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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

建设高质量创新联合体******

　　本期光明网理论学术动态导读关注创新联合体、高等教育数字化、市场经济体制、科技文化自信等话题，欢迎网友踊跃参与讨论。

　　【邸晓燕：建设高质量创新联合体】

　　北京化工大学文法学院邸晓燕认为创新联合体是多主体联合攻关的有效组织形式，建设高质量创新联合体是实施创新驱动发展战略的一条有效途径。创新联合体一般由领军企业主导，联合产学研各方，通过产业技术创新战略联盟、平台、中心、实验室等形式开展联合创新活动。建设高质量创新联合体，可以提高国家创新体系的整体效能。一是提升跨产业的创新绩效。创新联合体的协作创新是一种开放创造和共享。利用创新联合体开展更具战略导向、跨产业、跨组织的合作，有利于通过协同创新提升创新绩效。二是推动创新链、人才链深度融合。通过共建实验室、合作开展项目等方式建设高质量创新联合体，加强企业主导的产学研深度融合，有利于激发创新者的创新潜能，有利于吸引和培养科技领军人才和创新团队，促进人才的合理布局和协调发展。三是有助于优化创新文化环境。在创新联合体内，各方能够形成和巩固彼此之间的信任关系，形成良好的创新文化环境。建设高质量创新联合体是一项系统工程，当前可以从以下三个方面着力。一是优化组织模式和运行机制。创新联合体涉及多个主体，需要协调不同层次的利益关系，建立新的协调与合作方式，推动跨学科、跨产业、跨领域的更广泛更多样化的合作。二是加大基础设施建设力度。三是为创新联合体提供市场机会、技术变革趋势等重要信息，营造良好政策支持环境，帮助创新联合体明确创新方向、把握创新机遇。

　　摘编自《人民日报》

　　【张卫国：以数字化变革推进高等教育提质增效】

　　西南大学校长、教授张卫国认为建设高质量高等教育体系，需要通过数字教育全面支撑学生学、教师教、学校管各环节，由此形成引领高等教育提质增效、创新发展的基础性力量。高等教育的数字化变革，应当从资源、平台、手段等维度入手，加快全领域、全流程、全要素转型升级，推进教育现代化，重塑高等教育格局。主要应从以下三个方面着手。一、基于“新形态”，构建“新生态”。为应对新冠肺炎疫情，我国实施了全球范围内最大规模的有组织在线教育，尽力保障高校在线课程开出率。信息技术日渐成为教育系统性变革的内生变量，数字教育成为一种新的教育形态，支撑着教育现代化的发展。发挥信息技术的优势，整合各种资源要素，加快推进技术应用与教育内容、平台终端、管理手段相融合，真正推动教育的理念更新、模式变革、体系重构。二、立足“新场景”，打造“新场域”。数字教育突破了物理的边界、技术的限制、身份的制约，为教师教、学生学打开了多种想象和可能，高等教育的场景更是无限。用好信息技术设施支撑的各类平台，建立具有物联化、感知化、泛在化特征的新型教育场域，促进教育环境的智能化转型。三、积聚“新线条”，集成“新链条”。现代教育已经从传统的教与学这种“一线两端”的形式，发展为一个循环系统，由多条线组成，不仅关系教、学、研，还涉及管、服、评，一个方面的水平往往会影响另一方面的质量。唯有由不同线条构成的“教育链条”融合协同，数字教育才有智慧，教育的效果才能显现。

　　摘编自《光明日报》

　　【丁茂战：构建高水平社会主义市场经济体制】

　　北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心丁茂战认为未来五年是全面建设社会主义现代化国家开局起步的关键时期，前进道路上，要牢牢把握重大原则，深入推进改革创新，着力破解深层次体制机制障碍，构建高水平社会主义市场经济体制，不断提高国家治理体系和治理能力现代化水平，不断彰显中国特色社会主义制度优势，不断增强社会主义现代化建设的动力和活力，把我国制度优势更好转化为国家治理效能。构建高水平社会主义市场经济体制应从三个方面入手。一是坚持和完善基本经济制度，激发市场主体活力。社会主义市场经济体制是中国特色社会主义的重大理论和实践创新，是社会主义基本经济制度的重要组成部分。要按照党的二十大报告部署，坚持和完善社会主义基本经济制度，毫不动摇巩固和发展公有制经济，毫不动摇鼓励、支持、引导非公有制经济发展。包括坚持和完善社会主义基本经济制度、加快国有经济布局优化和结构调整、深化国有企业改革、持续优化民营企业发展环境、积极支持中小微企业发展。二是要充分发挥市场决定性作用，构建全国统一市场。具体措施包括强化市场基础制度规则统一、加快要素市场化改革步伐、推进市场监管公平统一。三要更好发挥政府作用，健全宏观经济治理体系。要完善宏观经济治理、加快建立现代财税制度、深化金融体制改革。

　　摘编自《经济日报》

　　【杨怀中：新时代科技文化创新当坚定文化自信】

　　武汉理工大学马克思主义学院教授杨怀中认为新时代推进科技文化创新当坚定文化自信，没有文化自信，就不可能有科技文化创新。文化自信，是一个国家、一个民族对自身文化的优越性、生命力以及未来发展前景的坚定信念。新时代科技文化创新坚定文化自信，就是要将蕴含在优秀传统文化中的思想观念、思维方式乃至科技方法转化为现实的制度范式和直接的生产力，以文化自信推进科技文化创新。只有这样，我们才能在世界科技文化的博弈中，始终保持对自身科技文化理想、科技文化价值的坚定信念，保持对自身科技文化生命力、科技文化创造力的高度信心，不断增强我国科技文化话语权，提升国家科技文化软实力。中国是一个文化资源大国，也是一个科技文化资源大国。中国古代科技文化中的整体性思维、“天人合一”思想、经世致用理念以及人文情怀等，表征着中国古代科技文化的独特气质和品格，对于今天的科技文化创新发展仍然具有重要意义，也都是今天科技文化创新发展必须坚持和弘扬的基本精神。世界科技强国也一定是世界科技文化强国，建设世界科技强国需要坚强有力的科技文化的引领和支撑，实现高水平科技自立自强必须夯实科技文化根基。事实上，世界科技强国的崛起都是以科技文化的发展繁荣为前提和基础的，没有一流的科技文化，就不可能建成一流的科技强国。

　　摘编自《中国社会科学网》

　　（光明网记者李彬整理）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）