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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

深耕“试验田” 打造新生态******

深耕“试验田” 打造新生态

——江苏产业技术研究院牢记嘱托深化科技体制改革的探索

光明日报调研组

　　12月12日，江苏省产业技术研究院（以下简称“江苏产研院”）与世界顶尖的先进材料公司德国肖特集团，在苏州高新区签署“全球创新伙伴”合作备忘录。双方将通过“全球创新伙伴”合作平台，在开放创新体系内寻找更多应用场景，打破特种玻璃和先进材料的技术边界，推动材料创新、可持续发展和科技进步。

　　党的二十大报告强调“完善科技创新体系”“深化科技体制改革”。2014年12月13日，习近平总书记来到江苏省产业技术研究院调研。在同科技人员交谈时，习近平总书记说，“实现我国经济持续健康发展，必须依靠创新驱动。要深入推进科技和经济紧密结合，推动产学研深度融合，实现科技同产业无缝对接，不断提高科技进步对经济增长的贡献度。”

　　谆谆嘱托，言犹在耳。八年来，江苏产研院牢记习近平总书记重要讲话精神，围绕“持续为江苏产业发展供给技术”的建院初心和“科技体制改革试验田”的使命责任，在深化改革方面大胆探索，初步构建了集创新资源、产业需求和研发载体于一体，以企业为主体、市场为导向，产学研用深度融合的产业技术创新体系和生态。截至目前，江苏产研院在先进材料、能源环保、装备制造、电子信息、生物医药等五大领域布局建设了72家专业研究所，与江苏省细分领域龙头企业共建了243家企业联合创新中心，拥有各类研发人员超过12000人，累计衍生孵化1200多家科技型企业，转化6200多项科技成果，服务企业累计超过2万家。

　　2020年，江苏产研院正式搬入南京江北新区，在这片欣欣向荣的国家级新区的土地上，开启事业的新征程。日前，光明日报调研组一行前往江苏产业技术研究院、南京江北新区产业技术研创园、苏州相城区、中以常州创新园等地开展深入调研，梳理总结江苏产业技术研究院贯彻落实习近平总书记重要讲话精神的举措与成效。

科研人员小心放置超大样品进行断口观察。江苏省产业技术研究院提供

　　技术需求“引上来” 创新成果“落下去”

　　“习近平总书记的重要讲话，为我们根治科技与经济‘两张皮’的顽疾开出了好‘药方’。”江苏产研院院长、长三角国家技术创新中心主任刘庆认为，企业愿意掏钱来解决的技术需求才叫“真需求”。江苏产研院与细分领域的龙头企业成立联合创新中心，并调用研究所科研力量或海内外大学合作伙伴的资源帮助对接解决。

　　中国以色列常州创新园是首个由中以两国政府签约共建的创新示范园区。在常州创新园，调研组从一件医疗器械研发中感受到江苏产研院作为“桥梁”的重要性。“腔镜吻合器技术壁垒较高，市场主要由外资品牌主导。我们想开发一款多功能腔镜吻合器，却没有创新思路。”常州华森医疗器械有限公司联合创新研发中心办公室主任刘宇欣说道。2021年，江苏产研院与华森医疗共建医疗联合创新中心，成功对接以色列创新机构，达成了“一次性使用腔镜下多功能通用型吻合器”技术研发合作，现已开发出全新一代吻合器并完成了样品落地。这款产品更贴近临床，有助于提高手术安全性，且更适合中国市场需求，一定程度上改变了吻合器市场被外资品牌主导的局面。

　　江苏产研院目前累计共建243家企业联合创新中心，挖掘技术需求1043项，企业意向出资金额36亿元。通过专业化方式提炼、分析和论证企业技术需求，江苏产研院把“企业语言”转化为研发机构看得懂、可以做的“科研语言”，同时依托研发载体、重大项目公司、项目经理团队、海内外战略合作机构和省研发型企业等创新资源，协助企业达成技术合作406项，合同总额超过12亿元。

