说足球之前，咱们先来说说高尔夫球，因为它有一个让人年夜跌眼镜的现象：越是滑腻的高尔夫球，越是飞不远。
相差可以有多年夜呢？划一用力的环境下，粗拙球的飞翔距离可所以滑腻球的5倍！
这其实是有违人们的正常认知，我们都认为，球形是最完美的形体，概况越是滑腻，则在飞翔的过程中，球面与年夜气的摩擦就越少，划一用力的环境下，理应飞得越远。
可是，高尔夫球不是如许。
早前，角逐用的高尔夫球，其里面是用羽毛填充，再用皮革包裹起来，如许的球很难做出尺度的球体。1898年后，高尔夫球的建造材料逐渐被橡胶替代，但人们却在这时发现了一个奇异的现象：利用时候越长的球，打得越远。
这引起了那时人们的好奇，颠末试探，终于找到了原因，本来，用橡胶的做的新球，其概况十分滑腻，而利用时候很长今后，其概况的橡胶要么有的处所开裂了，要么就是有的处所磨损了，总之就是，球面半斤八两粗拙。
这让人们意识到，高尔夫球的概况越是粗拙，打得就越远。所以，后来的高尔夫球概况不再是滑腻的了，而是布满无数的"小酒窝"。
图片作者：Wolfye
高尔夫球的变迁（图片来自1919年出书的《高尔夫50年》一书）
此刻出售的高尔夫球，其概况年夜约有250-450个"小酒窝"，最高记载是在一个球上有1070个小酒窝。
任教于浙江年夜学38年的毛根海传授，其在所著的书《奇奥的流体活动科学》一书中，有这么一个数据：
划一前提下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞翔中所受到的阻力只有滑腻球的一半，而飞翔距离是滑腻球的5倍。
问题来了，为什么粗拙球比滑腻球飞得更远？原因很简单，先来看一个例子。
1968年，阿波罗8号飞船返回地球年夜气层时示意图（图片来自NASA）
如上图，飞船在返回地球年夜气层时，因为速度极高，飞船前方与年夜气猛烈抵触触犯，压力极高，反过来呢，后方的空间，压力很小，这是因为飞船高速下落时会排开空气，后方空气少了，压力当然就小了。尔后方压力小会发生一种抽吸的力。
物体在流体中活动时，前后压力差所带来的阻力就叫做"外形阻力"。
现代核潜艇为什么全利用"水滴型"外形？这也是为了削减外形阻力。
若您经常看"科普中国"寒木写的文章，您可能会记得，在《核潜艇在哪儿跑得更快？深海仍是水面？良多人之前都错了》一文中，我们切磋了潜艇多利用"水滴型"外形的当作因。
如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最年夜，原因是厥后方的"低压区"面积最年夜，第二个球体的低压区有所削减，直至底部的水滴型，其外形阻力最小。
也就是说，不异前提下，要想削减阻力，一个最有用的是：想法子削减厥后方的低压区面积。
但高尔夫球总不克不及像核潜艇一样，也做当作水滴型，怎么办？经由过程流体力学尝试，人们发现，滑腻的与布满小酒窝的球比拟，后者发生的低压区面积更少。
图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott。
球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的感化，这使得光滑的气流能顺着球体概况延长到更靠后的位置时才发生分手。
守门员的恶梦
率土同庆（图片来自Shawn Smith）
"率土同庆"，这是2010年南非宿世界杯指定用球，这也是一个饱受非议的足球。
"它像个精神病。"有球员如许说。
"这个球是超天然的。它的轨迹很奇异，似乎它不喜好有人踢它。"有球员如许说。
"它是个地摊货！"有球员如许痛斥。
…………
…………
无疑，率土同庆足球是比来几届宿世界杯中，最饱受攻讦的一个足球。
而在它还方才面宿世时，出产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完当作，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。
不幸的是……
"对足球而言，最主要的一点是粗拙度。" BBC采访空气动力学家梅塔博士时，梅塔博士如许说，"粗拙度的大小，决议了呈现'蝴蝶球效应'的最佳临界速度是几多。"
所谓蝴蝶球，这是指棒球赛中的一种球路。其特点是，投手投出的球，速度一般般，但这是为了尽量削减球在飞翔中的扭转，以便造当作不不变和无法展望的活动轨迹。
如上图，拿着球棒的打者面临飘忽不定的棒球，最终傻眼。
足球上的"喷鼻蕉球"现象，要求足球扭转的足够快，如斯才能让足球绕过人墙，射进球门。
但棒球上的"蝴蝶球"效应却要求投出的棒球尽量不扭转，这是为什么？
棒球（图片来自Olsin.se）
棒球上面有缝线，在飞翔过程中，气流颠末缝线时，会发生更多湍流，因为摆布不合错误称，湍流增添了棒球侧面的偏转力。
从头至尾流摆布扭捏，飞翔飘忽不定，如飘动蝴蝶，故名"蝴蝶球"。
图片来自Pallo valmiina
常规足球凡是将32块球面经由过程缝线拼合而当作，缝线的总长度以及缝线的深度决议了足球的滑腻度，缝线越多越粗拙。
常规足球一般在48公里每小时球速时才会发生最年夜化的"蝴蝶球效应"。
而率土同庆足球，因为其总缝线长度很短，导致其当作为那时最滑腻的足球，颠末空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，率土同庆才会发生最年夜化的蝴蝶球效应，而80公里摆布时速恰好是射门，以及肆意球的典型球速。
以上，就是率土同庆饱受攻讦的原因。
2014年的巴西宿世界杯，其指定用球是"桑巴荣耀"。来自谢菲尔德哈勒姆年夜学的研究人员肖宾博士，它颠末测量后发现，对于球面缝线接合处的深度，桑巴荣耀是率土同庆的3倍多[1]。
别的，率土同庆的接合线总长年夜约是203厘米，而桑巴荣耀缝线总长度高达327厘米。
增添缝线长度以及缝线的深度，目标就是为了增添足球的粗拙度。
在接管BBC采访时，肖宾博士说：概况粗拙的足球飞得更远，在高速射门时，发生的蝴蝶球效应越少。
俄罗斯宿世界杯指定足球
图片来自ДмитрийСадовников
本届俄罗斯宿世界杯的指定用球是"电视之星"（英文名Telstar 18），显然，因为有了率土同庆足球的教训在先，新球"电视之星"应该不会再被球星们骂当作是精神病、地摊货等等。
研究人员测量了电视之星接缝长度，发现它比桑巴荣耀的接缝长度多了30%，为避免过分粗拙，电视之星的缝线深度有所削减[2]。
"本年的球与以前的球不会有太年夜的分歧。"来自林奇堡弗吉尼亚年夜学的物理学研究人员说。
而日本筑波年夜学的研究人员则将新球放进风洞进行尝试，他们发现，新球的空气动力特征与桑巴荣耀相似。
如上，本届宿世界杯用球应该是没多年夜问题。然而，对于通俗公共，尤其是男性球迷们来说，这个球最年夜的不足是球面的马赛克斑纹，这太欠好了。
马赛克臭名昭着，这是人所共知的。
最后，祝大师看球兴奋！
参考资料：
[1]Alejandra Martins《Brazuca:Secrets of the new World Cup ball》
[2]Marcus Woo《New 2018 World Cup Ball Passes Wind Tunnel Tests》