從蹴鞠到足球

說世界杯當然主要就是說足球，但足球這個話題太讓中國人揪心了，比足球更揪心的是中國足球，但比足球更欣慰的則是中國蹴鞠，因為只有把歷史還原到蹴鞠，我們才可以在這個讓國人難堪的運動中感到一陣難得的自豪感，不是國際足聯也認可蹴鞠是足球起源的說法了嗎？當我們打開維基百科''足球”這一詞條時，有關蹴鞠的介紹就撲面而來了，可以參考。從戰(zhàn)國到唐代，古代蹴鞠的制法經歷了兩次重要的變革，直至宋代基本定型，后來，好像就沒有咱們什么事了。蹴鞠的第一次變革是從藤制品到革制品，非常符合''變革''的字面意義一一最早的蹴鞠是用葦條相互纏繞直至形成球形，到戰(zhàn)國之時制革業(yè)開始快速發(fā)展，被應用于''軍事演習”的蹴鞠就隨之開始用起了皮革，''鞠”這個字的偏旁很能說明問題。從分子結構上說，藤制品的主要成分是纖維素與木質素，表觀物理性能盡管很有韌性，也有一定彈性，但畢竟還是太硬了，反彈效果很差，而且表面粗糙，露出的一些葦條也容易傷人；而革制品的主要成分是蛋白質，韌性與彈性俱佳，表面縫制之后也比較光滑，更適合作為球類游戲。在漢代，蹴鞠主要是達官貴人與軍旅的游戲第二次變革是在唐代完成，一種高科技的蹴鞠出現了，即中空的充氣蹴鞠。此前，蹴鞠在皮革的外皮之下，常常填入毛、棉之類的有機物作為內膽，代表蹴鞠的''稼〃字大概由此而來。盡管皮革是有彈性了，可是加上這個實心內膽之后產生的形變還是距離彈性形變的要求甚遠，換言之，一個大腳開出去，球并不能被踢得太遠，落地之后也彈不起來只能隨便滾兩下，如果工人偷工減料填料少了的話可能球還會容易塌陷，一個大腳下去球在落地之后或許就被拍成了一張餅一一估計玩這樣的蹴鞠不會像現代足球那樣打配合，更像是一場用腳去搬運的力氣活，所以這種運動長期是軍隊訓練的科目也就不奇怪了。充氣球（唐代文獻中稱''氣稼”）則完全不同了，采用膀胱作為內膽，依靠氣壓來調節(jié)彈性，因為氣體遵循從高壓向低壓區(qū)擴散的規(guī)律，所以一旦外力消失形變就立即恢復，球可以被踢得更遠，定位性能也能同時得到提高。想必此時的蹴鞠對體力與耐力要求就要低一些，而是真的可以玩出技巧來了，于是乎那些體態(tài)豐滿的后宮佳麗們嬌喘著蹴鞠的景象也就得以印到一些唐三彩的作品中了。在自然界中，膀胱是最適合制成氣球的原料，首先天然就是球形，其次模量適中，既不會吹不動也不會一吹就爆，還有就是斷裂伸長率較大，這大概與動物們都有憋尿做記號的習慣有關。在我老家的方言中，對于氣球有另外一個接地氣的名稱叫''羊尿（sui）包”，也就是羊膀胱的意思，可見膀胱做氣球的方法歷史悠久而又普遍。只是在氣筒還沒發(fā)明的年代，唐朝人應該是直接用嘴充氣的可能性比較大，像高力士這樣的皇家服務人員可能少不了要替貴妃們代勞，吹氣時大概要先克服點心理障礙什么的。到了唐代，女子蹴鞠是一大特色，除了文化開放外，蹴鞠材料的革新也是關鍵皮革加膀胱的組合在此之后一直沒有變過，高俅踢的球是這樣，英國人發(fā)明的現代足球也是這樣，大概1500年間沒有大的變化，所以從這個角度來說，足球的確是起源于中國，英國人最大的貢獻應該在于統(tǒng)一規(guī)則與俱樂部管理而非足球本身。有一段野史中提到足球起源于11-12世紀英國人與丹麥人干仗，打完以后拿著丹麥士兵的頭骨當球踢以泄憤，關于''足球”的百度百科也收錄了這樣一段。據此我查了一些英文資料，似乎沒有得到這件事與足球有關的證據。先不說材料的問題，頭骨其實只有天靈蓋部分是圓的，窟窿眼還很多，踢起來應該只有報仇的快感而毫無競技性，與《九品芝麻官》中包龍星意欲拿來做夜壺的情節(jié)殊途同歸，發(fā)展成足球顯然不靠譜，不過倒是被Diablo作為常見場景保留了下來。世界杯用球何以越來越圓

