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

加强党建组织高质量科研******

　　【自立自强·大家谈】

　　作者：张丽萍（中国科学院理化技术研究所党委书记）

　　党的二十大报告提出“坚持科技创新在我国现代化建设全局中的核心地位”，“强化国家战略科技力量”等，对科技界提出了新的更高要求。科研院所是科技创新的基本组织单元，应该如何调动科研人员的积极性、最高效率地组织科研活动，这是我一直在思索的问题。

　　我的体会是，要以党的二十大精神为指引，坚持以高质量党建引领研究所高质量发展、组织高质量科研。

　　一是进一步强化使命担当。经济社会发展，人民对美好生活的向往，对我们提出了殷切的期望，让我们感到沉甸甸的责任感、使命感和紧迫感。我们必须进一步强化心系“国家事”、肩扛“国家责”的使命担当，引导科研人员从“我要做什么”积极向“国家需要我做什么”转变，从科研规划、科研方向、科研选题、科研目标等入手，主动对标对表“四个面向”要求和“充分体现国家意志、有效满足国家需求、代表国家最高水平”创新价值标准，保证科研工作始终沿着正确政治方向创新发展。

　　二是进一步强化基层组织的战斗堡垒作用。近年来，中科院理化所强化党建引领，促进党建工作与科研业务深度融合，为重大任务攻坚、重大成果产出提供了坚强的组织保障。比如，针对承担的航天低温制冷机等重点研制任务，提出“三线工作法”，在“管理线”和“技术线”的基础上，增设一条“思想线”，将党的基层组织有机融合到科研攻关的组织体系中，把党建工作落实到科研最前线，党组织在重大任务中既把握政治性和原则性，又能及时解决遇到的思想问题和急难愁盼问题，真正发挥战斗堡垒作用。再如，为加快大型低温制冷设备的自主研制，研究所成立了以我国低温研究的开创者洪朝生冠名的青年突击队，凝聚和激励青年科技人员弘扬科学家精神，瞄准国家需求，勇担重任、攻坚克难，已经取得重要的阶段性成果。未来，研究所将不断探索党建引领科技创新的方式方法，筑牢战斗堡垒，为加快实现高水平科技自立自强提供坚强政治保证。

　　三是进一步发挥模范引领作用。伟大时代呼唤伟大精神，崇高事业需要榜样引领。加快实现高水平科技自立自强，需要广大科技人员刻苦钻研，集智攻关，也要发挥模范引领和典型示范作用，讲好科学家故事，弘扬科学家精神。在工作实践中，我们倡导科研人员心怀“国之大者”，把个人的“小我”融到实现科技强国的“大我”之中。通过设立党员先锋岗，组织党员过“政治生日”，激励党员发挥先锋模范作用，在科技攻关的关键时刻亮身份、见行动。同时注意挖掘各类先进典型，评优秀共产党员、优秀职工、巾帼风采奖、五四先锋奖、我最喜爱的导师、理化工匠等奖项，以身边人身边事示范引领，着力在研究所内形成争做先锋、争做模范的良好创新氛围。

　　新时代赋予新使命，新征程呼唤新作为。党对科技事业发展的全面领导，为科研院所的发展提供了根本遵循和强大动力。面向未来，我们将坚持以党的二十大精神为指引，深刻领悟“两个确立”的决定性意义，按照习近平总书记对中科院提出的“四个率先”和“两加快一努力”目标要求，切实抓好二十大精神的落地见效，持续强化基层党组织的组织力和战斗力，激发广大科技人员的创新热情，以高质量党建引领研究所高质量发展，努力产出重大科技成果，为实现中华民族伟大复兴的中国梦作出科技人应有的重大贡献。

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 16版）