绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球” ？******
又到了四年一度的世界杯
不知道大家是否还记得
2018届世界杯中
葡萄牙和西班牙相遇 的小组赛
C罗在最后时刻力挽狂澜
踢出被解说员叹为
“翩若惊鸿，宛若蛟龙” 的
“C型”任意球 ，扳平比分
被踢出 的球为什么会迅速升降？
又为什么会“拐弯”呢？
首先我们来了解一下任意球
任意球是啥 ？
任意球是罚球的一种。它是一种在足球（或手球）比赛中发生犯规后重新开始比赛 的方法。
任意球分两种：直接任意球，踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分；间接任意球 ，踢球队员不得直接射门得分，球在进入球门前必须被其他队员踢或触及 。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置，以及人墙的站位，发任意球时需要用手触球，然后在裁判哨响后踢球 。
香蕉球 ？能吃吗？
事实上 ，C罗踢出 的这种任意球在足球比赛中并不少见。
在1997年 ，在巴西对法国的一场足球比赛中，巴西足球运动员Roberto Carlos ，在没有通向球门的直接路线的情况下 ，从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员 ，并在快要出界 的时候急转向左，砸入球门。
图源：网络 香蕉球图解
球 的突然拐弯让在场球员，特别 是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮 ，最具标志性和最违反物理学定律 的任意球 ，被叫作“香蕉球” 。法国物理学家对此研究了数年，终于用“马格努斯效应”解释了这个问题 。
马格努斯效应
图源网络
当一个旋转物体 的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直 的方向上将产生一个横向力。在这个横向力 的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这 是流体力学中 的一种现象。
图源 ：陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图
旋转物体之所以能在横向产生力 的作用 ，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转 ，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。
是不是听得云里雾里？
香蕉球轨迹
球在气流中运动时 ，如果其旋转 的方向与气流同向，则会在球体 的一侧产生低压 ，而球体 的另一侧则会产生高压 。运动员 的用力方向朝右，所以足球逆时针旋转 。拐点处足球左侧产生低压 ，右侧产生高压，这样就导致足球存在横向的压力差 ，并形成向左侧 的力。
图源 ：NKPhysics
根据物理公式 ，距离越远 ，速度越慢 ，球偏离角度也就越大 。因此 ，我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻，会发生更剧烈 的偏转 ，给守门员一个巨大 的“惊吓” 。
我也能踢出和C罗一样的球吗 ？
回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜” 的任意球，这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念 ，同时也混合了“电梯球”，即指大力踢出的足球 ，下落很快 ，像 是从电梯上下坠 ，它实际上 是高速飞行 的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹 。
图源： 中国物理学会期刊网 皮尔洛 的“电梯球”
葛惟昆教授解释说：“踢出电梯球 的一大关键要素 ，就是球 的初始速度要快 。”要踢电梯球 ，球 的初始速度应该接近150公里/小时 ，没错 ，就是一辆车在高速公路上狂飙的速度 。
图源 ：科学世界
研究人员在进行场景模拟时发现，要想让100公里/小时以上速度 的任意球避开人墙（假定在距离约9米远 的位置有5名身高1.8米 的对方球员并排）成功射门，球离开地面时与地面 的夹角必须控制在15°～17°之间，也就是仅有2°的精度范围（在距离球门25米 的位置 ，踢出转速为每秒8转 的侧旋弧线的情况） 。
