足球的形状是什么?

蔚可惠蔚可惠认证作者

只要它能被踢动,它就是圆的。毕竟,如果一个球不是圆的,它就无法在平面上滚动。

历史上确实出现过一些形状不同的球,比如古希腊的战车轮子,或德国前锋克鲁伊维特的脑袋。但那些都不是球,只能说是圆柱体、立方体,乃至胡桃木块而已。所以,所谓的“非圆球”只是在指那些有圆形轮廓的物体。这就好比说“不是我”,前半部分错了,后半部分就算说得准也没用的。你说对吧?

可是,小学时老师却告诉我们:球是在重力下,以其表面为中心自行滚动的物体。为此,它必须做成球形,否则就滚不动了。同时,老师还给我们看模型,说明球的体积越小,越容易滚动起来。比如小小的皮球,就能在硬地上滚得很远,而大大的橄榄球,就只能在地上滑行,根本不可能被踢动。

后来,我读了点关于流体力学的书,才知道老师讲的都是错的。所谓的“球形最便于滚动”,只是球形的惯性系数等于1的结论导致的。如果要比较几个物体的惯性,只需要比较它们的惯性系数即可。惯性系下的惯性系数就是希腊字母γ。γ的最大值只有0.5,而球体的γ就等于0,因此γ最大的球体最便于滚动。这个结论在爱因斯坦的广义相对论里,也依然有效。

所以在引力场中,无论是球体、椭球体、哑铃体、橙子体……所有的球形物体,都只会被场的力量扭曲,使其惯性系数发生变化,但却不会打破γ=1的这个界限。也就是说,无论被场拉扯成南瓜状、鹌鹑蛋状,还是橘子状、黄瓜状……球体依旧会被拉扯得自行滚动。

当然,如果场的力量实在太大了,就有可能砸烂球体,让它失去形状,一下子变成一块豆腐、一块饼,那它自然也就不能再自动滚动了。好在宇宙里的场力量都不大,所以我们才能有一片滚动着的星球。

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