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

世界需要怎样的人工智能？国际合作全球治理成为共识******

　　中新社北京12月5日电 (记者 孙自法)世界需要怎样的人工智能？12月4日至5日在北京举行的2021人工智能合作与治理国际论坛上，全球人工智能领域的思想领袖和实践者线上线下“云”集一堂，共商人工智能发展大计。论坛开幕式上，国际组织、政府部门和学术界代表就对人工智能的国际合作、全球治理形成共识。

　　联合国助理秘书长、秘书长技术事务特使办公室主管官员玛丽亚·弗朗切斯卡·斯帕托利萨诺表示，人工智能是联合国秘书长发布的《数字合作路线图》中提到的关键数字挑战之一。作为一项能够带来真正变革的技术，人工智能的应用也伴随着严峻挑战。在充分发挥人工智能益处的同时，需要在全球范围内进行更好的引导与合作。

　　她说，联合国秘书长在《我们的共同议程》报告中强调了要加强人工智能领域的全球监管，提议要建立一个由多重利益攸关方参与的全球人工智能合作新机构，特别强调要纳入全球南方国家及其观点的重要性。“我们必须共同努力建立普惠包容、反应迅速、且行之有效的全球合作架构，以此应对人工智能带来的各项挑战”。

　　中国科技部副部长李萌指出，中国秉持科技向善，高度重视人工智能治理。他认为，未来，人工智能治理要倡导敏捷治理理念，实现人工智能发展与安全的平衡；倡导包容共享理念，实现不同群体共享智能红利的平衡；倡导可持续发展理念，实现智能化与绿色化的平衡；倡导人类命运共同体理念，实现差异发展与合作共赢的平衡。

　　在中国工信部副部长徐晓兰看来，在“互联网+人工智能”的驱动下，人类的生活方式发生着深刻变革；在“工业互联网+人工智能”的驱动下，产业的生产方式将发生深刻变革，人工智能还将深刻影响社会治理的现代化进程。她说，中国工信部已组建智能传感器、智能网联汽车等国家制造业创新中心，推动北京等8个人工智能创新应用先导区建设等，未来还将携手相关各方，在共促人工智能持续健康发展、共建包容共享的人工智能治理规则、共创国际合作新局面等方面大力合作，为推动人工智能国际治理体系建设贡献中国智慧。

　　图灵奖得主、清华大学交叉信息研究院院长姚期智指出，随着人工智能与经济社会的相互嵌入，保持科学技术与经济社会发展之间的良性互动与协同越来越重要，这就需要做好人工智能技术开发、应用与治理之间的平衡。然而，人工智能对数字经济时代的隐私保护和数据安全也提出挑战，不断精进的算法、高效的算力和隐私保护是人工智能理论的新方向。他认为，“平衡包容”的人工智能治理体系的建构，将进一步释放人工智能的潜能，更大程度地保证人工智能的安全性。

　　作为本次论坛国际支持机构，联合国开发计划署驻华代表白雅婷表示，人工智能在疫情应对、抗击气候变化中都发挥着重要作用。与此同时，人工智能也存在算法偏见和侵犯个人隐私等风险。随着人工智能应用在世界各地愈加普及，需要就公平道德的人工智能治理体系的构建路径达成共识，国际合作至关重要。因此，要确保围绕人工智能开展的对话真正具有全球性，让每个国家都有机会发声。

　　“人工智能是第四次工业革命的标志性技术，智能时代的‘大门’已经缓缓开启。”论坛主办方、清华大学校长邱勇指出，人工智能治理必须协同多元主体、兼顾多维目标、融合多元价值，加强全球合作与对话，构建平衡包容的人工智能治理体系。大学作为人类科技文明的重要策源地，不仅要在人工智能基础理论与技术前沿努力突破创新，也要践行科技向善的文化理念，塑造良善的人工智能价值与伦理，推动建立科学合理的人工智能国际治理体系。

　　他说，清华大学高度重视人工智能领域的研究和教育，已先后成立人工智能研究院、智能产业研究院、人工智能国际治理研究院、智能社会治理研究院。清华大学将继续发挥多学科优势，努力在人工智能治理领域发挥更大作用。(完)