绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”？******

　　又到了四年一度的世界杯

　　不知道大家是否还记得

　　2018届世界杯中

　　葡萄牙和西班牙相遇的小组赛

　　C罗在最后时刻力挽狂澜

　　踢出被解说员叹为

　　“翩若惊鸿，宛若蛟龙”的

　　“C型”任意球，扳平比分

　　被踢出的球为什么会迅速升降？

　　又为什么会“拐弯”呢？

　　首先我们来了解一下任意球

　　任意球是啥？

　　任意球是罚球的一种。它是一种在足球（或手球）比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。

　　任意球分两种：直接任意球，踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分；间接任意球，踢球队员不得直接射门得分，球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置，以及人墙的站位，发任意球时需要用手触球，然后在裁判哨响后踢球。

　　香蕉球？能吃吗？

　　事实上，C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。

　　在1997年，在巴西对法国的一场足球比赛中，巴西足球运动员Roberto Carlos，在没有通向球门的直接路线的情况下，从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员，并在快要出界的时候急转向左，砸入球门。

　　图源：网络 香蕉球图解

　　球的突然拐弯让在场球员，特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮，最具标志性和最违反物理学定律的任意球，被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年，终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。

　　马格努斯效应

　　图源网络

　　当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。

　　图源：陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图

　　旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。

　　是不是听得云里雾里？

　　香蕉球轨迹

　　球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右，所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压，右侧产生高压，这样就导致足球存在横向的压力差，并形成向左侧的力。

　　图源：NKPhysics

　　根据物理公式，距离越远，速度越慢，球偏离角度也就越大。因此，我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻，会发生更剧烈的偏转，给守门员一个巨大的“惊吓”。

　　我也能踢出和C罗一样的球吗？

　　回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球，这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念，同时也混合了“电梯球”，即指大力踢出的足球，下落很快，像是从电梯上下坠，它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。

　　图源： 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”

　　葛惟昆教授解释说：“踢出电梯球的一大关键要素，就是球的初始速度要快。”要踢电梯球，球的初始速度应该接近150公里/小时，没错，就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。

　　图源：科学世界

　　研究人员在进行场景模拟时发现，要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙（假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排）成功射门，球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°～17°之间，也就是仅有2°的精度范围（在距离球门25米的位置，踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况）。

　　如果是足球，以每小时90千米的速度每秒旋转8转，球会在这个距离内弯曲3米以上。

　　图源见水印

　　而踢出弧线的关键在于，落脚点在偏离球心的位置，偏离球心的幅度越大，球的转速越快。有研究人员称，安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋，让马格努斯力倾斜向下发挥作用，从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。

　　资料来源：科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics

　　整理：董小娴

2022西湖论剑|谭建荣院士：为数据安全筑起更多防火墙、安全墙******

　　前沿技术在数据安全可控方面发挥着哪些作用？在2022西湖论剑·网络安全大会期间，中国工程院院士谭建荣就新兴数字产业、工业互联网、智能制造、区块链技术等热点话题接受了媒体记者提问，阐述了他对未来网络安全的思考。

　　记者：“十四五”规划指出要培育壮大网络安全等新兴数字产业，在新业态背景下，我们应该如何把握这个机遇，加速推动网络安全产业成长壮大和持续发展？

　　谭建荣：网络安全产业随着网络安全技术的发展而发展，网络技术开放了，网络技术推广应用了，网络安全产业就随之形成，并且壮大。网络技术的先进性是关键，只有具备先进的网络安全技术，网络安全产业才可能具有自主知识产权，才可能做到自主创新、自主可控。有了先进的网络安全产业，我们就形成了网络安全队伍，有了高水平人才，我们才能做大网络安全产业，做到可靠性、可用性、可信性、可控性，才能把网络安全技术应用好、推广好，才能做大做强网络安全产业。

　　记者：近年来数据泄露等网络安全事件不时发生，您认为各相关方应该怎样携手应对，才能确保网络安全、信息安全和数据安全？

　　谭建荣：网络安全本身就是“矛”和“盾”的关系。网络安全既有攻又有防，没有一劳永逸的网络安全。网络安全只有起点没有终点，我们要不断的追求网络安全技术的先进性，才能够有效进行网络安全的“攻和防”。网络安全既要攻得下，又要防得牢，所以这是一对矛盾，就是这对矛盾促进了网络安全技术不断提升、不断发展。只有掌握最先进的技术，才能防得牢。我们首先要有正确的网络安全观，在这个正确的网络安全观指导下，不断提升我们的技术，使我们的防护能力不断增强。

　　记者：您之前提到在工业互联网中数据是至关重要的元素，请您谈一谈数据对于工业互联网发展的重要性体现在哪些方面？

　　谭建荣：我们通过网络产生了工业互联网，把互联网技术用到工业领域，而在工业领域中很大一方面是制造业。在制造过程当中，从产品设计、加工、装配、销售、使用、维护全生命周期来看，每一个环节都产生了大量数据，我们既是大量数据的产生者，又是大量数据的利用者。工业数据，技术数据、管理数据、服务数据、商业数据，对每个企业来说都至关重要，企业的核心竞争力体现在产品上、标准上、自主知识产权上，而最核心、最底层的就体现在工业数据上。企业是行业的领头羊，也是行业的大数据中心，必须要掌握行业数据、发展趋势、商业模式的数据等。

　　工业互联网最核心问题是产生了大量工业数据，而工业产品加工生产的过程，既是数据利用的过程，也是利用数据产生的源头，在这方面同时要利用好、维护好、保护好这些数据。工业数据、数据安全、工业互联是一个三角形关系，每一个环节都必不可少。

　　记者：在智能制造转型升级过程中，需要不断推动智能化大数据创新。如何保障数据安全，推进智能制造又好又快发展？

　　谭建荣：智能制造过程，就是把人工智能技术跟产品实际制造技术融合起来，用人工智能技术解决产品设计、加工、装配、使用、维护等过程当中出现的技术问题，用人工智能提升产品创新能力，改善产品质量。在这个过程中，每一个环节都产生了大量数据，而人工智能一个重要方法就是深度学习，通过人工神经网络训练，用数据训练。人工智能、智能制造归根到底是数据挖掘、数据利用、数据演练的过程，在这个过程当中数据安全是非常重要的，这些数据在哪些行业中，在多大范围使用，给多少人使用，这些都涉及到数据安全。

　　第二个方面，在贸易过程当中，客户服务产生了大量商业数据、技术数据，也包括管理上的数据，这三部分数据安全使用的范围、使用的权限、使用的密码都有一整套管理方法。我们要把智能制造推向深入，必须要通过数据挖掘、数据训练，而在这个过程当中我们要把数据安全做的更好，筑起更多的防火墙、安全墙，这样企业才可以放心地用数据，客户也可以放心地用这些数据。

　　记者：区块链技术在数据安全保障中发挥了哪些具体作用？

　　谭建荣：区块链是基于零信任，把数据公开、透明、去中心化，然后再加密和进行权限管理。区块链技术在数据安全保护方面非常重要，区块链技术应用的最成功、最必要的是金融管理行业、投资融资行业，区块链是公开、透明、去中心化、权限分散等一整套管理制度。我个人理解，区块链技术是互相制约的一个机制，互相制约、互相约束，才能够做到数据安全。（姚坤森）