本月即将开打的 FIFA 世界杯有很多新鲜之处：举办地是美国、加拿大和墨西哥，这是世界杯首次在三个国家联合举办；参赛队伍也是历届最多。和过去半个多世纪的每一届一样，这届世界杯也将使用一款全新设计的足球。

　　这款新球叫 Trionda，由 Adidas 制造。一组专门研究世界杯用球物理特性的团队已经跟踪这个课题 20 年了，最近他们对 Trionda 做了风洞测试。

　　Trionda 只有四块拼板，上面印着红、绿、蓝三色的枫叶、绿鹰和星星图案，分别代表三个东道国，拼板表面刻有深槽纹路。风洞实验的结果是：Trionda 在某些方面比前几代有进步，但踢远距离射门时球可能飞得没以前那么远。

　　“简单来说，Trionda 可能会让超远距离的传球和射门吃一点小亏，但它会让技术动作干净的球员受益——球的飞行轨迹更可预测了，”团队成员约翰·埃里克·戈夫（John Eric Goff）说。他研究运动物理学，即将到普渡大学担任工程实践教授。“守门员、打长传的后卫、远射手——我觉得这几个位置最先能感受到区别。”

　　从 1970 年代起，Adidas 会为每届世界杯设计一款新球。头几十年主要改的是外观：1986 年墨西哥世界杯的球印了阿兹特克神庙图案，1994 年的球用了太空元素纪念登月 25 周年。结构上也有改进，比如升级了泡沫内芯、提高了防水性能，但基本设计始终没变——32 块五边形和六边形拼板缝在一起。

　　2006 年德国世界杯打破了这个传统。Adidas 推出的 +Teamgeist 球只用了 14 块弧形拼板，而且不再缝合，改用热粘合。戈夫说这种设计能更好地隔绝水分，防止球在比赛中越踢越沉。差不多从那时起他开始研究足球。之后这些年，Adidas 每届都在改——换纹路、减拼板——变化大到足以影响比赛，他和同事就一路跟着测。

　　球在空中怎么飞？

　　戈夫很早就发现，分析足球的飞行轨迹数据可以推算出它的阻力系数——这个数字决定了球在某个速度下飞行时受到多大的空气阻力。之后他开始和日本筑波大学的团队合作，每出一代世界杯新球就测一次，看设计变化怎么影响球的飞行。

　　实验方法这些年刻意保持不变。负责实验的浅井武（Takeshi Asai）教授说：“保持连续性很重要，这样新数据才能跟历史数据做比较。”具体做法是把球固定在一根金属杆上，连接到一台叫“力平衡仪”的设备。风洞吹出的风速从每秒 7 米到 35 米不等，跟真实比赛中球的速度一致，设备同时测量球受到的阻力和升力。

　　团队会用不同朝向来测，“但测不了太多次，因为一颗 Trionda 要 170 美元。”戈夫说，而且每测一次球基本就废了。拿到阻力系数随速度变化的数据后，戈夫再写代码模拟球的完整飞行轨迹。

　　从 2010 年的“妖球”说起

　　团队的分析一直追溯到 2010 年世界杯用球 Jabulani。这颗只有八块拼板的球当时被球员骂惨了，守门员们尤其愤怒，说它的飞行轨迹诡异到离谱。一名球员告诉《卫报》，这个球会“邪门地往下坠”。

　　Jabulani 的关键问题是：太光滑了。它在高速飞行时阻力系数确实低，但球速一降到某个临界点，阻力系数就会猛然飙升，球急剧减速，出现那种让球员崩溃的诡异轨迹。这种突变在空气动力学中叫“阻力危机”。球面越光滑，这个突变发生的速度越高；如果在球面上增加缝线、凹槽等纹路，就能把突变推迟到更低的球速才发生，让球飞得更远、轨迹更好预测。

　　“高尔夫球为什么有凹坑、棒球为什么有 108 条缝线，道理一样，”戈夫说，“没有这些粗糙的特征，这些球被打出去或扔出去的距离会短很多。球面上必须有某种粗糙度，才能把阻力危机推到更低的速度。”

　（来源：麻省理工科技评论）

　　新的深槽

　　戈夫团队的分析显示，2010 年之后每一代世界杯用球都在想办法把阻力危机推向更低的速度。比如 2014 年的 Brazuca 只有六块拼板，但缝线总长度反而更长，增加了表面粗糙度；今年的 Trionda 更进一步，只有四块拼板，每块上面还刻了三道深槽。

　　但粗糙度也有代价。戈夫团队发现 Trionda 的阻力危机出现在 2010 年以来最低的球速上——这是好事，但它在高速飞行时的阻力系数也比近几代球都高。也就是说，最剧烈的减速虽然推迟到了很低的速度才发生，但球在高速阶段本身就比前几代减速更快，结果就是远距离射门的落点可能会短几米。Adidas 没有回应置评请求。

　　好在球员们应该已经适应了。他们至少在几个月前就拿到了新球。戈夫还提到 Trionda 的设计跟 Nike 的 Flight 球很接近，所以平时用 Nike 球比较多的球员可能还占点便宜。

　　戈夫一直把团队的论文发给 FIFA 和 Adidas 的联系人，希望能提供一些参考。Adidas 过去也给他寄过球，Adidas 对每一款新球都有自己的测试，但不公开结果。《纽约时报》去年报道说 Trionda 的测试周期长达三年半，包括用机器人以特定速度踢球，以及在 16 个比赛城市中的 7 个做实地测试。

　　但在戈夫看来，足球是“全世界最受欢迎的运动，这是它最重要的赛事，而这场赛事中最重要的一件装备就是这颗球”。他说着举起了视频通话画面中摆在旁边的那颗 Trionda。“我觉得他们对外部测试的结果还是感兴趣的。”