2026-07-25

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作者：刘天行 | 中国科学院大学 审核：李一明 | 副研究员 电影《少林足球》里有句台词深入人心：“真正的比赛，就是打仗！”银幕上，周星驰和师兄弟们把少林功夫融入足球：大力金刚腿一脚踢出烈焰般的射门，铁头功顶得对方人仰马翻，鬼影擒拿手的帅气守门等等。决赛面对魔鬼队，对方全员注射了药物，踢出的球又快又沉，一脚射门连球网都能掀开来——那个场面，哪里还是足球赛，分明就是神功对决。 图源：少林足球剧照 光是射门威力，《少林足球》就已经把物理老师逼疯了。 主角阿星的球，打出去像炮弹，墙能踢穿，人能直接被被闷飞出去。魔鬼队也是离谱，射门的时候足球的冲击力把守门员的衣服都给冲爆了，后面更是一球正中守门员面门，把守门员踢飞十几米后重伤下场，好像这个世界里牛顿根本就没出生过。这种球搁在现实里，估计门将得穿着防弹衣才敢上场。 魔鬼队的球难以招架 不过，电影终究是电影。少林足球还是太玄幻了——现实里怎么可能有人能踢出把人KO的球呢？ 你别说，还真有。 不信的话，我们来瞧瞧这几年英超赛场上演的“真人版少林足球”。 2024年英超曼城对阵卢顿的比赛中，哈兰德一记爆射，皮球正中桥冈大树的面门，折射后弹入网窝。这粒进球算作桥冈大树的乌龙，也成为哈兰德的经典“名场面”。桥冈大树则应声倒地，表情痛苦。 又见哈兰德——2026年英超，西汉姆联对阵曼城，他一记大力抽射，马夫罗帕诺斯用脸奋力封堵。强烈的冲击让足球瞬间挤压成“半球”，诞生了“马德堡半球”的名场面。这位后卫一度倒地接受治疗，好在随后重返赛场。 没想到，哈兰德脚下的足球竟有如此威力！他到底怎么做到的？ 难道他真的偷学了“少林足球”式的内功心法，练成了一脚KO后卫的绝技？要解开这个谜题，光靠场边录像不行，我们还需要物理学的方法。 一项2020年发表在《斯堪的纳维亚医学与运动科学杂志》上的研究，给出了漂亮的解答[1]。研究人员将“头球”（或者脸接球）的过程简化为一个经典弹性碰撞模型：把足球视为一个质量为m、弹性系数为k的弹簧-质量系统，而坚硬的颅骨或面骨则被简化成一堵不可移动的刚性墙。 脸接球的弹性碰撞模型 假设当足球以速度撞上这堵“墙”时，它的动能完全转化为足球自身变形的弹性势能。根据能量守恒定律，在最大压缩量的那一刻： 由此可解出足球的最大变形量： 根据胡克定律，头部承受的峰值冲击力就等于弹性系数乘以这个最大变形量： 将代入，便得到了整篇论文的核心公式： 这个公式虽然简单，却揭示了一条决定性的物理规律： 力与球速 严格成正比 ——速度翻倍，冲击力就翻倍。 力与足球质量 和硬度 的关系被平方根“削弱”了 ——要是想让冲击力翻倍，就需要把球的质量或硬度增加到原来的 4倍 这也就是说，想要踢出“”少林足球” ，把球踢快，远比换一颗更硬或更重的球来得高效 。天下武功，唯快不破，真是少林足球的精髓啊。 研究人员检测足球峰值冲击力的实验方案 而2020年，《PLOS One》期刊上的另一项研究则给出了更具体的答案[2]。通过量纲分析和总共600次踢击的数据进行拟合，研究人员发现足球对人脸施加的峰值冲击力可用以下关系式描述： 也可以写成： 其中Fp为峰值冲击力，p为充气压力，m为球的质量，d为球的直径，v为球的速度。 该公式直观地表明：提高球速是增加冲击力最有效的路径。 而哈兰德那记“马德堡半球“，其出球速度已经超过了150 km/h（超过40 m/s）。在这项研究中球速为14-17 m/s、压强为0.83 bar、质量为0.389 kg、直径为0.206 m的足球的峰值冲击力可以达到3167 N左右。 据此推算，哈兰德射出的球造成的峰值冲击力很有可能超过6000 N以上。 这样大的冲击力被施加到后卫的脸上，也难怪后卫们都痛苦的应声倒地了。假如这样的球恰好击中对方球员的下巴，则极可能像一记精准的上勾拳，瞬间造成昏厥，令对手进入“甜美的睡眠”。 格斗运动员对下巴的打击造成的昏厥 然而，“少林足球”的现实后果，还不止于此。 头部遭受这样的冲击，还会给球员带来脑震荡风险。尤其是超过50 g的加速度冲击，更是危害极大。 轻则头疼、眩晕、记忆模糊，重则影响认知功能，甚至增加日后大脑损伤的风险。所以，下次在野球场上遇到脚头贼硬的“重炮手”，记得多长个心眼——该躲就躲，护好脸，别犹豫。毕竟，现实中可没有少林足球的铁头功啊！ 参考文献： [1] Tierney G J, Power J, Simms C. Force experienced by the head during heading is influenced more by speed than the mechanical properties of the football [J]. Scandinavian Journal of Medicine & Science