　　刘庆表示，产业技术创新不是无指向的自由探索，江苏产研院通过把行业技术需求“引上来”，让创新成果和项目“落下去”，实现全球创新资源与关键技术需求有效对接。

　　在江苏产研院展厅的展柜中，有十几片指甲盖大小的芯片。它们看起来并不起眼，可是意义重大。2020年新冠肺炎疫情暴发后，呼吸机一度成为紧缺医疗物资。呼吸机用压力和压差传感器是呼吸机控制系统的核心部件，相关传感器芯片长期受制于海外巨头企业，面临较大断供风险。为此，集萃集成电路创新中心设立“呼吸机用传感器国产化联合攻关”项目，以揭榜挂帅和定向任务结合的方式实施，经过近14个月的努力，完成了呼吸机用传感器芯片的研发，并形成了自主知识产权，在需求提出企业鱼跃医疗同类呼吸机中批量应用，成功解决呼吸机用传感器芯片国产化替代问题。

科研人员对试验样品进行纳米加工。江苏省产业技术研究院提供

　　在调研中，调研组注意到比较医学研究所研发的“斑点鼠计划——引领基因敲除小鼠模型产品化新时代”。目前，研究所基因工程小鼠资源库模型创制能力超过6000例/年，拥有自主知识产权的小鼠品系总量突破2.2万例，资源保有量位居全球第一。

　　据介绍，比较医学研究所是南京大学医学院教授高翔团队与江苏产研院和南京生物医药谷共同合作的研究载体，于2018年9月按照江苏产研院的“多方共建、多元投入、混合所有、团队为主”研究所建设模式建立而成。2022年4月25日，比较医学研究所于科创板上市，成为江苏产研院体系首家上市的专业研发载体。

　　“比较医学研究所的成功上市，得益于‘团队控股、轻资产运行’的专业研究所建设运营模式。”刘庆介绍，所谓“团队控股”，是由地方园区提供研发场所和设备，团队、地方园区和江苏产研院共同现金出资，组建团队控股的轻资产研究所运营公司，研发收益归运营公司所有，增值收益按股权分配。

　　打通从“科技强”到“产业强”的通道，江苏产研院不断探索体制机制的创新。“2017年以来，我们探索‘拨投结合’模式，就是要为战略性全局性前瞻性的国家重大科技项目护航。”刘庆介绍，“拨投结合”就是依托财政资金支持，先以科技项目立项拨发资金，帮助团队承担早期研发风险，在项目进展到可以进行市场融资时，再将前期的项目资金按市场价格调整为投资。目前该模式已支持了约50个填补国内空白的重大项目，其中10多个项目已经得到社会资本的认可。

　　编织一张引领新兴产业发展的“巨网”

　　江苏产研院一楼大厅内，一张“研发载体分布图”引人注目：13个设区的市、72家研发载体，涵盖信息技术、先进材料、制造装备、生物医药和能源环保等领域。在科技体制机制改革的推动下，江苏产研院正编织起一张引领江苏新兴产业发展的“巨网”。这张网下，是万名科研人员的铺路筑桥、协同攻关。

科研人员为青少年进行科普教育。江苏省产业技术研究院提供

　　“这块‘试验田’的首要目标，是集聚专业研究所和重大集成创新平台。”刘庆告诉记者，江苏产研院主营业务之一就是集聚创新科技力量搭建科研与产业间的桥梁，建设全新体制的专业研究所。江苏产研院创新提出与各类产学研主体共同建设新型研发机构，通过“合同科研”等改革举措，力求科研“顶天”、服务“立地”。江苏产研院实行理事会领导下的院长负责制，管理团队面向全球招聘，不设行政级别……这种“既非政府机构又非事业单位，既非高校院所也非成果转化中心”的模式，也被业内戏称为“四不像”。

　　调研组来到苏州相城区的江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，该公司总经理介绍，研究所核心团队控股超过60%。通过深化“团队控股”模式运用，以研究所占小股、核心团队占大股的形式孵化企业，衍生了一批在市场上初露锋芒的明星企业。2021年，6家产业化子公司累计融资达7900万元，累计估值达7亿元，实现融资额与估值额双超预期。

