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

【网络强国这十年】动画丨回眸我国网络安全领域那些重要成就******

　　在数字化浪潮下，日新月异的科学技术让万物互联迅速发展，打造网络安全空间将持续面临诸多挑战。

9月5日至11日，2022国家网络安全宣传周博览会在安徽合肥举行

　　党的十八大以来，深入贯彻落实网络强国重要思想，我国网信领域成绩斐然。下面，就让我们一起回眸我国网络安全领域取得的成就。

　　我国网络安全教育、技术、产业方面推进融合发展。目前，国内已有60多所高校设立了网络安全学院，200余所高校设立网络安全本科专业，每年网络安全毕业生超过2万人；设立网络安全专项基金，已建成了国家网络安全人才与创新基地，组织建设国家网络安全教育技术产业融合发展试验区。

　　我国网络安全政策法规体系基本形成。《中华人民共和国网络安全法》自2017年6月1日正式实施以来已有五年。这意味着，网络安全同国土安全、经济安全等一样，成为国家安全的重要组成部分。

　　此外，在网络信息内容治理领域实施《网络信息内容生态治理规定》《互联网信息服务算法推荐管理规定》等；在个人信息保护领域实施《民法典》《个人信息保护法》《数据安全法》等；在数据安全领域实施《数据安全法》《区块链信息服务管理规定》《汽车数据安全管理若干规定（试行）》等。在此基础上，还出台了《网络安全审查办法》《云计算服务安全评估办法》等政策文件，建立关键信息基础设施安全保护、数据安全管理、个人信息保护等一系列的重要制度，发布300余项国家标准，基本构建起网络安全政策法规体系的“四梁八柱”。

　　国家网络安全工作体系不断健全。2016年12月我国发布的首份《国家网络空间安全战略》中规定，“完善网络安全监测预警和网络安全重大事件应急处置机制”。中央网信办印发的《国家网络安全事件应急预案》于2017年6月向社会公开发布。以“一案三制”为核心，构建起“全国一盘棋”的工作体系。

　　我国关键信息基础设施安全保护体系和能力显著加强。在《网络安全法》中首次提出“关键信息基础设施”的概念。《关键信息基础设施安全保护条例》由国务院公布，并于2021年9月1日起正式施行。作为网络安全法的配套立法，是我国首部专门针对关键信息技术设施安全保护工作的行政法规。“关基”保护有法可依，开展网络安全工作有序有度。

　　我国网络安全风险防范能力持续加强。2022年2月修订的新版《网络安全审查办法》正式施行，已从“原2020 版”迭代升级。建立国家网络安全审查工作机制，对关键信息基础设施运营者采购活动进行审查，有力维护网络安全和数据安全，防范和化解国家安全风险。此外，由中共中央办公厅发布的《党委（党组）网络安全工作责任制实施办法》，于2017年8月15日起施行。作为《中国共产党党内法规汇编》唯一收录的网络安全领域的党内法规，对厘清网络安全责任、落实保障措施、推动网信事业发展产生巨大影响，推进我国网络安全工作责任制明显夯实。

　　当前，我国推进5G快速健康发展，同时深入开展6G应用场景研究，着力推动关键技术创新突破，积极促进国际交流合作。未来，如何营造清朗网络空间深度赋能行业高质量发展，为推进网络综合治理我国将不断探索“妙招”，向世界持续输出“中国良方”。

　　监制：张宁 李政葳 策划：孔繁鑫制作：王一涵