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
网络空间国际交流与合作有哪些困境?如何解决?******
共筑网络空间国际交流与合作的“金桥”
纵观当前网络空间国际交流与合作的进程,宛如一条奔腾激荡的长河。网络空间是现实世界的投射和具现,从国际形势来看,大国关系、国际秩序、地区安全、社会思潮、全球治理正在发生深刻变革,再加上世纪疫情,国际格局进入“百年未有之大变局”。
从全球信息化发展进程来看,人工智能、区块链等技术快速发展,新一轮科技革命的轮廓已经清晰,智能化、数字化、信息化、虚拟化的技术特征不仅深刻影响着各国国内产业形态、生活方式、社会形态,还带来国家间力量对比的变化,加剧国家竞争。国家安全和利益、企业经营运作、公民权利等都前所未有地集中在网络空间,通过数据流转不息。国际社会多边各方,无论是政府、企业、社群还是民众,都期盼着网络空间能够立规建制,形成行为规范,实现全球治理。
网络空间国际交流与合作的现状与困境
当前,愈演愈烈的大国博弈,空前复杂的网络安全形势,都预示着网络空间国际规则制定进程充满不确定性。
总体来看,以美国为首的西方国家把持网络空间国际治理主导权的主要态势没有得到根本扭转。其凭借理论的长期积累、技术的先发优势和对话语权的垄断,在网络空间各个领域和各大议题上抛概念、推规则,不遗余力地推广以西方价值观和意识形态为基础的网络空间国际治理模式。
如果说2011年的“伦敦进程”拉开了以美国为首的西方国家政府介入网络空间国际治理进程的序幕,那么,2013年北约推出《塔林网络战国际法手册》、2017年2月微软公司发布《数字日内瓦公约》、2017年4月七国集团(G7)部长会议联合发布《网络空间负责任国家行为规范宣言》、2017年11月全球网络空间稳定委员会提出基于七项要素的网络稳定框架以及2018年11月法国提出《网络空间信任与安全巴黎倡议》等,都是以美国为首的西方国家企图把持网络空间国际治理话语权和规则主导权的具体表现。
近年来,随着美国将冷战思维延伸到网络空间,西方国家罔顾国际社会“一个世界一张网”的强烈呼声,逐渐以意识形态划界,打着反对所谓“数字威权主义”等幌子企图分割互联网。他们表面上在维护网络空间的所谓稳定,实际上却在撕裂、切割着网络空间。这也是当前网络空间国际治理向前推进的最大障碍。
当前,网络空间纷争激烈。美国率先在网络空间扩军备战,直接威胁攻击他国关键信息基础设施;“五眼联盟”(指由五个英语国家所组成的情报共享联盟,成员国包括美国、英国、加拿大、澳大利亚和新西兰)在网络空间横行霸道,肆无忌惮监控全球;各方势力利用遍布全球的社交媒体,挖掘数据、操控舆论、蛊惑人心,在世界各地导演不同版本的“颜色革命”。同时,以美国为首的西方国家将网络议题无限政治化,以意识形态划线,泛化国家安全概念,严重恶化网络空间和平、安全、开放、合作、有序的状态。此外,以勒索病毒等为代表的网络犯罪猖獗,网络恐怖主义暗流涌动,公民个人信息受到侵犯,商业机密被窃取和泄露。
面对上述问题,国际社会如何维护网络空间的和平、安全和稳定,寻求共同利益、增进互信,划红线、列禁区,在承认网络主权原则的基础上负起责任,需要新理念,更需要新实践。
为网络空间国际交流与合作贡献中国智慧和中国方案
中国国家主席习近平提出“人类命运共同体”理念,站在全人类整体利益的高度,顺应时代发展潮流和各国人民的共同期待,超越社会制度和发展阶段差异,为人类社会实现共同发展、持续繁荣和长治久安指明了方向,正在对国际关系走向和人类历史与未来产生重大而深远的影响,更为推进网络空间国际交流与合作贡献中国智慧和中国方案。
中国是网络空间国际治理的积极推动者和实践者。2015年,习近平主席在第二届世界互联网大会上首次提出“构建网络空间命运共同体”理念,深入阐释互联网发展治理的“四项原则”“五点主张”,受到国际社会广泛关注。自2019年起,世界互联网大会组委会已发布《携手构建网络空间命运共同体概念文件》《携手构建网络空间命运共同体行动倡议》以及“携手构建网络空间命运共同体精品实践案例”,积极回应“构建网络空间命运共同体”理念提出以来网络空间多边各方的期待,全面阐释“构建网络空间命运共同体”理念的时代背景、基本原则、实践路径和治理架构,向国际社会发出倡议:携手合作,共谋发展福祉,共迎安全挑战,把网络空间建设成造福全人类的发展共同体、安全共同体、责任共同体、利益共同体;展示世界各国开展的构建网络空间命运共同体实践案例,生动讲述网络空间国际交流与合作故事。
