用物理知識踢足球

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）