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足球根本不是“球”

2014-10-27天诺

初中生学习·高 2014年9期
关键词:黑白相间五边形六边形

天诺

因为地球引力的存在,在地球上制造出来的任何“球形”的东西都不是球,包括钢珠。所以,足球,当然不是“球”了。

1970年,墨西哥世界杯上出现了黑白相间的足球——电视之星(Telstar),其结构和创新的设计写下了足球的历史。它很快成为足球的标准设计。电视之星由32块几何形状拼成,其中12块是完全相同的正五边形,呈黑色;其余20块是白色的六边形。

采用黑白相间的颜色,显然是因为它在黑白电视上比早期的单色球更容易看清楚。为什么由两种几何形状组合?因为除了具有惊人的外观,这还是用平面来制作近似球形的有效方法。

如果所有的镶嵌平面都是相同的正多边形,那么制球者的工作将会容易得多。比如柏拉图立体,由三角形、正方形、五边形构成,如果它们的表面由弹性足够好的材料构成,那么它们也可以膨胀成球形。但是其他任何正多边形拼在一起制成的“球形”物体,结果都会产生令人不满意的突出部分和点,尽管当球被充气的时候,它们也会光滑到一定程度,但它们仍会破坏球的空气动力学特性。

十二面体和二十面体的确更接近球形,但两者都还不适合实际使用。二十面体还有一个缺点,每个顶点有5个面要被缝在一起,这可是一项不受欢迎的高精度任务。如果巧妙地剪去顶点,每个顶点就只有三个面相交,这使得各块缝合在一起容易多了。修剪一个顶点后,将产生一个五边形的面。如果全部的12个顶点用同样的方式剪掉,你将得到12个五边形和20个正六边形。这样,你就剪出了主导世界足球的截断二十面体。它天生就和一个由规则形状的面构成的立体球很接近。

如果五边形比完美的规则版稍微大一些,那么截断二十面体就更像球。看一看你脚下的足球,你会发现六边形并不是那么正:与五边形共享的边比其他的边长一些。当然如果球的质量不好,六边形也可能不是正的。

编辑/王一鸣endprint

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