中国以网络空间负责任大国的形象和使命担当,为在网络空间国际交流与合作进程中践行公平正义做出不懈努力。中国一贯支持联合国在网络空间全球治理中发挥主导作用。2011年9月,中国、俄罗斯等国向第66届联合国大会提交“信息安全国际行为准则”,推动信息和网络空间国际规则制定进程。中国积极参与《联合国打击网络犯罪公约》谈判进程。多年来,中国建设性参与联合国信息安全开放式工作组和政府专家组进程,并为确保两个工作组于2021年先后协商一致达成最终报告作出不可替代的贡献。这份最终报告重申各国应遵守《联合国宪章》、致力于维护网络空间和平,尊重各国网络主权,并就网络空间国家行为规范提出建议。最终报告还吸收了中方之前提出的《全球数据安全倡议》的一些重要主张,包括促进全球信息技术产品供应链的开放、完整、安全与稳定,倡导各国制定全面、透明、客观、公正的供应链安全风险评估机制并建立全球统一规则和标准等。此外,2021年9月中国国家新一代人工智能治理专业委员会发布《新一代人工智能伦理规范》。
解决网络空间国际治理难题需各方加强合作
网络空间国际治理的三大主题:一是网络空间国际治理理念的基本原则,是各国平等、公平正义、共享共治的共同价值,还是弱肉强食的“丛林法则”;二是网络空间国际治理的基本态度,是在尊重各国网络主权的基础上依法监管,还是在所谓网络自由的名义下放任自流;三是对网络空间秩序的基本立场,是维护和平稳定,还是动辄威慑、先发制人,甚至挑起冲突和战争。
上述三大主题演化出诸多前沿核心议题,如网络主权、国际法在网络空间的适用、数据安全规范、数据跨境流动监管、数据主权、新型数字鸿沟弥合、全球IT供应链的韧性、网络空间的公民隐私权保护及人权保障、对网络攻击实施具有公信力的溯源、网络重大突发事件的危机管理等亟待解决的重大问题。
当前,网络与信息技术自身的快速发展导致网络空间膨胀,卫星互联网的搭建、量子互联网的研发、海底光缆的更新换代以及快速发展的物联网技术等,都标志着人类社会全联网时代的到来,我们已经生活在充分网络化的现实与虚拟融合的世界。在网络空间国际治理进程中如何抢占未来制高点和新领域,如AI、区块链、数字货币、量子技术等,都需要包括主权国家在内的网络空间各行为主体加强合作。但以美国为首的西方国家在网络空间划界结盟,构建所谓的“网络空间民主联盟”。新冠肺炎疫情在推动各国加快数字化转型的同时,也加剧了网络安全的复杂性—网络空间中国家间竞争加剧、政府治理受到冲击、社会结构产生巨变。如何应对这些挑战?国际社会需要新智慧、新思维、新路径。
中国坚定推动网络空间国际交流与合作进程
坚定推动网络空间国际交流与合作进程,可从四个方面入手:一是坚持推广能被国际社会广为接受的网络空间价值观,习近平主席在第二届世界互联网大会上提出的“构建网络空间命运共同体”理念和网络主权主张即是网络空间国际治理中国方案的旗帜和基石;二是坚持推进国际合作,在坚持以联合国框架为主渠道和主要平台的同时,吸收其他国家和国际组织等多边各方的已有成果,找到最大公约数,画出最大同心圆;三是坚持达成基本规范,同国际社会各方围绕平台治理、数据安全、数据跨境流动、网络攻击溯源、打击勒索病毒、关键信息基础设施安全保护等多个热点难点问题进行密切沟通,尽可能达成共识,找到解决方案;四是围绕“构建网络空间命运共同体”理念,持续向国际社会推出最佳实践案例和具体推进路线图。以上四个方面,不仅体现出中国作为网络大国的使命担当,更反映出广大发展中国家的诉求。
虽然网络空间国际治理的形势复杂,但我们要坚定信心,在习近平总书记关于网络强国的重要思想指引下,团结国际社会,共同努力在网络空间国际交流与合作进程中架起一座互联互通、共商共建的“金桥”,让互联网更好地造福全人类,抵达数字文明的彼岸。
作者:张力 中国现代国际关系研究院副院长
来源:《中国网信》2022年第5期
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