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
东西问 | 易华：“西风东渐”，人类东西方交流如何走出“青铜之路”？******
中新社北京1月5日电 题：“西风东渐”，人类东西方交流如何走出“青铜之路”？
——专访中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员易华
中新社记者 孙自法
两千多年前张骞出使西域，开辟了影响深远的丝绸之路；丝绸之路开通之前，东西方交流交往有没有一条通道？会是什么样的通道？
中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员易华认为，丝绸之路开通之前东西方就存在一条广泛交流的青铜之路，是青铜之路诱发了丝绸之路。青铜之路如何诱发丝绸之路并推动东西方文化交流的？易华研究员近日在北京接受中新社“东西问”独家专访，对此进行分析解读。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：青铜之路是如何形成的？青铜之路和丝绸之路相比较，两者各有什么特点？相互间是何关系？
易华：考古研究表明，欧亚大陆公元前三千纪开始进入青铜时代，起源于环黑海地区的青铜技术随着人群迁徙向周边传播扩散，并且同羊与羊毛、牛与牛耕、马与马车等技术传播密切相关，最终形成一条联结东西方交流交往的路径，我们称之为“青铜之路”。
青铜之路将欧洲和东亚纳入上古世界体系，丝绸之路又加强了东亚与中亚、南亚、西亚、欧洲的联系。大体来说，丝绸之路主要是一条由东向西的技术与文化传播之路，是“东风西渐”；青铜之路则主要是“西风东渐”，是一条由西向东的技术与文化传播之路。青铜冶铸技术，对东方来说是“引进吸收再创新”，并在商周时期发展形成青铜礼器制作巅峰。
在中国国家博物馆展出的商周后母戊鼎。商后母戊鼎是已知中国古代最重的青铜器，是商周青铜文化的代表之作。侯宇摄两者先后相继而方向相反，正是青铜之路诱发了丝绸之路，然后丝绸之路取代青铜之路。青铜之路证明中国吸收了诸多先进要素，丝绸之路表明中国对人类作出独特贡献。只有将丝绸之路与青铜之路相结合，才能全面系统地理解欧亚大陆文化交流与互动历程及其文明形成过程。
中新社记者：您刚才提到青铜之路将欧洲和东亚纳入上古世界体系，这是一个怎样的世界体系？古代中国在该体系中占据什么地位？
易华：考古和历史研究表明，人类社会经历过三个或三类相似又互异的世界体系，分别称之为现代世界体系(约公元1500年至今)、中古世界体系(约公元初年—公元1500年)和上古世界体系(约公元前3000年—公元初年)。
英国考古人类学家安德鲁·谢拉特(Andrew Sherratt)提出青铜时代世界体系概念，认为史前中国是一个相对独立自主的文化体系，是欧亚大陆世界体系中半分离组成部分。最新研究表明夏商周三代中国已经进入到青铜时代世界体系：夏代东亚处于当时世界体系的边缘，但到了商周时期，中国就已发展成为东亚文化中心。安阳殷墟是青铜时代世界性都市，可与同时代西亚赫梯王国首都哈图沙和北非埃及新王国首都底比斯媲美。古巴比伦、古埃及、古印度和古中国四大文明古国，实质上就是青铜时代世界体系四大中心。
河南安阳殷墟出土的商代最常见的冷兵器铜戈。王中举 摄青铜是公认文明标志之一，青铜冶炼制造技术大同小异，青铜工艺或青铜器却百花齐放因时因地各具特色。中国历史上，青铜也是继彩陶、玉器之后第三波艺术浪潮。其中青铜工具、兵器、车马具和装饰品与中亚、西亚一脉相承，体现青铜时代世界体系的共同性；而青铜礼器则大都模仿陶器如鼎、鬲、甗、豆、尊、盉、壶、盘又有所创新，继承了东亚独特礼乐传统。先秦时青铜礼乐器空前繁荣，青铜铃、铎、铙、钟、镈、钲、鼓、錞于齐全。曾侯乙编钟就是空前绝后的代表。如果说环黑海地区是青铜艺术初澜，传入西亚、北非是第二波，普及中亚、东亚就是第三波高潮。商周时期青铜艺术波澜壮阔，表明东亚已经是青铜时代世界体系中心地区。
中新社记者：青铜时代世界体系中，东西方文明如何通过青铜之路交流互鉴？东方的玉崇拜和西方的金崇拜之间有何互动影响？
易华：东亚新石器时代可以称之为玉器时代，中国玉器已有近万年历史，红山和凌家滩、良渚文化堪称中国玉文化高峰，玉文化是中国文化独特底色。而在西方，西亚及附近地区金崇拜亦源远流长，青铜时代以黄金为标志的青铜游牧文化广泛传播；金不仅是西方文化象征，亦变成了欧亚文明共性。通过青铜之路，本土起源玉石文化与外来金属文化融合形成中华文化“玉魂金魄”双螺旋特征，谱写出一曲辉煌灿烂的“金玉交响曲”。
