5個小時前,2026國際足聯世界杯的第一場比賽在墨西哥城的阿茲特克體育場打響。墨西哥隊以2:0拿下南非隊。令人無語的是,這場比賽創下了世界杯揭幕戰紅牌數紀錄,南非2張、墨西哥1張。
這場比賽上,我們也第一次看到了比賽用球Trionda(三重浪)在實戰中的表現。是的,今年世界杯又啟用了一顆新球,也是歷史上拼接片數最少的球,只有4片。
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為什么每一次世界杯都要換新球?是追求“更好用”,還是因為FIFA和足球供應商阿迪達斯想多掙點兒錢?(如果你想看價格,可以拉到文章最后。)
一顆新足球的第一步:做個球
制造足球,要點是將一系列平面的裁片組合在一起,形成的多面體越接近球形越好。所以人們往往會從正多面體開始設計。
一顆好足球,應該盡可能高度對稱,這樣無論從哪個方向踢都能效果相同。正多面體在對稱性上有優勢,不過它們的棱角都太過突出,和球形實在相差太遠。
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五種凸正多面體:正四面體、立方體、正八面體、正十二面體與正二十面體。| Wikipedia
為了解決這個問題,人們需要對正多面體進行改造。
一種改造方法是削去突出的棱角。將正二十面體凸出的角截掉,我們就得到了最經典版本的足球設計Telstar(電視之星),一種由12個正五邊形和20個正六邊形組成的多面體。
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將正二十面體進行截角,就得到了最經典版本的足球設計 | Scott Olsen
看到這個名字,你或許能猜到,這種足球是上世紀電視時期的產物——是的,我們印象中最最標準的“足球”,直到1970年才誕生,由阿迪達斯為當年的墨西哥世界杯設計。黑白配色,是為了在當時的黑白電視上有良好的顯示效果。
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經典足球丨阿迪達斯
另一種方法是,改變正多面體每個面的形狀,把邊緣拉伸成曲線,讓它們拼接之后變得更圓潤。此次世界杯的新足球Trionda(三重浪)就采用了這種策略,它是從正四面體改造而成的。
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通過變化正四面體得到Trionda足球 | Amanda Monta?ez
這兩種改造策略也可以同時使用。比如,2006年世界杯的比賽用球Teamgeist(團隊之星),就是先將正八面體截角、再將裁片邊緣改為曲線制成的。
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由十四個面的截角八面體改造而成的Teamgeist足球 | my-youth-soccer-guide.com
足球要平滑,但太光滑又會被罵
古早款黑白花Telstar有32塊裁片,而近年的世界杯用球大多裁片和接縫較少。有史以來裁片數量最少的Trionda,將這種設計推向了極致。
較少的接縫可以讓足球表面更加均勻、平滑,讓它們更接近真正的球形。
拼接工藝的改進,也讓足球接縫變得更加平滑。傳統足球的裁片需要針線來縫合,而現在許多足球都采用了熱粘合工藝。無縫粘合工藝可以避免接縫局部凹凸不平,還可以防止足球在雨天吸水變重。
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用熱粘合工藝制造足球 | Come Si Fa – Segreti e Curiosità
工藝和設計的改進讓足球表面變得越來越平滑——然而,太光滑也不是一件好事。
在2010年的南非世界杯上,官方用球Jabulani(普天同慶)受到了許多球員的批評。運動員普遍認為,這款足球球路飄忽,實在難以適應。后續研究發現,這款足球的失敗之處正是在于它太過光滑。
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Jabulani,比其他的球都更光滑丨阿迪達斯
在足球飛行的常見速度區間內,Jabulani足球剛好會出現空氣阻力系數劇烈變化的現象,這使得它的運動軌跡格外難以預測[1]。這種現象被稱為阻力危機(drag crisis),它出現的具體條件與飛行物體的表面粗糙度密切相關。
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當球在空氣中飛行的速度達到某一臨界值以上時,流經它的空氣會從層流轉變為湍流狀態,這種變化會導致空氣阻力系數突然大幅下降,這種現象就是阻力危機。所有球都存在這種現象,但Jabulani足球出現阻力危機的時機格外糟糕:這種劇變恰好發生在任意球、角球等情況的常見飛行速度范圍內。| phys.org
為了避免過度光滑的問題,新足球Trionda特意采用了加深的接縫,并在每一個裁片上都加上了凹槽與花紋。這些花紋可以調整足球的粗糙程度,改變阻力危機現象出現的時機,讓足球在比賽中保持相對穩定的飛行表現。
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Trionda足球表面用于調整空氣動力學性能的凹槽與花紋 | Goff/Hong/Liu/Asai
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Trionda比賽用球上有楓葉、鷹、星星小凸起,以增加摩擦力。而售價低廉的其他版本,是簡單的點狀凸起,甚至沒有凸起。丨FOX
所以,確實每一屆世界杯都值得單獨設計一枚新足球:更像球形,空氣動力學性能更好,踢起來也更舒服。
新足球表現如何?
在日本筑波大學的風洞實驗室中,研究者已經對新足球Trionda的空氣動力學性能進行了測試[2]。
研究顯示,與前幾屆世界杯的比賽用球相比,Trionda足球的表面粗糙度確實有所增加。它在較低的速度下就會提前完成阻力危機的轉變;而在足球比賽常見的飛行速度下,空氣阻力系數會保持平穩。從風洞實驗結果來看,它的飛行表現應該會比較穩定。
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在風洞中對Trionda足球進行測試 | Goff/Hong/Liu/Asai
不過,Trionda足球也有自己的缺點:它在高速飛行時受到的空氣阻力比前幾屆足球稍高。這意味著,在長距離傳球時,球的落點可能會比預期更近一些。
當然,實際比賽的情況比實驗室模擬還要復雜得多,氣壓、風速和球的旋轉都會影響足球飛行軌跡。這顆新足球的實際表現如何,還需要在賽場上進行確認。
一個AI
價格在這了:
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參考文獻
[1] https://theconversation.com/we-tested-the-new-world-cup-ball-this-is-what-you-need-to-know-about-how-it-will-fly-dip-and-swerve-280781
[2] https://www.mdpi.com/2076-3417/16/6/2808
[3] https://www.scientificamerican.com/article/the-surprising-math-and-physics-behind-the-2026-trionda-world-cup-soccer-ball/
[4] https://www.sciencenews.org/article/bending-soccer-ball
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