小小乒乓球，旋转很神奇

北京时间6月5日晚，2017年世乒赛在德国杜塞尔多夫落下帷幕。中国乒乓球队表现强势，包揽了男女单打和双打4项冠军，延续着在乒坛的统治地位。

本届世乒赛可以说是近年来最受国人关注的一届世乒赛，无论是临阵换帅风波，还是日本小将的冲击，都让本届世乒赛话题性十足。

不过，倘若回归到比赛本身，让人印象深刻的仍然是选手们的精彩对决。在许多人来，小小的乒乓球最大的奥妙就是它的旋转，最吸引人的也是它的旋转，最让人头痛的还是它的旋转，比赛中运用最多的最强有力的武器仍然是它的旋转。没有一种球像乒乓球这样，将花样百出的旋转作为常规技术形态和基本“杀伤”手段。要知道，急旋的乒乓球转速可达每秒150转。对战双方如果一方拉出一个带强烈旋转的球，另一方很容易一碰就飞。巅峰时期的张继科正是靠着正反手两面强有力的进攻和颇具特色的反手拧拉技术称霸乒坛。连刘国梁都说：“张继科的球力量之大、旋转之强，连他自己都难以控制，经常打出一些匪夷所思的球。”

再往前回溯，20世纪50年代末，日本队用反贴胶拉出急速上旋的“弧圈球”曾一举横扫欧洲，让世界乒坛“谈弧色变”;1981年第36届世乒赛上，中国选手蔡振华在决胜局15平的紧要关头以不同旋转的发球连得5分战胜盖尔盖伊。那么，旋转的威力和“吃球”的原因究竟何在？

据业内人士分析，乒乓球旋转的根本原因是受力作用线没有通过球的重心，法向的碰撞力使球平动，切向的摩擦力使球转动，球拍传递给球的力是撞击力与摩擦力的合力。如果球拍和乒乓球之间没有摩擦力存在，旋转就不可能发生了，这也是“光板”球拍时代打不出像样旋转球的原因。当运动员击球时，切向挥拍速度的静摩擦力引起海绵层形变不对称，于是力的作用点发生偏移而不再指向球心，导致球沿着横轴、竖轴或纵轴旋转。击球时挥拍越快，球拍与球之间的摩擦系数越大，摩擦面越“薄”，乒乓球的旋转就越强烈。黏性极大的反贴胶，正胶颗粒顶端的细小花纹，都是为了增强球拍的“拧球”和“咬球”能力。

旋转的乒乓球不仅落台和触拍后会找到“发力”的支点，在空中也会改变飞行弧线。上旋球顶部的空气环流与迎面的空气阻力方向相反，底部空气环流则和空气阻力方向相同，造成球的上沿气流速度慢，下沿气流速度快。球的顶部和底部之间会产生方向朝下的压力差，使球的飞行弧线变低。反之，下旋球的飞行弧线会升高，而侧旋球则朝左右方向飘飞。旋转的乒乓球在空中偏拐和足球中的“香蕉球”同属马格纳斯效应的作用。

当上旋球落台后，绕横轴的旋转力沿水平方向朝后作用于台面，摩擦力带来的反作用力使球获得向前的加速度，所以上旋球弹起时冲力猛，反射角大于入射角。下旋球则相反，落台后的旋转力使球获得向后的加速度，因此下旋球弹起时冲力弱，反射角小于入射角。在球的前进速度不大而下旋极强时，还会出现落台后“回跳”的情景。而當球拍和上旋球接触时，摩擦力会使球沿着拍面“上爬”而增大反弹角度。下旋球则沿着拍面“下钻”而减小反弹角度。难怪抵挡上旋球时经常“远走高飞”，应付下旋球时容易“自投罗网”了。

著名科普作家赵致真介绍，球拍上的不少发明创造都是为了更好地控制旋转球，皮厚粒短、表面光滑的防弧圈胶皮有利于消除弧圈球的急速上旋;柔软纤细的长胶在击球瞬间胶粒倒伏而用胶杆竖直面“刷球”，回球旋转方向不变，让对手“自食其果”。但长胶的“剑走偏锋”具有太大反常性和难以预测性，不利于提高技术和增进观赏，国际乒联于1999年做出了胶粒高度与直径比不得大于1.1的规定。

21世纪初，国际乒联推出一系列改革措施，将38毫米球换成40毫米球，开启了乒乓球的“大球时代”。这一改革的目的是把乒乓球令人生畏的飞行速度和旋转速度都降下来，增强比赛的对抗性和观赏性。40毫米“大球”的体积增加了16.6%，表面积增加了10.8%，使球在空气中的阻力增大，飞行速度下降了13%;“大球”的直径增加了2毫米，质量从2.5克变为2.72克，使得转动惯量增大，将旋转性减弱了21%。由于乒乓球的质量都集中在远离重心、厚度仅为0.4毫米的薄壳上，所以球的尺寸改变对旋转的影响特别敏感。

此后，在2013年5月的巴黎世乒赛上，国际乒联通过决议，自2014年7月1日起，包括奥运会乒乓球比赛和世锦赛、世界杯以及国际乒联公开赛及总决赛等都将使用安全环保、以高分子聚合物为原料的新塑料球。这意味着有120多年历史的赛璐珞球全面退出历史舞台。

       ▲新华社 李响 摄

从加工技艺看，塑料乒乓球采取“有缝”加工工艺，通过两个半球体胶合的方法，在胶合部位形成接缝。生产厂家力求让塑料乒乓球在球的旋转上，包括落点、声音、牢度和飞行轨迹上与传统乒乓球接近。塑料乒乓球还具备不易燃易爆的优点，在储存、运输等环节上减少了企业成本。

除材质外，新塑料球与旧球的最大区别就是标注直径的改变。国际乒联规定，新球的直径标准由原来的39.50毫米～40.50毫米上调到40.00毫米～40.60毫米，如此微小的尺寸调整，却足以让乒乓球的旋转、速度与弹性发生明显变化。国际乒联要求新塑料球一律采用“40+”的标注方法，与之前的“40”区分。

据一名使用了塑料球的中国国家队队员表示，新球对速度型选手更有利，对打旋转的队员影响可能较大，进攻的力度会有所降低。刘国梁也认为：“改用新材料球后，球的旋转、速度都有所减弱，需要运动员用比以往更大的力量去击球，打起来也更费劲。平时训练时，队员们都感觉比以前疲劳。一旦比赛强度增大，肩部反应就会比较大。” 如张继科和许昕的伤病基本都出现在肩部。（本刊综合）※