黃淑芬
2017年12月18日,清華大學教授葛惟昆在演講大會上用專業的物理學知識,分析了足球制作的材質與表面狀態、點球的進球率、“電梯球”急速下墜原理、同一初射角和不同初速的比較等,得到了很多球迷的關注,也讓葛惟昆教授迅速走紅。
從20世紀90年代開始,每次看球賽,葛惟昆都會在筆記本上畫下每支球隊踢球、進球所經過的路線,還畫出了足球落下的狀態和圖形。然后,他親自到球場上,按照筆記本上記下的踢球的樣式反復做試驗。
葛惟昆從物理學的角度研究足球緣于一場中國隊預選世界杯的比賽。那場比賽,盡管中國隊拼盡了全力,但還是被攔在了世界杯的大門外。葛惟昆不禁在心里問了無數個為什么。中國是足球的發源地,中國隊究竟缺少什么呢?是技術、還是體力……
他帶著這些問題走進球場,仔細研究。他一次次將足球踢起,記錄球的角度以及下落的速度。他發現,初射角同為45度,卻有著不同的初速。他把得出的數據畫在坐標上,拋物線讓“同一初射角,不同初速的比較”一目了然。
那段時間他專注于自己的足球物理學研究。有一天,他已經上床休息,但靈感忽然涌出,他顧不上冬夜的寒冷,起床披上衣服,在書桌前不停地寫寫畫畫起來。為了提高說服力,第二天他又去球場一邊踢球一邊改進研究出來的數據。
用物理學的角度去踢球,真是聞所未聞,所以他的做法被體育系的老師認為是“紙上談兵”。最后,他拉上體育老師到球場上驗證,只為證明他的答案是對的。
2014年,他根據多年論證得出的數據制作了一部名為《足球運動與科學》的視頻課程。課程里對各種球進行了詳細的分解,比如什么叫“香蕉球”,為什么它會以詭異的弧線拐進球門呢?為了論證這個“香蕉球”,葛惟昆坐在電視機前反復仔細地看貝克漢姆是如何踢“香蕉球”的。從起腳到踢出球,再到球拐進球門,通過觀察時間與速度,葛惟昆準確地計算出一組組數據。得出數據,他又馬上去球場進行實驗。經過千百次的親身體驗,他終于知道了旋轉的球體在飛行中是因馬格努斯定律產生了偏轉。所以,“香蕉球”就能夠拐進球門。
而“電梯球”是通過腰部和小腿發力,讓足球的初速度很快但同時不要旋轉,最后突然落下。“電梯球”看似輕松,但在球場里的操作中,葛惟昆發現腰部和小腿發力,還是不能用同等的力,否則不是球的速度快了就是球體旋轉了。為了這個“電梯球”,葛惟昆腿上傷痕累累。最后,憑著韌性,他終于把這個難關拿下。
葛惟昆在清華大學召開了演講大會。演講一播出,馬上得到了學生們如潮的好評。用物理學知識來踢球,猶如冬天里吹來一股春天的風,給人帶來新奇感,在知識上讓人有豁然開朗的感覺。
(裴金超 摘自《遼寧青年》2018年第5期 圖/瘋子馬達、Sally)