如果 是足球 ，以每小时90千米 的速度每秒旋转8转，球会在这个距离内弯曲3米以上。
图源见水印
而踢出弧线的关键在于 ，落脚点在偏离球心的位置 ，偏离球心的幅度越大，球的转速越快。有研究人员称，安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋，让马格努斯力倾斜向下发挥作用，从而踢出“球速快 、大幅弯曲 的同时又急剧下沉的”球路 。
资料来源：科学世界 、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics
整理 ：董小娴
东西问丨吴家玮：教育如何助建中美桥梁 ？******
中新社旧金山12月15日电 题：教育如何助建中美桥梁 ？
——专访美国大学首位华人校长吴家玮
中新社记者 刘关关
近几十年来 ，随着一批批中国留学生走出国门求学 ，中国与西方学术界 的交流日趋紧密。东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？教育如何助建中美桥梁？中新社“东西问”专栏近日专访美国大学首位华人校长、香港科技大学创校校长吴家玮，请他谈谈对这些问题的看法。
现将访谈实录摘要如下 ：
中新社记者：您在《玻璃天花板：吴家玮回忆录》中提到“打破学界的玻璃天花板” 。在这一过程中 ，您华人身份 的优势和挑战是什么？
吴家玮：我在美国 的教研之路完全 是沿着学界惯例走过来的，可以说是“循规蹈矩”。我30多岁当上系主任，40多岁当上院长、校长，于 是被人说成是“打破了玻璃天花板” 。在这个过程中，作为华人 ，我遇到过挑战，担任旧金山州立大学校长期间感受尤深。
旧金山历来是一座多元且较为复杂的城市 ，旧金山州立大学 是该市唯一的公立全科大学，学校的“一把手”难免处于众目睽睽之下 ，突然间来了一位在儒家思维中长大 、另有一套管理模式且不太听话 的华人校长 ，很多人不习惯。
图片美国旧金山中美国际学校 的学生穿中式服装表演节目庆祝中国农历新年。当地华人比例为全美最高。陈钢 摄在美国的教研之路上 ，华人身份没有什么明显优势 ，否则就不会碰上“玻璃天花板”了 。但在旧金山州立大学当校长期间，儒家思维为我 的管理模式带来一些积极影响 。我常跟副校长 、院长 、教授代表等10来个人开会，讨论各种议题 。众人意见不一致时 ，会展开讨论 、辩论或是争论。如果讨论半个小时后还僵持不下 ，美国同事们就忍不住了 ，接下来就要求通过投票结束争论。而我认为，绝大多数人都同意某一个建议 ，才 是较好 的结局。这个时候我会说 ，我们都是有头脑的人，多谈谈总可以在各种不同的见解里找出大家都能接受 的看法。因此我主持的会议尽管时间很长，但最后总能得到一个支持度相当高的共识 。
中新社记者 ：美国高校的工作经历，为您在科大 的工作带来怎样的启发 ？
吴家玮 ：我回国前夕，香港经济面临转型，必将注重科技 。当时 ，香港将迎来回归祖国 的时刻 ，“一国两制”政策也已确定 。在此背景下，一群有学问、有经验 、有理想的学者决定放弃国外 的丰厚资源和舒适生活 ，凭可贵 的团队精神在香港创办一所研究型大学。
坐落于香港清水湾半岛 的香港科技大学 。谢光磊 摄特别是我在圣迭戈加州大学当博士后 ，十载后重回原校担任院长。那段经历让我认识到 ，要办好一所大学，研究和教学必须依靠真正一流 的人才。我们在创办科大时，就 是全力寻找各学术领域 的一流人才加盟 。
另外 ，圣迭戈加州大学的博雅教育理念对我在香港科大的工作也有启发。当时，港英政府只允许我们办理学院 、工学院和商学院 ，但我坚持同时要办人文与社会科学学院。我还希望每个学生主动参加文化、体育及团队活动。学校一定要培养学生的人文素养，否则怎么能算大学？人文与社会科学可以扩展年轻人的视野 ，理顺他们 的逻辑，赋予他们深入思考 、独立判断的能力 。思想狭隘的人很难做到真正的创新，没有好的人文与社会科学环境，科技也搞不好。
中新社记者：您曾长期在旧金山湾区工作，并于20世纪90年代先后提出“香港湾区”以及“深港湾区” 的概念 。在高等教育方面，能为粤港澳大湾区提供哪些经验？
吴家玮：旧金山湾区各种类型 的高校都有 ，粤港澳大湾区 的高等教育建设也一定要多元化 。最好能够平衡发展研究型、教学型 、专业型 、普及型等各种类型的高校 。至于学科建设 ，科技创新、人文创作和社科教研同样重要，多种学科都要大力发展。研究型 的高校必须注重教学，教学型 的高校也不能忽视研究。
