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
关于建构中国历史学自主知识体系的几点思考******
作者:朱浒(中国人民大学历史学院教授)
习近平总书记在中国人民大学考察时强调,“要发挥哲学社会科学在融通中外文化、增进文明交流中的独特作用,传播中国声音、中国理论、中国思想,让世界更好读懂中国,为推动构建人类命运共同体作出积极贡献”,“加快构建中国特色哲学社会科学,归根结底是建构中国自主的知识体系。要以中国为观照、以时代为观照,立足中国实际,解决中国问题,不断推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展,不断推进知识创新、理论创新、方法创新,使中国特色哲学社会科学真正屹立于世界学术之林”。在哲学社会科学体系中,历史学是对其他哲学社会科学具有支撑作用的基础学科。习近平总书记指出,“历史研究是一切社会科学的基础”。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视历史和历史科学,作出了系列重要论述。在致中国社会科学院中国历史研究院成立的贺信中,习近平总书记提出了加快构建中国特色历史学学科体系、学术体系和话语体系的殷切希望。这些重要讲话和指示要求,为中国历史学的发展提供了根本遵循,指明了未来的发展目标。
中国的历史编纂和研究历经数千年从未间断,形成了自身的独特传统,有力赓续了中华文明和中华民族的传承。近代以来西方列强入侵中国,在西方学术体系的冲击下,中国史学走上了曲折的转型之路。在这一转型过程中,随着马克思主义在中国的广泛传播,以马克思主义为指导的史学研究成为中国学界独立探索历史学知识体系的中流砥柱。在社会主义革命和建设时期,马克思主义史学形成了更为完整的历史学知识体系,深入研究社会发展规律,在为新中国建设提供历史借鉴、凝聚奋进力量等方面作出了重要贡献。改革开放和社会主义现代化建设新时期,马克思主义史学得到进一步发展,尤其是深入探讨了中国在世界现代化潮流中落伍的原因、中国自近代以来追赶现代化的历程等问题,揭示了中国进行现代化建设的紧迫性、可能性和必要性。可以说,马克思主义史学的这些研究,对于探索中国式现代化道路起到了十分重要的作用。
然而,自20世纪末开始,马克思主义对史学研究的指导地位一定程度上出现弱化。这一方面是由于部分马克思主义史学研究未能彻底克服教条化倾向,另一方面则是由于20世纪80年代以来西方新兴史学流派的传入。这些新兴史学流派拓宽了史学研究的领域,创新了史学研究的路径和方法,不过有些所谓新兴史学研究,其关注点多集中于语言游戏和观点翻新,导致以挑战和解构主旋律的历史虚无主义思潮泛滥。此外,日趋析分的学科建制,导致历史学体系分化比较严重,碎片化态势亦呈加剧之势。学科体系的规范化固然对很多学科的发展都具有积极作用,不过也需要提防由此造成的学科壁垒问题。就当前历史学学科建制而言,中国史内部古代史与近现代史各守一块阵地,史学理论与史学史、历史地理学、历史文献学等也都越来越强化自身范围;至于世界史和考古学,成为一级学科后更倾向于自成一体。如此分化的结果,一定程度上使得历史学内部出现了值得关注的鸿沟。另一个值得关注的问题是历史学的研究领域被窄化、致用功能被削弱。历史研究是一切社会科学的基础,在经济学、政治学、法学、新闻学、民族学等社会科学之下,都设有开展各自专史研究的二级学科,对于各自一级学科都具有极强的理论支撑作用。要开展这类专史研究,必然需要扎实的史学功底。可是,现行历史学的学科体系很难对这些专史领域给予一个恰当的位置,而各社会科学的专史从业者又往往缺乏史学基本功训练,从而使这些专史研究容易出现重复劳动而水平提升有限的状态。一方面,国家和社会急需这些专史研究推出高水平成果作为智力支持;另一方面,现行历史学体系和社会科学体系都很难独立产出相应的高质量成果、培养出相关优秀人才。
要解决以上问题,就必须推进中国历史学自主知识体系建构,这既是中国历史学实现进一步发展的内在要求,也是反思和批判西方知识体系文化霸权的组成部分。中国历史学自主知识体系建构应该按照立足中国、借鉴国外,挖掘历史、把握当代,关怀人类、面向未来的思路,着力体现中国特色、中国风格和中国气派,大体可以从以下四个方面着手:
