指哪打哪？外脚背射门时 夸雷斯马的脚扭得很偏！

体坛+记者小中报道

6月25日，葡萄牙队对伊朗，夸雷斯马一计天外飞仙式外脚背射门震惊世界。当时，“野马”用右脚外脚背施射。在空中，Telstar 18飞行了22米，用时1.1秒，时速高达72公里。它就像长了眼睛，就像被遥控着一样，旋转着，划出一道美丽的弧线，一直飞进伊朗队大门的右上角。

夸雷斯马为什么能打进那么漂亮、那么诡异、那么不可思议的进球？实际上，500多年来，加利略、牛顿和爱因斯坦等天才科学家都思考过与之相关的问题。但是直到十年前，感谢科学的进步和发展，这个问题才有了答案。

夸雷斯马外脚背射门瞬间。

击球脚越偏 球飞得越快 旋转得也越快

据加利略传记作者和学生文森佐·维维亚尼记载，1589年至1592年间的一天，加利略登上了比萨塔。意大利物理学家手里拿着两个球，他让它们从相同的高度坠落，以证明尽管两个球质量不同，但它们会同时落到地上。正是从那时起，物理学开始了解和研究物体运动，由此产生了一门新的学科，叫运动学。因此，夸雷斯马外脚背射门之谜的解开，有加利略的功劳。

而据NASA（美国国家航空航天局）的解释，夸雷斯马让皮球在空中划过的那道美丽弧线“是空气动力造成的”。NASA说：”要想对皮球产生支撑，使它不落地，所需要的所有东西不过是一个气流：就像飞机机翼的后缘襟翼（指飞机机翼最后段的那个部分或者是一些改装的汽车尾部的尾翼）制造出气流一样，旋转的皮球也会发生同样的情况。这一力量到底是怎么产生的，谈到细节很复杂。但这一力量取决于皮球的大小、它旋转的速度和踢球脚触球的力量以及空气的密度。“

皮球飞行时是否会旋转出一个弧线，则取决于踢球时触球的部位。美国马奎特大学物理学家肯尼思·S·门德尔松解释说：“足球的旋转运动取决于怎么踢它。直接踢到皮球的重心线上，皮球不会旋转。但偏离重心的一击会使它旋转起来。踢的那一下力量越大，击球的部位偏离皮球的重心越远，它飞得越快，旋转得也更快。”

下面这张照片是葡萄牙足协在其Instagram网站官方账号上发的，从这张照片可以看出，夸雷斯马的右脚所指的方向，大大偏离皮球飞行的路线。在完成那脚天外飞仙时，夸雷斯马得尽可能地把脚向里扭，以便使得他的右脚外脚背只是擦着皮球而过。这样，皮球才旋转得更快，它的飞行轨迹才更难以预测。

夸雷斯马右脚指向的方向，和皮球飞行的方向，之间的夹角有多少度？

上旋球和下旋球

接下来就是牛顿的贡献了。

有一天，牛顿去观看一场网球比赛。比赛中，他发现如果网球手挥拍从下向上击球，球就会旋转起来，并向上升。不过，到了对手半场，球就会突然下坠。如果网球手从上向下挥拍击球，球的旋转方向正好相反，到了对方半场，球不是下坠，而是上升。现在前一种击球方法叫上旋（topspin），后一种击球方式叫下旋（backspin，也叫回旋或倒旋）。

可对于物理学家来说，那个运动学原理叫马格努斯效应，它是由德国物理学家海因里希·马格努斯于1852年提出。当一个物体的旋转改变它的飞行路线时，就发生了马格努斯效应。

门德尔松说：“让皮球旋转起来，一名球员可以使它的飞行道路变弯曲，或者转弯。弯曲是由一个力引起的，它叫马格努斯效应，它是由旋转球体上面的空气的运动引起的。”

当空气从皮球上面经过，或者皮球在空气中运动时，在皮球的表现就会形成一个薄薄的空气层，它叫极限层。当空气流到皮球的后面时，这个极限层就不再能够再抓附在皮球的表面上。那时，就会转变成好多的漩涡。

门德尔松解释说：“结果就是皮球对空气施加一种力量，最终它就会以我们看到的方式飞到我们看到的方向。根据牛顿第三定律，在皮球上有一个空气的作用力，它导致皮球的飞行路线发生弯曲。”

面对夸雷斯马的天外飞仙，伊朗门将只能徒呼奈何。

压差是关键

在《我怎么看世界》一书中，爱因斯坦谈到了伯努利定律。他说：“流体中的一个分子沿着流动路线流动，当它的速度增大时，流体中的压力就会减小，反之亦然。”

换句通俗易懂的话说，就是：在一个流体系统中，比如气流、水流中，流速越快，流体产生的压力就越小，反之亦然。

当夸雷斯马让皮球沿着一个弯曲的弧线飞行时，他也让皮球开始以顺时针方向旋转，拖动它四周的空气。在皮球的下面，空气以与皮球向前运动所产生的气流相同的方向流动。而在皮球的上面，共有两股气流，其方向与皮球的前进方向相反。

因此，皮球下面的空气流动的速度更快，压力更小。皮球上面的空气流动得更慢，压力更大。这一压力差导致皮球沿着一个弯曲的轨迹飞行。

10年前，《物理世界》（Physics World）杂志曾这样解释这种现象：“因此，存在着力的不平衡。服从这种不平衡，皮球就偏离轨道了。”

从另一个角度看一下这脚射门。

而近日，麻省理工学院的一份研究报告则详细地对这一现象做了解释。它说：“随着皮球在空气中运行，气体在皮球四周旋转。碰倒皮球时分开的气流到了皮球后面又合在一起了。然而，由于皮球运行的速度比空气的速度要快得多，在皮球后面和分开的气流重新会聚的地方中间有一个空隙。皮球就像湍急河水中的一块岩石：河水在岩石周围分开，之后又会重新将它围拢，引起湍流。这个区域叫作‘皮球垫子’，它所指向的方向偏离皮球实际运行方向很远。”

“当我们看旋转中的皮球的后部时，我们可以看到一个有用的方向，它可以揭示皮球会怎么转弯。空气会抓在旋转皮球的表面上，就像它是由糖浆构成的。这意味着空气会在皮球的四周流动，其方向与皮球旋转的方向相同。这样一来，皮球左侧的空气就会被拖到右侧，就像它旋转的方向一样。”

“具体到夸雷斯马的进球，因为同样量的空气需要占据更大的空间，这就在皮球的左侧产生一个空气压力。由于皮球四周的空气更多地流向右侧，皮球本身就被迫向左侧旋转，以便填充由于旋转所产生的空隙。”