世界杯决赛在即,来点⾜球发疯⽂学?

作者: 不爱物理的⼩明

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-12-18 10:59:16

本文讨论了世界杯决赛的看点,并从物理学的角度分析了⾜球的构造和相关物理原理,包括⾮欧⼏何、超导体、团簇以及⾜球⽐赛中的物理现象。

今天晚上⽕热的卡塔尔世界杯就迎来了决赛,今年最⼤的看点莫过于是阿根廷复仇成功?还是法国卫冕冠军?

作为⼀个假⾜球粉,朋友圈⾥世界杯的赛事咱也看不懂,咱也不敢问。我认为早餐加点酱油更好,所以从今天开始好好学物理吧!

弯曲的⾯藏不住我想穿越的⼼。⼩编已经三天三夜没有合眼了,每天盯着⾜球想着总得和⼤伙说点什么,可是话总得有个头啊,想来想去只有四个字:⾮欧⼏何!

众所周知,在平⾯中从⼀个点辐射⼏条直线,形成的⻆的和总是360度。由于六边形的内⻆为120度,所以只⽤正六边形就可以铺满整个平⾯。⽽⽤正六边形和正五边形就⽆法铺满平⾯。但是我们观察⼀下⾜球的构造,可以发现,⾜球是由正五边形和正六边形拼接⽽成,也就是说⾜球上⼀个“顶点”周围的⻆的和⼩于360度。这是在平⾯⼏何中⽆法理解的存在。我们称之为⾮欧⼏何。

在了解这个概念之前我们先回顾⼀下“欧⽒⼏何”,欧⼏⾥得在⼏何原本中提出了五⼤公理。公理不需要证明就可以认为是正确的。但是由于第五条公理如此复杂,许多年来⼏何学家就质疑第五公理是不是真正的公理。在对第五公理质疑的过程中,19世纪,俄国数学家罗巴切夫斯基和匈⽛利数学家鲍耶分别独⽴提出了后来被称为双曲⼏何(罗⽒⼏何)的⼏何定理体系,从⽽发现第五公理不能被证明。

⻓成⼀个超导体⼜不是我的错。⾮欧⼏何我们先浅尝辄⽌,怎地我⼀个学凝聚态物理的⼩编不聊点凝聚态物理倒显得委屈了它。在微观世界中,有⼀种⻓得和⾜球⼀模⼀样的分⼦,被称为⾜球烯,它是由60个碳原⼦组成的球形分⼦。也被称为富勒烯、C60。

平凡的布料拼接出不平凡的我。众所周知,⾜球是由20块⽩⾊的正六边形和12块⿊⾊的正五边形拼接⽽成。如果我们将这些不同颜⾊和形状布料看成不同的原⼦或分⼦,这不是原⼦世界的团簇嘛!

滚来滚去还能这么有理?在⾜球⽐赛中,带球传球都是很重要的技术。踢球过程中脚与球之间的弹⼒本质上是原⼦间的排斥⼒,属于电磁相互作⽤⼒。

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