探索世界杯用球，大多數人定會先看外觀。在1930年到2014年這84年間，有兩屆世界杯官方用球顯得比較特殊：一是1970年墨西哥世界杯，足球從原先亂七八糟的拼塊統(tǒng)一成為32塊拼塊，即12個五邊形與20個六邊形的經典設計；二是2006年德國世界杯，足球又從32塊的拼塊變成了14塊，而2010年南非世界杯再次削減為8塊，到了本屆則是6塊。在這些數字背后究竟蘊含著什么玄機？實際上，這些設計都是出自同一家公司一一Adidas（阿迪達斯），從1970年起他們就一直給世界杯供應官方用球，從此壟斷了這一位置。32塊是他們的主意，放棄32塊也是他們的主意，但其目的都是為了將足球做得更圓。1970年以前的世界杯用球多數由舉辦國自己設計，所以每一次球的外觀都不同，拼塊的數目如同上帝擲骰子一樣沒譜，飽受球員凌虐的足球使用的皮革都是高模量的材料，換句話說就是粗糙，這也就使得接縫處不會太細膩而是坑坑洼洼，再者就是拼塊不容易形成曲面，自身的張力也會使得球體偏離圓形的設計。而1970年Adidas首次為世界杯定制官方用球時選擇了32面體則是通過幾何學原理近乎完美地解決了足球不圓的問題。我們知道32是個很神奇的數字一一什么？演唱會？32個贊？什么意思？一一32的神奇是因為它是20與12的和。通過理論計算發(fā)現，只存在5種正多面體，即四面體、六面體（正方體）、八面體、十二面體與二十面體，面數越多也就越接近圓形。正二十面體則是20個正三角形構成，有12個頂點（角），從外形上看有些圓但還仍然不夠，于是就有人琢磨出來把那些尖銳的角砍掉，沿著每條棱三等分做截點，把每個頂點削掉，于是原有的正三角形都成為了正六邊形，原來的頂點則成為了一個正五邊形的面，幾何學上稱之為截角正二十面體一一這便是三十二面體足球的幾何模型了。三十二面體雖不是完美正多面體，但卻也是自然界中非常重要的幾何模型。1996年的諾貝爾化學獎賞給了一種叫作''富勒烯”的物質，但這個用來命名化學物質的富勒居然與化學界沒有一毛錢的關系，只是因為他在蒙特利爾世博會蓋了一個類似截角二十面體的建筑。富勒烯于1985年被發(fā)現，但早在十多年前就有科學家推測存在這樣一類物質，最完美的應為碳60，化學式寫作C60，即60個碳原子構成一個截角二十面體。而事實證明，這一基于幾何與化學性質的推斷不僅合理，而且引領了一個時代。富勒烯與碳納米管師出同門，說白了兩頭封端的碳納米管就是把富勒烯給拉長了。而正是由于C60與足球的幾何機構一致，它也因此獲得一個名稱叫足球烯（好像又找到了本系列新的話題）。

在足球依靠拼接縫制的年代，12個正五邊形與20個正六邊形的確是最適合模擬球形的設計，當然還可以通過繼續(xù)截角使得球體更圓，但那就需要更多拼塊，而效果并未比32塊提高太多。到了2006年，世界杯來到了Adidas的大本營德國，這一次他們卻放棄了32塊的經典設計，變?yōu)榱?4塊一一簡直一朝回到解放前。但其實這一次足球革新表面是Adidas完成，幕后卻是另一個德國產業(yè)巨頭Bayer（拜耳），是他們的熱粘合技術使得足球的生產完全改變了原有的縫制工藝。熱粘合技術是一個涵蓋范圍非常寬的技術。家用的PPR（聚丙烯）管連接時不像PVC（聚氯乙烯）需要接頭，用的就是熱粘合技術，它是基于聚丙烯在140度左右開始熔化的特性實現，與金屬焊接類似。另一大類熱粘合技術則是基于熱熔膠材料，典型的熱熔膠有EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）與SBC（苯乙烯嵌段共聚物）等，它們表面上原理也是熔化，與聚丙烯差不多，但實際上它們更像是硫化橡膠，加熱時交聯點打開而冷卻時又恢復，結構上類似于爬山虎的感覺。Bayer使用的熱粘合材料不同于上述兩種，而是反應型聚氨酯，而且還可以做成水性基底，這是目前相當牛的熱粘合技術，全世界范圍實現量產的可謂僅此一家。近年來國內有企業(yè)模仿該系列產品有一定突破，也是很了不起的成果，不過需要避免知識產權的風險，還是為他們點32個贊。這類產品的技術原理相對復雜，涉及異氤酸酯的端基反應，不說也罷。形象來說，比如我們要組裝兩個物體，廠家預先把一種牛奶狀的膠水涂到兩個物體表面并烘干，這時膠已經變得完全不粘，兩個物體仍然可以正常搬運，送到咱們家里；而我們組裝時只需要把兩個物體拼到一起，加熱同時按上幾分鐘，這兩個物體就可以粘得跟一個物體一樣一一因為是反應型粘合，多數情況下用來粘接皮革之類的材料時，如果想把粘好的兩條皮革分開，即使皮革本身被破壞也休想從粘膠的位置拉開。除非使用專門的溶膠材料，否則就算重新加熱也不會開膠，這基本是目前粘合劑領域