第十六届江苏省高校大学生物理与实验科技作品创新竞赛上 ，参赛选手在调试作品。杨雨 摄此外，高等教育不能一面倒地聚焦于应用研究 ，基础研究也绝对不能忽视 。中国过去经济落后太久 ，需要飞速发展 ，赶上发达国家 ，因而在很短 的时间内培养了大量应用型人才 。但非常关键的基础研究没有得到应有的重视。作为科技创新和突破 的基石与载体，是时候大力度发展基础研究了 。
中新社记者 ：东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？
吴家玮 ：西方发达国家因各自 的历史和背景不同而发展出各有特色的教育模式，法 、德、英、美等国的教育制度差别很大 。在向西方借鉴的过程中 ，中国要按照自身的实际情况和需求善加选择，发展符合国情的教育模式 。
最近几十年 ，中国高校数量急剧增加，水平相应提高。目前，中国每年普通、职业本专科招生人数在1000万以上 ，硕士生以及博士生的招生人数分别超过100万和10万。有人说中国毕业生太多，导致很多大学生找不到工作，但我认为现在的高校数量和招生规模相当合理。中国有3000多所高校 ，美国人口不到中国的四分之一，高校数量却更多 。
北京大学2021届本科毕业生在校名前拍照留念。蒋启明 摄中国高等教育 的问题不在于数量 ，而在于发展不平衡 。美国 的优秀大学分布在全国各地 ，但中国最好的大学主要集中在沿海几个大城市。五湖四海的“高材生”被吸引到这些大城市，毕业后大多不愿回老家。中国迫切需要推动教育、经济、文化等各项事业在地域间均衡发展 ，让欠发达地区对人才具备吸引力 。
中国的高等教育需要适度引进符合国情 的博雅本科教育 。同时 ，应该像西方社会那样 ，摈弃对大学排名 的迷信、对论文和专利权数量化 的追求以及对学者名衔 的过度崇拜 。
反向来看，中国一些教育理念也值得西方学习。从文艺复兴开始，西方世界逐步盛行“个人主义”。而儒家推崇“集体”意识，为人在修身之余，必须关怀和注重家庭 、社会以及国家的集体幸福。这些意识启发于教育 。
中国一些教育方式同样值得西方借鉴。我曾看过一档英国电视节目，有一组上海的高中教师到伦敦一所高中教学。老师走进教室，学生要站起来齐声喊“老师好” 。上课 的时候学生不能交谈，课后还有很多作业 。英国学生刚开始对这套教育方式很不习惯，但一段时间后，他们不但开始欣赏中国老师的教育方式，连考试成绩也提高了很多。
中新社记者 ：您的回忆录《同创香港科技大学 ：初创时期 的故事和人物志》里 ，有一个章节是“助建中美桥梁——走向老家” 。在您看来，教育应该如何助建中美桥梁？
吴家玮：我写这本回忆录的时期 ，确实还是以学术交流合作助建中美桥梁的好日子 。中国落后和僵化多年后，终于打开了国门 。一些有理想的优秀留学生、学者在西方吸取了先进的知识和技能，然后走向老家 ，在国家重启 、发展 的征途上作了不少贡献。同时，美国 的科研也需要中国的人才。在这个阶段 ，两国一些科研合作相当成功 。
以“国际教育 ，成就未来”为主题 的2009中国国际教育展在北京举行 。吴芒子 摄美国人也认为，他们在许多方面也可以向中国学习 。随着越来越多美国企业到中国发展，学习中文 的美国人逐步增加。这些人到美国公司的中国分支机构任职，并通过与中国的合作提高本领 ，然后走回自己的老家 。
但是，现阶段美国政治状况不容乐观，内部分裂、两党对立的局面令政客们以寻找外敌的手段来争取选票 ，中美学术交流难免受到影响 。现状能否改善，要看美国 的政治态度。美国学界也需努力跨越障碍，让两国的学术交流尽快恢复到过去的良好状态。
中国学界除尽可能恢复与美国学界合作外 ，还必须扩大国际交流的范围和对象 ，大力加强与欧洲 、东南亚等地以及“金砖国家”的学术合作，在“一带一路”上多建“桥梁”。(完)
受访者简介 ：
吴家玮1937年生于上海 ，1949年移居香港 ，1955年赴美国留学。1966年，吴家玮获美国圣路易斯华盛顿大学物理学博士学位 。他曾担任美国西北大学物理及天文学系主任以及圣迭戈加州大学热斐尔学院院长 ，并于1983年出任旧金山州立大学校长 ，成为美国大学首位华人校长 。1988年 ，吴家玮受邀回港，出任香港科技大学创校校长 ，供职时间达13年 。
回香港后，吴家玮曾先后担任港事顾问 、香港特别行政区筹备委员会委员 、全国政协委员 、香港特别行政区创新科技顾问委员会委员、内地与香港科技合作委员会主席以及深圳市决策咨询委员会委员等职 。
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