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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

东西问丨王建华：百年考古如何令中华文明“西来说”不攻自破？******

　　中新社成都11月24日电题：百年考古如何令中华文明“西来说”不攻自破？

　　——专访西南民族大学旅游与历史文化学院教授王建华

　　作者贺劭清王利文

　　百年来的考古实践和出土文物，如何丰富中华民族的历史维度，令中华文明“西来说”不攻自破？西南民族大学旅游与历史文化学院教授、四川省考古学会常务理事王建华近日接受中新社“东西问”独家专访，对此进行解读。

视频：【东西问】百年考古学如何让中华文明“西来说”不攻自破？来源：中国新闻网

　　现将访谈实录摘要如下：

　　中新社记者：“中华”一词最早见于何时？“中华民族”到“中华民族多元一体”理论的形成经历了什么变迁？

　　王建华：据考证，“中华”一词始见于西晋末，是中原士人为把中原的政治与文化同其他地区相区分而产生的自我称谓。

　　“中华”不仅表示一定的地域，更表示一定的文化和具有这种文化的人。伴随新思潮的传入，现代民族意识的萌发，“中华民族”一词脱颖而出。

　　1902年，梁启超在《论中国学术思想变迁之大势》一文中，首次提出“中华民族”这一概念。1905年，在《历史上中国民族之观察》一文中，梁启超比较正式地使用了“中华民族”的概念。此处的“中华民族”虽以汉族为主体，但多民族融合的观念已开始形成。

　　抗日战争全面爆发后，日本帝国主义与中华民族的矛盾成为当时社会的主要矛盾。正值中华民族危亡之际，顾颉刚发表《中华民族是一个》一文，指出“中华民族”的称呼虽出现于近代，但作为一个实体，至少存在了两千多年。

　　1988年，费孝通正式提出了“中华民族的多元一体格局”，从考古学、历史学、民族学的角度指出“汉族的形成是中华民族形成中的一个重要阶段，在多元一体的格局中产生了一个凝聚的核心”，在汉族形成和发展的过程中，其他民族不断地为汉族输入新鲜血液，汉族同样也充实了其他民族。

　　纵观从“中华民族”到“中华民族多元一体”理论形成，梁启超、顾颉刚和费孝通均从民族历史的角度进行了阐述，中国历史上数千年的民族交往交流交融形成了今天的中华民族，为“中华民族共同体”的提出打下了坚实的理论基础。

深圳锦绣中华景区举办的“民族嘉年华”节庆系列活动。陈文摄

　　中新社记者：考古学文化作为物质遗存共同体是如何产生的？历史长河中，考古学文化和民族共同体建立了什么样的联系？为什么1962年夏鼐在《新中国的考古学》一文中首次提出“中华民族共同体”？

　　王建华：19世纪后期，文化这一概念被引入考古学用以总结分析考古出土的遗存。1925年，考古学家维尔·戈登·柴尔德给考古学文化提出了较为精准的定义，用一种时空镶嵌分布的考古学文化模式来阐释一个区域中的史前文化的关系和演变。

　　有学者认为考古学文化既是一种概念又是一种理论，从概念的角度反映的是人群共同体与物质文化共同体之间的对应关系，符合遗存的群聚性和社会性法则，从理论的角度通过对遗存的分类和聚类研究实现了对遗存背后人群或族群的区分。

　　考古学是“俯瞰大地，仰望星空”的学科。人们获取的实物资料，是由人创造的物化形式，所以它和“人的共同体”直接相关。民族共同体的文化既表现在物质层面也表现在精神层面。从理论上讲，考古学文化作为物质遗存共同体，是古代群体在物质文化遗存上的表现，在某种层面上可以和中华民族共同体建立一种联系。在对某一考古学文化认识足够清晰的情况下，我们可以将其与史书中记载的古族相对应。

观众在故宫博物院观看展览。盛佳鹏摄

　　由于历史文献对于汉族以外的古代民族的记载稀少且不成体系，加之历朝历代的各种理解和传说的杂糅，若简单将考古学文化与历史上的族群进行对应，风险是巨大的。但至少可以在某种层面上，将考古学文化中的某一处或某几处考古遗存与文献中的族属之间建立起一种联系。

　　有学者认为考古学文化可以用古代的族名进行命名，如考古学上的夏文化“是夏时期夏族创造和使用的文化”，学术界普遍认为以二里头遗址为代表的二里头文化就是夏族在一定时期内的遗存。

　　1962年，夏鼐在《新中国的考古学》一文中论及考古研究在解决民族族源和民族史问题时就曾提到“各兄弟民族的祖先在悠久的历史过程中，与汉族的祖先建立起日益紧密的联系，今日大家一起构成了中华民族共同体”。从当前可见文献来看，是考古学的研究成果最早使用“中华民族共同体”这一术语，用以论述古代中国不同群体的紧密历史联系及新中国确立的民族共同体结构。这表示当时学者们就已意识到从考古材料可以观察到汉族从史前到历史时期的一个形成过程，只是“具体情况，还需进一步研究”。

观众在山西博物院参观中国少数民族文化特展。韦亮摄

　　《新中国的考古学》一文中关于“中华民族共同体”的提法是基于新中国成立后逐渐积累的考古学资料。新中国成立后的十几年间就发现了3000余处新石器时代遗址，经过发掘的有100余处。这些遗址分布于不同地域，代表了不同的文化面貌，体现了不同人群之间的交流与融合。

　　进入历史时期，文献记载与考古学资料的整合研究拓展了民族史研究的空间。无论是史前资料的大量发现，还是历史时期研究空间的拓展、学术研究的深化，都促使考古学者思考考古资料与族群之间的内在联系。

观众在河南洛阳二里头夏都遗址博物馆数字馆参观。黄政伟摄

　　中新社记者：百年来的考古实践和出土文物，如何丰富中华民族的历史维度，令中华文明“西来说”不攻自破？

　　王建华：历史长河中，许多古老的民族出现在史书的记载中，各民族在不断地分化与融合过程中延续下来，融入到今天中国56个民族之中，大家一起构成了中华民族共同体。就中国当代的民族来看，有自己的民族文字和历史记载的很少。倘若单纯依靠历史文献来构建民族史，那么很多民族尤其是已消失的古代民族将无史可考。

　　作为人文科学和历史科学的重要领域和组成部分，考古学是根据古代人类通过各种活动遗留下来的实物以研究人类古代社会历史的一门科学。中华民族的历史是全体民族共同创造的，而有文字的古史记载不超过四千年，剩下的历史都需要考古学的发现与研究。

　　在对没有文字的人类社会历史的研究中，考古资料起着主要作用。同时，考古学让各民族在历史上留下的物质文化都成为可以被观察分析和描述的对象。只要有人类活动的地方，就会留下实物遗存，考古学可以通过这些遗存去研究当时的社会和历史，因此极大地扩展了历史空间，尤其是民族史的研究空间，即考古学丰富了中华民族的历史维度。