　　实现高水平科技自立自强，归根结底要靠高水平创新人才。江苏产研院致力于探索“聚才、用才、励才、育才”的有效机制，形成了一座从产业基础人才、研发骨干人才，到产业领军人才、顶尖人才的集萃人才体系“金字塔”。自2015年开始选聘项目经理以来，江苏产研院共聘请246位领军人才担任项目经理，其中国内外院士20余人，并以才引才，由项目经理集聚超过1000位高层次人才。建设“集萃大学”，培养未来人才，与70余家国内知名高校院所建立合作，以产业真需求、技术真难题作为培养课题，坚持“项目制”“多平台”“双导师”“全过程”的培养机制。

　　“企业是创新的主体，高校是创新的源泉，但企业创新需求与高校科研院所人才培养和科学研究之间又存在着巨大的鸿沟。”江苏产研院副院长郜军表示，“为产业提供技术创新支持和技术服务，本身也是我们的职责和使命。”

　　2019年，江苏产研院启动了与国内高校开展产教融合联合培养集萃研究生工作。与西交利物浦大学、中国矿业大学、南京工业大学先后共建集萃学院，有力推动了教育链、人才链和产业链、创新链的融合发展，通过人才培养带动产学研用对接合作。近三年共联合培养集萃研究生5000余名。既解决了产业技术需求和人才需求，又促进了产业链与创新链的深度融合。

　　“西浦－集萃学院创立一年多来，最大的突破点在于真正走出了一条产学研融合的道路，让硕博研究生的培养与企业的研发、技术的创新、长三角经济发展的要求结合起来。”西交利物浦大学助理副校长、西浦－集萃学院执行院长马飞表示，随着技术的迭代更新，许多科研项目都需要学生拥有交叉学科背景，难点在于如何实现专业贯通性，“‘集萃研究生’的联合培养方式让学生有更多机会凝练行业中的科学问题，提升自身综合能力，从而成为高水平的复合型人才。”

位于江苏苏州相城区的长三角先进材料研究院。江苏省产业技术研究院提供

　　构建以江苏产研院为战略资源“策源地”，院地合作平台为创新服务“根据地”的区域合作新格局。产研院全力服务苏南国家自主创新示范区建设，巩固深化与南京、苏州合作绩效，持续深化与无锡、常州等地合作，不断开拓与苏中、苏北地区合作，实现省内13个地级市合作全覆盖。

　　“5年多来，6家与江苏产研院共建的研究所（研究公司）在苏州高铁新城相继成立，涉及先进材料平台、催化材料、自动化系统与装备、脑机融合智能技术、精密仪器和有机功能材料等领域，累计引进衍生孵化企业62家，总营收累计近4.9亿元，总税收累计近2500万元。”苏州高铁新城管委会副主任王海峰表示，自从与江苏产研院开展合作，通过高科技资源导入，逐渐推动高铁新城成为科技体制改革的“试验田”。据介绍，苏州高铁新城与江苏产研院的合作秉承“研发作为产业、技术作为商品、公司化运作、市场化机制”的创新发展理念，坚持合作共赢、收益共享的原则，加速了顶尖人才和科技力量的集聚。

　　江苏产研院还联合南京大学与盐城共建水环境工程技术研究所，实现了高校、地方优势资源互补，并为南大提供成果转化平台，强化科技成果同产业对接、创新项目同现实生产力对接。该所副所长王津南表示，自组建以来，研究所与南京大学一同攻克了精细化工行业氯化钠废盐资源化集成技术研发、高效厌氧反应器研制及推广应用等难题，帮助地方政府及企业解决了化工园区综合整治、城市黑臭水体及河流生态修复等重大需求。

　　在昆山，江苏产研院持续深化“两岸产业升级促进中心”建设，启动首期规模1亿元的引导资金池；在常州，与常州市人民政府、武进区人民政府共建中以产业技术研究院；在宿迁，与泗洪县共建省产研院产业技术转化基地和企业联合创新中心。在泰州，与市政府合作建设泰州市产业技术研究院，助力地方产业转型升级和创新人才集聚。

