煎蛋科学第7期：可以在月球上打羽毛球吗?

第7期，2018年9月30日，可以在月球上打羽毛球吗？

这周一是中秋佳节和国庆假期，边吃月饼，边打羽毛球，非常开心。场馆里面空调很足，每次打高球的时候顺风就全出界。羽毛球这项运动真是神奇，受风的影响太大，我记得有一年在韩国的比赛，田二贤一打孙完虎，田二贤一抱怨，整场比赛都是逆风，韩国体育馆肯定调了空调方向。这样的事就在网球和篮球比赛中就不太会发生，这两项运动也都可以在户外进行。既然羽毛球运动对风的要求那么高，那么到几乎没有风的月球上去打，是不是会好很多呢？

关于羽毛球这项运动，2015年在新物理学期刊上面的一篇文章详细的研究了球的飞行轨迹（Cohen, C. et al, New Journal of Physics, 2015）。羽毛球这项运动其实最开始是又中国的踢毽子引发的，后来由日本人做出了球拍，而现代的羽毛球则是在当年的英属印度被发明出来，还真是个亚洲人的运动，可能跟亚洲现在羽毛球水平这么高有点关系。这项运动有意思的地方在于，羽毛球并不是圆的，跟其他球好像都不太一样。羽毛球的球托比羽毛要重，羽毛球飞行的方向大部分时间和球托朝向一致，球拍击球后，球旋转跳跃一番，然后调转方向，这个过程一般不超过0.2秒，这个时间也叫做稳定时间。运动员大多数时候也都希望减少稳定时间，这样球可以飞的更稳。由于羽毛的存在，羽毛球在空中受到的阻力很大，离开球拍后，羽毛球以一定初速度向前飞行，受到空气阻力和重力。羽毛球在水平方向受到空气阻力，所以不断减速直到落地，在垂直方向收到空气阻力和重力，所以慢慢加速直到匀速或者落地。羽毛球上手球主动得分的方式一般是吊球，高球，杀球。吊球，英文是drop，意思就是球在网前迅速落地。因为球初速度向下并且不大，所以如果控制的好的话，水平方向速度在网球减到非常小，而垂直方向速度依旧很大，就形成了在网球迅速掉落的现象。杀球，因为是smash，一种迅速落地的下压球，主要在中场或后场落地。很多人觉得高球不是进攻球，其实平高球进攻性是很强的。高球，英文是clear，平高球是attacking clear。除了上手球，其实平抽和网前也很重要。新四大天王之一陶菲克就特别喜欢中前场平抽，据说也是他首先将平抽运用到单打当中。陶菲克反手特别好，平抽非常有利于他控球抢攻。目前现役选手桃田贤斗的网前球质量很高，通过高质量的网前球创造了很多进攻角度，在复出之后先后赢了林丹，谌龙，安塞尔森等一票世界前十的男单选手。刚刚我们说到运动员希望减小稳定时间。其实在网前球的处理中，球员反而是希望增加稳定时间。因为网前球特别是搓球，是下手球，并不能像杀球那样通过加速挥拍减小飞行时间。能增加对手击球难度的就只有让球不稳定，让对手无法准确判断击球位置。

那么到月球上，我们还能打羽毛球吗？这个问题其实是个脑洞，我觉得可以打，但是按照现在的规则应该很不好玩。月球的重力加速度是地球的1/6，所以球在空中飞行的时间更长。月球表面空气稀薄，几乎没有风，打球确实不受干扰。但是空气阻力大大减小，而空气阻力正是羽毛球运动的关键。月球上的大气压力，大概是地球上的10^-15，几乎可以忽略。有了空气阻力，羽毛球的球路才会有高球，杀球和吊球这一系列变化。没有空气阻力，羽毛球比赛会是什么样子呢？首先，发球肯定不能发高球了，只能发小球。发高球，因为没有空气阻力，非常难控制。球的飞行轨迹是一条抛物线，并且是1/6的重力加速度，很容易出界。如果运气好没出界，由于球速很慢，对手很容易移动到后场。在没有空气阻力的情况下，跳杀是根本接不住的。球会直线匀速下降，假设七十米每秒的速度，0.2秒就能够落地。那么，在月球上就只能发网前小球了。同样由于没有空气阻力，初速度需要非常慢才行，要不然会发成高球，根据刚才的第一点描述，对手可以随意跳杀得分，gg。对手也只能平抽，因为只要起高球，你可以随意跳杀得分。于是正常比赛基本就靠平抽，看谁更贴网，于是整场比赛会有很多球下网。专业运动员会主要练习打网带。滚网球应该是月球上羽毛球最有效的得分技巧。这样的比赛，你会看吗？

今天给大家讲了个脑洞，希望大家中秋和国庆过的愉快。其实最近有很多热门话题可以讲，比如黎曼猜想和获得诺贝尔医学奖的免疫疗法。黎曼猜想这个问题，对解析延拓和复变函数的要求太高，在一个音频节目里很难讲清楚。关于免疫疗法，相信主流媒体已经有无数的报道了。如果希望了解更多，可以关注诺贝尔奖官方网站，或者今年的医学奖得主Jim Allison在著名期刊细胞上近期发表的文章（比如PMID: 28803728）。有意思的是，Jim Allison使用他研究的一个重要的免疫检查点CTLA-4作为他的车牌号。今天的节目就到这里，如果你喜欢我们的节目，请推荐给对科学有同样爱好的朋友，如果你有想听的话题，请在音频下方留言，感谢大家收听，我们下期再见！