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
脚踏三尺讲台四十余年，勇斗癌症坚守育人初心——陈光教授的交大故事******
作者：西南交通大学 余小英
有人归纳过陈光教授在不同场合说过的话：
---“把学习作为一种生活方式”。（来自教务处教师个人主页）。
---“一天三件事，上课、喝茶、写博客”。（来自个人博客）
---“什么是学习？学习就是将校园内的时光、知识、信息、设备、与教师互动、与社会互动的各种资源和条件转化为自身能力和素质的过程”。（来自个人博客）
---“寓传道于授业之中，重育人在教书之时”。（来自媒体对陈光的采访）
---“只要用心去做，总能做成一件事；只要用生命去做，就一定能把事情做好”！（手术后18天在讲台上说的话）
--- 我们需要把“科学问题”“哲学思维”“人文情怀”“创新能力”“生命价值”和“社会意义”统一起来。（来自演讲）
---“没有人不知道生命的可贵，因为生命对任何人都只施舍一次。我是非常幸运的，因为我有机会认真思索和感悟生命。珍惜生命的价值，就是让生命之光，照亮学生，贡献社会，造福人民”。（接受记者采访）
--- “对于社会科学而言，没有合理的观察与适当的体验几乎谈不上从事什么研究工作”。（来自个人博客）
--- “沟通是一门如诗的艺术”。（来自个人博客）
在交大，陈光教授是一个有故事的人。
1978年10月，17岁的陈光教授成为恢复高考后第二届入学西南交通大学的学生，也就是人们常说的独具历史特色的七七、七八级大学生。1982年毕业留校，至今已经在交大度过44个春夏秋冬。
在交大的岁月里，陈光教授也从“霍英东青年教师奖”“教育部优秀青年教师奖”的获得者，成为如今的二级教授、四川省教学名师、全国师德标兵、国务院政府特殊津贴专家等。最近，陈光还新担任了中国老教授协会理事、四川省老教授协会副会长的职务，完成了从“青年”到“老年”的华丽转身。
岁月不舍书山路，归来依然是少年。今天，已过花甲之年的陈光教授依然勤奋耕耘在教学、科研和社会服务的第一线。
2020年12月17日学校新闻页面有一则相关报导：
“由西南交通大学公共管理学院陈光教授领衔完成的研究报告《全面创新改革试验区建设与高校职务科技成果混合所有制改革实践研究》，获教育部第八届高等学校科学研究优秀成果奖（人文社会科学）二等奖，也是我校首次在教育部高等学校科学研究优秀成果奖（人文社会科学）评选中获得二等奖。
我校是高校职务科技成果权属改革的发源地，被中央电视台喻为职务科技成果权属改革的“小岗村”，职务成果权属改革是四川省作为全创示范区的一项重要改革经验。陈光教授研究团队近年来长期跟踪四川省全面创新改革试验区建设与职务科技成果权属改革，形成系列论文成果十余篇、重要研究项目5项、省部级领导批示2项、其他省部级奖项2项，为职务科技成果混合所有制改革在四川和全国的推广做出了学术贡献”。
学术带头人的成功都是团队合作的结果。与交大事业发展同行，在实践中发现科学问题，基于现实需求的行动研究、交叉研究和政策研究，是陈光教授团队科研工作的三个特点。据悉，同样是职务科技成果权属改革研究主题，陈光教授团队新完成的《高校职务科技成果权属改革：理论与实践》专著，也即将由科学出版社出版。
在业内，“陈光教授团队”几个字慢慢成为一个特定的“学术IP”。多年前，《科学时报》曾经以《行业高校开出的一朵科研奇葩——记西南交通大学软科学研究团队》为题报导过陈光教授团队的学术工作。
2020年初疫情袭来，2月6日，远在美国探亲的陈光教授向政府提交《紧急做好应对新冠疫情工作的若干建议》，省长在看到建议后，立即打电话给相关部门，要求组织专业力量，研判疫情走势，做好全面、分类、精准和科学的防控部署和准备。
除了应急状态，近年来在西南交通大学“十四五”规划文本修订、中央办公厅文稿报送、四川省委省政府决策咨询、成都市重大行政决策、乡村振兴发展等不同场合，人们都能看到陈光教授团队研究的工作痕迹和智力贡献。团队中的陈光教授、戴宾教授等多人先后获得四川省和金牛区“有突出贡献的优秀专家”的称号。
功夫不负有心人，坚持努力终有果。不知道从何时开始，人们发现，凡是有国家、省市重大政策出台、重大事项出现，凡是有轨道交通、川藏铁路、城市建设、教育改革重要进展之时，往往都会有“陈光教授团队”代表学校的智库发声。
2021年7月26日在《中国教育报》报导的《西南交通大学服务区域发展纪实》中，对陈光教授服务地方发展一周的日程做过一个描述：
