析数据、指导研究生……“近期，我们经过大量的药物筛选，发现传统中药成分三氧化二砷能高效诱导免疫原性细胞死亡。我们建立了基于三氧化二砷的治疗性全细胞肿瘤疫苗制备技术和质量控制标准。这一个性化肿瘤疫苗不仅易于制备，而且抑癌效果显著，和PD-1单抗联合使用，能发挥1+1>2的抗癌效果。这是‘老药新用’的一次大胆尝试。”马瑜婷告诉记者。

　　坐落于苏州工业园区的系统所，是由中国医学科学院北京协和医学院与江苏省、苏州市、苏州工业园区合作共建的新型研究机构。2014年系统所注册成立，次年，马瑜婷放弃国外优渥的待遇回国，并作为首批员工加入。系统所成立之初，实验用具等配备不够齐全，“一开始经常得拎着冰盒到处租用设备做实验”。如今的系统所，已发展成为颇具影响力的生物医药创新高地。

　　党的二十大报告提出“加快实施创新驱动发展战略”，最能引起马瑜婷共鸣，这也是她传达党的二十大精神的汇报重点。“科技创新贵在发现重大科学问题，产生原创理论，打破固有观念，迎难而上，聚焦突破。”马瑜婷说，2016年9月，中国医学科学院启动医学与健康科技创新工程（以下简称“创新工程”），以“揭榜挂帅”方式鼓励科研人员进行系统攻关。马瑜婷坦言，选准关键方向、给予充足的资金支持，创新工程能够让科研人员定下心来大胆探索、深入开展原始创新，避免在争取经费和“文山会海”中分散精力。

　　“手捧党的二十大报告，我们深切体会到党中央对于科技创新和健康中国的高度重视。”马瑜婷感慨，“国家大力支持科研的源头创新，鼓励发现原创靶点、机理和药物。我们团队的科研工作将着力推进创新药研发，以肿瘤免疫学守护人民生命健康。”

　　《光明日报》（ 2022年11月23日 05版）