在中国国家博物馆展出的良渚文化的玉琮。田雨昊 摄随着青铜时代到来，黄金开始出现于中国，其后发展传承至汉唐盛世时，金玉已结下不解之缘，汉语中有很多包含金玉的词语，如金声玉振、金缕玉衣、金玉满堂、金口玉牙、金风玉露、金枝玉叶、金科玉律、金玉良缘……这种影响一直持续至今并且还将持续下去，2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会上，奥运奖牌“金镶玉”设计就是典型东西文化融合延续。
某展览展出的2008年北京奥运会“金镶玉”奖牌。田雨昊 摄中新社记者：您对齐家文化研究颇为深入，请问齐家文化在东西方文化交流的青铜之路上有何重要意义？产生的影响有哪些？
易华：从冶金考古、植物考古、动物考古、卜骨决策、陶器、玉器和墓葬等方面对齐家文化与二里头文化进行系统比较，可知两者时空接近性质又大同小异，因此可以得出这样的推论：如果二里头文化是晚期夏文化，齐家文化就是早期夏文化；如果二里头文化是商文化，齐家文化就是夏文化。
从地理视角看，齐家文化分布于东西交流要冲，正是三大高原结合部或过渡地带，有山有水有草地宜农宜牧；生态多样性为孕育或接受文化多样性提供了条件。同时，齐家文化也位居东亚季风尾闾地带，夏季降雨与融雪重叠容易造成洪水，而神话传说中大禹治水积石山、合黎山、鸟鼠山、渭水、黑水或弱水等均位于齐家文化分布区。
中国国家博物馆展出的新石器时代至夏时期齐家文化的玉壁。视觉中国供图齐家文化玉器璧琮组合源自新石器时代，刀戈组合和圭璋组合始于青铜时代。玉刀和玉璋主要流行于夏代，是夏代文化标志，亦是齐家文化特色。自三代到秦汉，主要礼器形制正是基于齐家文化玉器造型。三代青铜戈矛刀斧镞来自大西北，齐家文化在青铜之路上承担着连接东西的重任。此外，齐家文化时代洞室墓、男女合葬和火葬开始流行，墓葬形式明显多样化：既继承了东亚新石器时代的墓葬传统，又引进了中亚甚至西亚和东欧的墓葬形式，集欧亚墓葬文化之大成。
总体而言，齐家文化年代上与夏代纪年相当，既是中国国内东西部民族与文化交流的结果，也是东亚传统文化与中亚西来文化相结合的产物。青铜之路和丝绸之路都穿过齐家文化分布区，见证着东西文化在这里交流融合发展。因此，齐家文化是上古世界体系重要组成部分，不仅标志着东亚进入青铜时代，也奠定了华夏复合文明基调。
中新社记者：从青铜之路到丝绸之路，古代东西文化交流连绵不绝，对中华文明形成发展、中华民族性格塑造有哪些深远影响？
易华：中国有个成语叫“化干戈为玉帛”，也与青铜之路东西文化交融有关。以“玉帛”为特色的定居农业礼乐文化起源于东亚，以“干戈”为象征的青铜游牧文化来自中亚，两者代表着“祀与戎”有机结合形成中华文明。
河南安阳殷墟妇好墓出土的玉援青铜内戈。视觉中国供图夏朝建立之前，东亚大地以定居农业为经济基础，玉帛古国林立，包括辽宁牛河梁、安徽凌家滩、浙江良渚、湖北石家河、陕西芦山峁、山西陶寺遗址等，都是玉帛古国遗存。其中，石峁遗址表明，随着青铜之路东西文化交流深入推进，中华文明在新石器时代定居农业经济文化基础上吸收青铜游牧经济文化形成复合文明，古代中国从玉帛古国进入干戈王国，“金戈铁马”的青铜游牧文化直接参与建构华夏文明，并推动中华民族形成“玉帛”“干戈”双重性格。
“玉帛”是礼乐文明，象征软实力；“干戈”是王国文明，标志硬实力；化干戈为玉帛，则是软硬结合彰显中华文明的特色巧实力。中华文明是刚柔相济的复合文明，具有顽强生命力。在夏商周三代，中国西北是开放前沿，是东西方文化交流和南北文化融合的核心区，进而发展成为欧亚大陆心脏地带和古代世界历史地理枢纽。
从青铜之路到丝绸之路，再到今天的“一带一路”建设，中华文明传承发展一直延续着伟大的开放包容性，秉持“他山之石可以攻玉”的理念，不断吸收、融合优秀外来文化而充实、丰富中华民族自身文化，促进“美美与共、世界大同”，于世界体系中推动构建人类命运共同体。(完)
受访者简介：
易华，中国社会科学院民族学与人类学研究所研究员，长期从事游牧与农耕民族关系史研究，致力东西交流与华夏文明形成研究，试图阐明青铜时代世界体系与中国之诞生，发表《青铜之路：上古西东文化交流概说》《从万里长城到避暑山庄——中央王朝与游牧民族关系模式的转换》《青铜时代世界体系中的中国》等论文，代表作《夷夏先后说》(专著)化解了中国文明本土起源说与外来传播说的矛盾，《齐家华夏说》(专著)探索了华夏文明形成过程。
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