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。

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　　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

古代王朝更迭时，前朝货币都去哪儿了？******

提及中国古代货币，人们脑海里不禁浮现出经典的“圆形方孔铜钱”模样。若是定睛一看，环绕着方形孔洞赫然有四个大字——“开元通宝”，再配上铜币上的点点斑驳，来自一千三百余年前的古朴与厚重感扑面而来，仿佛唐代物产琳琅满目、商客络绎不绝的景象都由这一枚小小的钱币所见证。

然而，开元通宝只能在唐朝使用吗？

今人的印象里，货币只是一个时代的符号，随着政权的更迭，这个王朝创造的货币也便逐渐埋入深窖，或是进入古玩收藏家的柜阁，不复流通。就好比在当下，谁也不会在市场上掏出一枚民国银元去买东西。

事实上，这枚唐钱也有可能流通于明代市场。晚明人姜绍书在笔记中写道：“余幼时见开元钱与万历钱参用，轮廓圆整，书写端庄，间发青绿砾斑，古雅可玩，背有指甲痕，相传为杨妃以爪拂蜡模，形如新月。”（《韵石斋笔谈》）依照此人的描述，开元钱居然能在明朝正常使用。

这样看来，古代货币的生命力似乎比创造它的政权顽强许多。那么同理，鼎鼎有名的汉五铢会不会也曾畅行于唐人的生活之中？那些印有年号的“通宝”在改元换代之后命运又如何？古代朝代更迭时，前朝的货币都去哪儿了？

五铢钱，凭实力流通七百余年

中国古代的货币，长期是一种“金钱本位”，即较大数额的交易使用黄金，较小数额则使用铜钱。因此，在人们的日常生活之中，铜钱往往更多地用作流通手段，也无疑更为重要。

以铜铸造钱币，在春秋战国时期才广泛流行起来。这一时期，列国形形色色的铜铸币，被学者归纳为四个体系，即布币、刀币、圜钱（也称环钱）和蚁鼻钱。公元前221年，秦始皇统一全国，他废除了六国那些奇形怪状的货币，秦国圆形方孔的“半两钱”成为全国通用标准。币制的统一，既是政治军事统一的结果，也是经济文化交往融合的诉求。

其实，秦国的货币也吸收了六国货币的一些特征，铢、两成为货币单位，圆形方孔成为货币的基本形制，并非始于秦始皇，是整个战国社会发展的结果。当秦半两成为全国范围内的标准，更多意味着一个时代的终结，而非新的开始。

秦二世而亡，西汉虽在一定程度上延续着秦制，“半两”之实已然不复：中国古代铜钱的名称，一开始是以重量命名，譬如秦的“半两”、汉的“五铢”。后来，这种名称渐渐和重量分离。秦半两原重半两，吕后二年（前186）就减为八铢，文帝五年（前175）减为四铢。按照“二十四铢为两，十六两为斤”（《汉书·律历志》）的标准来换算，这“半两”铜钱足足缩水了三分之二，掂量着手中铜币的重量，自然很难再将之与“半两”之名对应起来了。

西汉八铢半两钱。来源/中国钱币博物馆

而且，由于“秦钱重难用”，汉初允许民间私铸铜钱，那些坐拥铜矿的宠臣、诸侯也凭此机会一夜暴富。（《史记·平准书》）

譬如，文帝时期有个管船的小吏名叫邓通，和文帝关系很好，甚至在文帝病时，为他吸吮痈包。当邓通被人断言“当贫饿死”，文帝看不下去了，寻思自己怎么可能让邓通贫困致死呢？便大手一挥，将蜀郡严道的铜山赐给了他。邓通籍此私铸铜钱，“邓通钱”遍布全国，而他的财产也因此超越王侯。（《史记·佞幸列传》）后来七国之乱的头子吴国，也是“即山铸钱”狠狠地发了一笔。

这种民间铸币滥行，使得市场上的货币轻重不一，物价膨胀，诈伪肆意，管理十分困难：

又民用钱，郡县不同：或用轻钱，百加若干；或用重钱，平称不受。法钱不立，吏急而壹之乎，则大为烦苛，而力不能胜；纵而弗呵乎，则市肆异用，钱文大乱。（《汉书·食货志》）

对于统一的汉王朝来说，既有的货币制度显然已不再适应时代发展的需要。元鼎四年（前113），桑弘羊提出币制改革，为汉武帝所采纳。禁止郡国和民间铸钱，各地私铸的钱币需销毁，由朝廷授权上林三官铸造新的钱币——“五铢钱”。在此次之后，五铢钱得到大规模使用，一直到唐代以后才退出流通的舞台。

海昏侯墓中出土的大量五铢钱，多达300余万枚、重达10余吨。来源/南昌汉代海昏侯国遗址公园

尽管这漫长的七百余年中，五铢钱曾遭受过新莽“禁五铢、行新钱”的挑战，却依然保持着独一无二的地位。三国两晋南北朝时，铸五铢的例子也很多，而历朝铸造的五铢钱，在市场上也有混用的情况。蜀汉政权曾经发行过“直百五铢”，这种五铢的重量不过是蜀五铢的三倍，作价则是百倍，这就使得蜀汉政权能够以等量的铜换取以往三、四十倍的物资和铸币，果然，数月之间，蜀汉府库迅速充盈起来，为诸葛亮北伐等一系列对外作战奠定了财政基础。当然，这种抬高货币的价值而掠夺民财的做法，长此以往造就的经济后果也是显而易见的。

萧梁时期，梁武帝铸梁五铢，又铸造没有外郭的另一种钱币，称为“女钱”，并且多次颁布诏书，要求全国只能适用这两种新铸造的钱。然而，效果并不理想，民间流通依然以旧钱为主，“百姓或私以古钱交易”，当时市场上流通的钱币，有“直百五铢、五铢、女钱、太平百钱、定平一百，五铢稚钱、五铢对文”等，有不少都是前朝铸造的五铢钱种类。（《隋书·食货志》）此外，南北朝时期还出现了一些以年号命名的五铢，如“太和五铢”“永安五铢”等等。

不同时期、不同版式的五铢钱，自左上至右下分别为：西汉五铢、鸡目五铢、剪边五铢蜒环五铢、东汉五铢（背四出）、蜀汉直百五铢、北魏永安五铢、北齐常平五铢、南朝梁五铢(公式女钱)、隋五铢。来源/罗文华《中国钱币的故事》