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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

中央农村工作会议系列解读⑦节粮减损确保粮食安全 多措并举守护“无形良田”******

　　作者：周慧、麻吉亮、刘晓洁，中国农业科学院农业经济与发展研究所、中国科学院地理科学与资源研究所

　　强国必先强农，农强方能国强。近日召开的中央农村工作会议把保障粮食和重要农产品稳定安全供给作为建设农业强国的头等大事。会议强调：保障粮食安全，要从增产和减损两端同时发力，持续深化食物节约各项行动。我国粮食生产连年丰收，我国粮食需求刚性增长，资源环境约束日益趋紧，增产的难度和粮食供给保障压力越来越大。作为世界上最大的粮食生产国和消费国，减少粮食损耗是粮食安全保障的一个薄弱环节。节粮减损可以有效降低粮食增产保供压力，应成为提高粮食安全保障水平的重要着力点和补齐短板的重要举措。

　　一、要保障粮食安全，为何必须节粮减损？

　　党的十八大以来，党中央高度重视节粮减损工作，要求采取综合措施降低粮食损耗，坚决刹住浪费粮食的不良风气。习近平总书记在致国际粮食减损大会的贺信中指出，粮食安全是事关人类生存的根本性问题，减少粮食损耗是保障粮食安全的重要途径。开展节粮减损不仅可以节地节水、节肥节药，还有利于保护生态、减排降碳，助力碳中和目标和可持续发展目标的实现。为进一步降低粮食损耗和浪费，我国相继出台《中华人民共和国反食品浪费法》《粮食节约行动方案》，从立法和行动层面展开，聚焦节粮减损，在粮食生产、存储、运输、加工、消费各环节落实各项措施。

　　全球面临巨大的粮食安全压力，国际社会广泛关注粮食减损和浪费问题。据联合国粮农组织发布的《世界粮食安全和营养状况》系列报告中指出，2021年全球受饥饿影响的人数已达8.28亿；从收获到零售各环节，全球粮食损失率达14%，零售、餐饮和消费环节浪费率达17%，年损失达4000亿美元，相当于12.6亿人口一年的口粮。由我国发起并举办的国际粮食减损大会于2021年9月9日—11日在山东济南召开，得到来自阿根廷、巴西、法国、德国、意大利、墨西哥、美国、英国等二十国集团国家农业部长，以及来自巴基斯坦、柬埔寨、越南、智利、匈牙利、斐济、联合国粮农组织等50多个国家及国际组织的积极响应，减损与粮食安全问题受到前所未有的重视。

　　根据中科院研究团队测算，2014—2018年我国食物损失和浪费，年均总量为3.49亿吨，相当于浪费了6亿亩耕地的产能，这些耕地约占全国耕地面积的30%，约为黑龙江省耕地面积的2.5倍，约为山东省耕地面积5.3倍。其中，供应链年均食物损失量为2.91亿吨，占食物年均总产量的16%；餐饮浪费量年均为4500万吨，供应链食物损失量约为餐饮浪费的6.5倍。从供应链的不同环节看，生产后处理和储存阶段的食物损失最为严重，年均约为1.6亿吨，是餐饮浪费的3.5倍；其次是生产阶段，食物损失量年均为8200万吨，约为餐饮浪费的2倍。

　　二、如何实现节粮减损目标？

　　“采用可持续的消费和生产模式”是联合国可持续发展目标之一。结合这一目标，针对重点环节、重点问题，围绕粮食减损开展专项研究；从国家层面进行顶层设计，由国家发展和改革委员会、农业农村部等相关部门编制应对联合国可持续发展目标的“中国行动方案”。调动各方积极性，鼓励政府部门、加工企业、零售商、农户等不同行业、不同主体积极参与，制定具体的食物减损目标，编制供应链和消费端食物减损行动指南。针对重点环节、重点产品和重点区域进行食物损失减量化试点，加强示范和试点引领，总结、提升形成可复制、可推广的中国经验。

　　在现有G20峰会、“一带一路”高峰论坛等多边或双边框架基础上，由相关管理部门、企业和研究机构联合，每年定期召开一次粮食减损国内大会，实行部长-专家-企业等多层级对话。通过官方和非官方渠道，建立多元化长效沟通机制，打造国际化粮食减损交流平台，形成以中国为主导的国际食物系统转型的沟通平台，构建国际粮食减损长效合作机制。围绕食物损失与浪费，开展国际减损行动方案制定和合作。建议合作和工作内容主要包括：规范、准确地采集、汇总、统计、发布和共享食物损失与浪费的前沿信息等；定期总结食物损失与浪费的相关研究进展；评估食物系统绿色转型路径与可行性。

　　一方面推动和鼓励从田间到餐桌的节粮减损的技术研发，加大研发投入，聚焦在产后存储、运输、加工减损的薄弱环节与关键技术，加强新技术、新装备、新成果的应用。另一方面加强对米糠、麸皮、胚芽、油料粕、薯渣薯液等粮油加工副产物的有效利用，生产食用产品、功能物质及工业制品。对以粮食为原料的生物质能源加工业发展进行调控。

　　一是加大舆论宣传力度。节粮减损有助于传承传统美德，践行社会主义核心价值观。推动和引导婚宴从“爱面子”向“重文明”转变、由“讲排场”向“求健康”转变。二是开展科普活动，推动食育由相关部门牵头，针对不同群体，以食育为抓手，开展食育进校园、食育进社区、食育进机关等活动，引导社会绿色消费转型；以学校为主战场，结合不同年龄和学段的特点与目标，与劳动教育、美育、传统文化等相结合，鼓励有条件学校开设以食物节约为主题的特色课程。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）