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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

人工智能治理体系如何平衡包容？中外专家把脉建言******

　　中新网北京12月4日电(记者 孙自法)作为有望引领人类未来变革的一项战略性技术，人工智能(AI)近年来在快速发展并赋能千行百业的同时，也带来安全、隐私、公平等系列问题和挑战，人工智能治理概念应运而生，备受关注。

　　由清华大学主办、联合国开发计划署支持的2021人工智能合作与治理国际论坛12月4日在北京开幕，中国科技部副部长李萌致辞时形象表示，“我们现在正站在智能化社会的门槛上，人工智能这条大船正载着我们向智能化世界驶去，而治理正是随时校正大船航向，确保大船行稳致远”。

　　在随后举行的“如何构建一个平衡包容的人工智能治理体系”主论坛上，中外专家学者线上线下对话，把脉人工智能发展，聚焦治理体系构建。

　　中国国家新一代人工智能治理专业委员会主任、清华大学人工智能国际治理研究院院长薛澜提出，人工智能治理直面数据、算法、算力、场景等四大要素挑战，价值导向上要坚持人工智能技术安全可控的底线思维、维护个人权益尊严与平等的人本思维、人工智能赋能经济社会发展的发展思维和人工智能促进可持续发展的全球思维，遵循“和谐友好、公平公正、包容共享、尊重隐私、安全可控、共同责任、开放协作、敏捷治理”的治理原则，着重从“包容、共享、审慎、负责”价值原则来平衡人工智能治理中的发展和安全需求，形成人工智能治理机制的价值共识，推动实现全球协同治理。

　　关于“审慎”价值原则，薛澜强调，要对人工智能治理给出明确的安全底线，既不能放任不管，任其野蛮生长，也不能出现“一管就死”，避免矫枉过正。

　　世界工程组织联合会主席、中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克表示，人工智能是第四次工业革命的代表性技术，人工智能治理旨在促进具有人类价值的人工智能创新发展，以造福人类和地球，因此，人工智能治理应遵循人工智能发展规律，具有开放的多利益相关者共治的结构，应综合运用技术、规则、教育等多种工具，并有效植入到人工智能应用平台之中。他还特别强调，不仅要发展人工智能各式各样的应用技术，还要发展一批保护隐私和公平、加强监管的人工智能治理支撑技术。

　　联合国助理秘书长、联合国开发计划署政策与方案支助局局长徐浩良指出，人工智能不是万能灵药，它的好坏取决于使用人工智能的人及数据基础、治理标准。“我们需要全面地看待人工智能，需要跨越国界、跨行业和跨代际的合作，来制定必要的治理框架”。他说，国际机构和国家间的合作至关重要，联合国教科文组织最近通过有关人工智能伦理的提案，得到许多成员国的支持，这是积极的一步。联合国开发计划署已做好准备，为政府和其他利益攸关方构建人工智能治理框架提供支持，让人工智能成为推动可持续发展的重要力量。

　　“为什么我们需要一种新的、21世纪国际合作方式来治理人工智能？”卡内基理事会资深研究员、人工智能与平等倡议联席主任温德尔·瓦拉赫认为，首先是以数字和生物革命为代表的新兴技术正在重新定义人类的意义，并且重塑世界和未来前景；二是技术速度远远快于道德和法律监督到位的速度，新的人工智能部署的绝对普遍性和速度，颠覆了行业政府、传统机构以及与人们生活息息相关的社会技术结构；三是人工智能和机器学习存在基本控制问题，作为关键系统组建部署时会构成潜在危险。

　　他说，建立一个合作的人工智能国际治理机制，应该是敏捷的、适应性的、预见性的、响应性的、包容性的，“但是我们应该很清楚，如果没有中国和美国的参与，所有人工智能国际治理方案都只能是幻想。如果不大力转向国际合作，我们将无法成功度过未来几十年”。

　　“今天社会不仅仅是外卖小哥被困在算法里，我们每个人都被困在各式各样的算法里。”清华大学智库中心主任、智能社会治理研究院院长苏竣认为，人类即将从工业社会迈向以科技进步和智能技术为基础的智能社会，人工智能技术在颠覆性地重组人类社会的同时，也给人类社会的法律隐私、道德伦理、公共治理带来诸多严峻挑战。

　　他说，技术是中性的，算法是无辜的，在这场人工智能掀起的人类社会巨变中，需要科学的方法研究和应对科技发展带来的种种风险、问题和挑战。“开展人工智能社会实验、探索智能社会治理的中国道路”的倡议自2019年发起以来，经过两年多努力，已在全国有序展开，实现智能技术治理与智能社会治理齐头并举，将为构建有人文温度的智能社会作贡献。

　　加拿大国际治理创新中心总裁罗欣顿·麦德拉指出，人工智能治理体系在数据领域，要有全球所有国家都接受的数据伦理方面的标准，包括如何搜集数据、收集谁的数据、如何储存数据、如何整合数据、如何分析数据、如何加密、如何保证数据安全、如何使用数据等，“在全球层面共同创建普遍性的标准，它需要很多很多的努力，这就是我们这个世纪的治理挑战”。针对现在越来越多的全球价值链当中，因为机器的替代，很多工作机会被失去的问题，他建议由来自不同社会、不同文化或宗教背景的哲学家组建一个全球性委员会，来思考应对和解决之策。

　　清华大学人工智能国际治理研究院副院长梁正表示，当前，中国人工智能发展水平已跻身世界第一梯队，也肩负着参与国际治理规则制定的职责。因此，如何助力全球社会共同构建一个平衡包容的人工智能治理体系，需要进行系统思考，开展国际对话。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）