陈光的日程表排得满满当当：赴成都市政研室参与研讨《推进科技创新中心建设支撑构建高质量发展现代产业体系》的政策文件；参加金牛区专场电视直播节目，解读“幸福美好生活十大工程”；担任成华区青年干部公开遴选结构化考试面试考官……
在学生眼里，“陈光教授本身就是一本书，就是一个活动的讲台”。对学生来说，陈光教授不仅是严师，也是朋友。几年前，一位女学生因多次考研失败，心理压力很大，精神几乎到了崩溃的边缘。后来，陈光教授与她多次诚恳交谈后，她找到了属于自己的人生道路。多年后，已经走上工作岗位的她回忆说：“在陈老师那里，我学到的不仅是知识，更重要的是对人生价值的重新认识。”
图1 陈光教授和学生在一起
在陈光教授看来，教育的本质不仅仅是文化知识的传授，更是健康人格的塑造，即使在罹患癌症的艰难时刻，陈光教授都表现出一个教师和诗人特有的精神价值。下面是他写下的一首诗：
惊梦
惊梦床头风瑟瑟，三十六年云雾中。
无端落叶花伴泪，奈何晴天雁无踪。
沧海轮回悲歌月，青山依旧笑东风。
征帆总在船泊处，登高莫嫌不名峰。
集数十年潜心教育的经历，陈光教授提炼出“教育五字经”，阐释他心目中大学教师的“画像”。《光明日报》曾作过详细报导：
教育是人类自我塑造、不断进步与发展的动力所在。集数十年从教之心得，遂有“教育五字经”：
第一，明白大学之道。《大学》曰：“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善”。我“篡改”一下，“大学之道，在爱学校，爱学生，爱学问无止境”，其实任何一个学问都可以分为五个层次，是什么，为什么，做什么，怎么做，为谁做？寓传道于解惑之中，重育人在教书之时。道器合一，知行合一，亦为大学之道。
第二，关注民生之情。教师职业的社会意义，其实是在社会之中，知识的价值在于应用，学会用知识的阳光关注民生之需要，用科技的眼光关注社会之变化，用世界的眼光关注中国之发展。
第三，仰望星空之美。时下市场经济发展，利益主体分化，物欲横流，人心浮躁。大学之独立的精神尤其重要。大学和大学教师应该成为社会发展的建设性的批评者、既有知识的积极的怀疑者、现有政策的先导性的评判者。教师应该具有丰富而独立的精神世界。
第四，养成儒雅之风。大学教师应该有个怎样的形象？在我看来，他（她）应该荣辱不惊、心存静气、温文尔雅、宽厚达人。高校教师的核心价值则是“个人魅力”。
第五，修炼九鼎之才。以言履职、以言行道、以言教书、以言育人，是教师的职业的特征。广博的学识加上雄辩之才，是为师者之至高境界。能说善言而又言中有物，是大学教师的基本功。
在教育教学领域，陈光教授先后开设课程20余门，包括国家精品课程等；陈光教授团队在学校创新创业教育中发挥着重要作用，先后两次获得国家优秀教学成果奖二等奖，多次获得四川省优秀教学成果奖一、二、三等奖等。
有人说，陈光教授是个“网红教授”。他的博客、微博、微信公众号、抖音几乎每天更新，他也是四川电视台、成都电视台专栏节目和多家平面媒体的点评嘉宾和首席专家。在他看来，教师职业的社会意义，其实是在社会之中，知识的价值在于应用，关注社会，造福民生才是科学之道。陈光教授个人抖音的简介是：天穹为教室，社会做讲台，苍生是听众，也许是个很好的注脚。
图2 陈光教授做客电视台
陈光教授的社会兼职多达20个，每一个兼职都在具体体现大学的社会服务功能。从中国行政管理学会理事到四川省科协常委、省级学会会长，从四川省委省政府决策咨询委员到资阳、德阳、雅安、宜宾等地政府顾问等，都代表着陈光教授的多重身份和不同的社会角色。
目前，在新发展阶段，陈光教授团队正专注于国家科技自立自强、战略产业布局的深度研究。2022年6月初，陈光教授率团队到宜宾做课题调研，团队老师们特地来到古镇李庄，在陈光教授题写的对联前合影。
图3 陈光教授团队在宜宾李庄
随后，陈光教授作为省委宣讲团成员在宜宾酒都饭店为近300名干部作报告。在报告中，他说刚刚去了李庄，深深为李庄的博大、宁静、古朴和苍凉所感动，他问当地干部，“李庄是什么？”然后脱口而出，“李庄是中国文化的折射点，民族精神的涵养地”！会后，应主人的要求，题写了这句不是对联的对联：
中国文化的折射点，民族精神的涵养地。
如今，这句话依然悬挂在中国李庄抗战文化陈列馆，并被收藏在新修建的中国李庄抗战文化博物馆中。
时光荏苒，江河长流。每一个优秀的教师，都是大学历史长河中一个小小的浪花，都是大学这棵大树上的一个季节新芽。陈光教授在交大的故事仍在继续，而刚刚度过第126周年校庆纪念日的西南交通大学，它作为一所有着历史底蕴，特色鲜明、充满活力的大学，一定会不断激励千千万万教师、学生和校友成为行业翘楚，为党和国家事业作出新的贡献！