　　为科技和产业创新探索新路径、打造新样板

　　迈进全面建设社会主义现代化国家新征程，习近平总书记赋予江苏“在改革创新、推动高质量发展上争当表率，在服务全国构建新发展格局上争做示范，在率先实现社会主义现代化上走在前列”的光荣使命。江苏产研院在新型研发机构运行、科技产业对接、提炼企业需求、提升科研人员收益等领域成功进行了大刀阔斧的改革，以体制机制改革创新实践，塑造了产学研用深度融合的产业创新体系，营造了高效率、有活力的产业创新生态，为我国科技和产业创新探索了“江苏路径”，打造了“江苏样板”。“先投后股方式支持科技成果转化”“科教融合培养产业创新人才”两项改革举措，已成功入选国家“全面创新改革年度任务清单”。

　　在全国首次提出“团队控股、轻资产运行”的专业研究所建设运营模式。该模式让团队既拥有研究所的运营权，还拥有研究所成果的所有权、转让权和收益权，极大激发了团队积极性。这一体制机制上的改革，彻底解决了事业单位经营业务受限、知识产权权属不清和单位发展内生动力不足等问题，着力破除制约科技创新的思想障碍和制度藩篱，初步建成了以市场为导向、企业为主体、产学研用深度融合的产业技术创新体系。

　　项目经理制有助于吸引产业领军人才创业。实行项目经理制，赋予项目经理组建研发团队、决定技术路线、支配使用经费的充分自主权。同时派专人服务项目经理团队，提供专业化的市场调研、商业模式论证以及项目落地资源对接等服务，帮助项目经理完善团队结构、明确首批研发项目等。以项目经理为核心，同时辅助市场运营，真正实现了专业研发与市场开发的有益结合。

　　市场化运作有助于构建科技创新金融生态。利用财政给予的产业技术研发专项资金，助力研发载体通过市场化运作引进创新资源。其成立全资子公司江苏省产业技术研究院有限公司，主要功能定位是配合江苏产研院的战略目标，构建科技创新金融生态。参股江苏产研院建设的重大集成创新平台和研究所运营公司，参股江苏产研院孵化的具有行业颠覆性、前瞻性或解决卡脖子问题的创业企业，助力江苏产研院体系内重大集成创新平台和研究所建设公共研发平台、专业孵化器、天使投资基金“三位一体”的创新微生态。通过海外全资子公司参股北美、欧洲、以色列等海外孵化器平台，以资本为纽带为江苏产研院引进各类创新资源。市场化运作，有助于形成科技创新金融生态体系，促进资金、信息、技术在主体之间流动与循环，促进科技创新与发展。

　　针对性合作有助于构建区域协同创新格局。产业技术研究最终需要服务于地方，地方的差异性决定了合作的差异性。江苏省内区域性经济发展差异较大，产业类型不同，对技术、产业的需求有很强的需求但差异较大。江苏产研院针对不同区域的产业形成了不同的合作模式，已实现与省内13个地级市合作全覆盖，基本形成了一市一重点、一区一特色、一园一产业区域协同创新格局。

　　开放性视野有助于服务国家重大发展战略。2021年，长三角国家技术创新中心揭牌，江苏产研院作为核心力量参与了创新中心的建设，推动创新资源实现更大范围流动。立足江苏制造业发达、科教资源丰富、开放程度高等优势，致力于成为促进长三角区域高质量发展的核心引擎。目前，江苏产研院体制机制创新经验正走出江苏，将“三省一市”在科教资源、产业基础等方面的优势转变成长三角科技创新的整体优势，探索建立一体化高效管理运行模式，为整个长三角地区产业注入新的活力，支撑长三角地区高质量发展。

　　（调研组成员：光明日报记者苏雁、见习记者李健，江苏区域现代化研究院院长、江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员李扬，江苏省社会科学院社会政策所所长、江苏区域现代化研究院常务副院长张春龙，江苏省社会科学院社会政策所助理研究员查婷俊）

　　《光明日报》（ 2022年12月23日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）