第一,坚持马克思主义指导,注重经世致用,充分体现建构中国历史学自主知识体系的主体性、实效性。深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,坚持以历史唯物主义和辩证唯物主义为指导,坚持正确的价值观和政治导向。中国有独特的历史、独特的文化和独特的国情,必须坚持中国的主体地位,避免流为西方知识体系和学术话语的分支和跟班。历史研究也不是象牙塔里的不问世事之学,而是有强烈致用意识和功能的学问。马克思、恩格斯、列宁和毛泽东等革命家的诸多经典著作中,一再展示了历史研究是认识、解决现实问题的重要手段。要深刻理解中国式现代化道路的特性,深刻认识当代中国对于构建人类文明新形态和人类命运共同体的重大意义,离开历史研究是根本不可能得到深切阐明的。
第二,弘扬传统,夯实基础,充分体现建构中国历史学自主知识体系的继承性、民族性。重视历史、研究历史、借鉴历史是中华民族5000多年文明史的一大优良传统。海外史学体系的认识论前提深深浸透了西方中心论,并非历史学研究的必然模式。事实上,我国本土深厚的史学传统对史学研究的深入和史学人才的培养具有独到的价值。老一辈史学家坚持以“四把钥匙”即职官、地理、目录、年代,作为史学研究入门的门径,至今仍是不易之理。而马克思主义史学对社会形态论的认知理路,是破除碎片化研究的有力武器。这种培育厚重基础和宽阔理论视野的思路,无论对中国史还是世界史、考古学,都有助于分辨学科基本功和专业方向的差别,打好研究基础。
第三,放宽视界,与时俱进,充分体现建构中国历史学自主知识体系的原创性、时代性。历史学虽然处理的是已经消逝的过去,但一切历史都是当代史,人们都承认“让历史告诉未来”所包含的合理性。历史学是一个需要不断创新、走向社会的专业。特别是当代中国正在经历史无前例的伟大变革,亟须提炼出具有学理性的新理论、新见解,概括出有规律性的新经验。观察历史的中国是观察当代的中国的一个重要角度。不了解中国历史和文化,尤其是不了解近代以来的中国历史和文化,就很难全面把握当代中国的社会状况,很难全面把握当代中国人民的抱负和梦想,很难全面把握中国人民选择的发展道路。新时代坚持和发展中国特色社会主义,更加需要系统研究中国历史和文化,更加需要深刻把握人类发展历史规律,在对历史的深入思考中汲取智慧、走向未来。因此,如何深入认识和总结我国从历史到现实的发展道路,如何从人类文明新形态的角度出发,来领会和把握这场伟大变革的深远意义,都是当今历史学不可回避的任务。要完成这一任务,必须从实践出发,胸怀中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,从历史长河、时代大潮、全球风云中分析演变机理、探究历史规律,提出中国问题,发出中国声音,讲好中国故事,自觉回答中国之问、世界之问、人民之问、时代之问。
第四,立足本位,博约专精,充分体现建构中国历史学自主知识体系的系统性、专业性。唯有“整合中国历史、世界历史、考古等方面研究力量”,才能“着力提高研究水平和创新能力,推动相关历史学科融合发展”。当前,随着新文科建设的全面开展,学科交叉与交叉学科、新兴学科的兴起,也成为历史学必须面对的潮流。如何为这些新兴领域开辟必要的发展空间,是历史学能否体现自身价值的重要方面,只有具备创新能力的历史学,才能与其他许多学科开展深入且广泛的合作研究。诸如边疆史、民族史、宗教史、中外交流史和国际关系史等领域,都是富有现实意义的重要领域,也迫切需要展开学科交叉研究。甚至自然科学的发展,也不能缺少对自然科学史的深入把握。可以肯定,这一方面有助于大力提升历史学的学科价值,另一方面也对历史学的专业性发展提出了更高要求。
总之,包括历史学在内的哲学社会科学是推动历史发展和社会进步的重要力量,其发展水平反映了一个民族的思维能力、精神品格、文明素质,体现了一个国家的综合国力和国际竞争力。我们要加快构建中国特色历史学学科体系、学术体系、话语体系,建构中国历史学自主知识体系,坚持历史唯物主义立场、观点、方法,立足中国、放眼世界,立时代之潮头,通古今之变化,发思想之先声,为推动中国历史研究发展、加强中国史学研究国际交流合作作出贡献。
《光明日报》( 2023年01月09日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)