古人已用三什麼足
作者：科學聲音創作訓練營第一期優秀學員 董軼強
從守門員到現代足球之父
1940 年，剛剛 22 歲的丹麥小夥子埃吉爾·尼爾森（Eigil Nielsen）［1］ 還在鞋廠工作，他最大的愛好就是踢足球。在球場上，他的位置是守門員，雖然不是勇猛的前鋒、靈活的後衛，但是他奔跑的速度很快，對球遠近距離的判斷也很準確。在每場比賽中表現都很突出，讓人印象深刻。
從埃斯比耶格（Esbjerg）的家鄉俱樂部到首都哥本哈根（Copenhagen）的體育俱樂部，尼爾森一直在提高自己的技術，慢慢成了明星守將。在1940年，埃吉爾入選了丹麥國家隊。在 1940 到 1951 年間，他參加了 28 場全國比賽，並於 1948 年在倫敦舉辦的夏季奧運會中代表國家隊出征。最終丹麥隊以 5：3 戰勝了德國隊，擠進了前三名，其中一個進球就是埃吉爾發球助力的功勞。這可以算是埃吉爾在球場上的高光時刻了［2］。
在埃吉爾·尼爾森的時代，還沒有職業運動員一說，踢球都是副業。即便到了根本哈根，埃吉爾仍然在皮革廠工作，他對運動心理學也很感興趣。所以他一邊工作一邊學習，生活充實忙碌，妥妥的上進青年啊！
1947 年，31 歲的埃吉爾建立了自己的公司——選擇（SELECT）運動公司，這個公司非常成功，至今仍是世界上最大的足球生產公司之一，並且是多個體育專案協會的官方供應商和贊助者。每年生產約 300 萬個球，在世界主要地區都有代表，還出口到50多個國家。
埃吉爾雖然不是最好的足球運動員，但他是現代足球之父。世界上第一個現代版足球，就是埃吉爾設計製作的。
今天踢的足球是什麼樣子，大家肯定都見過，那麼古代足球又是什麼樣子呢？
誰第一個用腳踢球？
雖然中國男足不太爭氣，應該說太不爭氣，但是中國人都知道，足球的起源是在中國。
最早可以確切記載足球運動的文獻，當屬《戰國策》和《史記》，那時把足球叫做“蹴鞠”，“蹴”是用足蹴、蹋、踢，“鞠”就是皮球。中國古代的足球是用於軍事訓練專案的，它的材料是外包皮革、內實米糠，或麻布。
但考古學家還是沒有給中國面子。在雅典國家考古博物館中，陳列著一個大理石花瓶浮雕，上面雕刻著一位希臘運動員在大腿上顛著一個球。這個動作應該是一種運動的訓練技巧。在公元前 375-400 年［3］，希臘人確實踢過一種足球，被稱為皮斯基羅斯。因為這種比賽在羅馬很受歡迎，球場幾乎是每個瑪雅城市的一部分，而且球場的設計跟今天的足球場地非常相似。但是除了能看出這個球是一個摺疊式的充氣球外，關於球，希臘人並沒有給我們留下任何描述［4］。
雖然學者們認為，中國古代足球蹴鞠和現代足球在玩法和規則上相差甚遠，但是有一個不爭的事實，他們使用的球有著千絲萬縷的聯絡。
唐代時馬球興起，練兵習武多采用馬球，而蹴鞠則向著娛樂方向發展。唐朝時期蹴鞠所用的球，內部是由動物的膀胱充氣而成，再用八片尖皮縫成圓形球殼，這就是最早的空心內膽足球［5］。
而自詡為“現代足球發明者”的英國人，最初使用的球的內部也有一個充了氣的豬或牛的膀胱。在這些充氣的膀胱外裹上一層獸皮，以硬度較強的牛皮為主，就成了最早的現代足球。直到一個叫古德義（Charles Goodyear）的美國人發現了橡膠的作用後，人們才開始用橡膠取代膀胱，放置在球體內部。
世界盃與足球
第一屆世界盃於1930年舉行，東道主是烏拉圭。由於是初生賽事，首屆世界盃並無官方比賽用球，於是一段有趣的故事就此發生。闖進決賽的是烏拉圭與阿根廷隊，賽前兩隊就為決賽用球爭論不休，都想用自己帶來和用慣的皮球，最終達成一致：上下半場各用一球，中場休息時更換。
就醬紫，上半場，用的是阿根廷的足球天託（Tiento），它給潘帕斯雄鷹帶來了好運，取得 2-1 領先。
到了下半場，換成了烏拉圭的足球默德洛T（T-Model），東道主踢起自家球來更習慣，但是對對手來說它變得大了，沉了，一時很難適應。結果，烏拉圭連進 3 球上演逆襲，最終 4-2 擊敗阿根廷，成為世界盃歷史上的第一個冠軍得主［6］！
下圖就是第一次世界盃比賽用球，大家看到外縫線是不是感到很奇怪？如果拿到一個 20 世紀初的足球，你會發現它的上面根本沒有打氣孔，取而代之的是一條酷似鞋帶的帶子。因為外表由一塊塊 T 字形的皮革組成，此時的足球被稱為“T字球”。從 1930 年到 1938 年的前三屆世界盃上，所使用的都是這樣的足球。
從 1934 年的第二屆世界盃開始，國際足聯開始統一提供比賽用球，此後的幾屆比賽中，雖然球的樣子不盡相同，但總體上都跟第一屆差不多，由大小長短不等的一塊塊皮革拼接而成，顏色更是五花八門，咖啡色、黃色、橘紅色應有盡有。從外觀上看，那時候的足球更像排球。
1934 年義大利世界盃，墨索里尼政府將“費德雷勒102（Federale 102）”定為比賽用球，“費德雷勒102”要說有什麼特別之處，就是這個球的外縫線用棉繩取代了以前的皮繩，令球表面柔軟一些，有利於球員進行頭球。
如果檢視資料，你會發現上世紀 20 年代，球員們上場都戴著貝雷帽，這可不是為了時尚或者情調，而是出於謹慎保護自己。因為在陽光和溼度的作用下，球封口的皮繩就像刀一樣鋒利，每次他們頭球時，逃不過頭破血流。而且，當時的充氣技術也有限，每個皮球最終的成型狀況並不一致，所以每場比賽之前，兩隊隊長都要從一堆皮球中挑出最中意的一個來用，整場世界盃總共用了 12 個球［7］。
1938 年法國世界盃，由於戰爭和政治上的原因使很多優秀的球隊無緣本屆盃賽。法國人給比賽用球取名“艾倫（Allen）”，“艾倫”與“費德雷勒102”十分相似，在效能和外觀上沒有什麼改進。但是，本屆的最佳射手，巴西前鋒萊昂達尼斯卻在 4 場比賽裡攻入了 7 個球，甚至有一球是在他球鞋掉了的情況下光腳打進的。顯然，“艾倫”是這位巴西球星的幸運星［8］。
告別膀胱和橡膠的足球
由於戰爭，世界盃在 1938 年後被迫停辦，再次迴歸已經是 1950 年。此時，科學技術飛速發展，一個名叫隱形氣閥的小東西橫空出世，它的出現使得足球不再需要豁開一個大口子往裡面裝充好氣的膀胱或橡膠了。於是世界盃上第一次有氣孔的足球出現了。
1950 年世界盃，東道主巴西採用的比賽用球是“超級足球”，它的面板是以一種交織的方式縫製的，變成完全封閉式的皮革球。它透過微型閥門來充氣，避免了頭部受傷，從此，球員能更好地專注心神，發揮他們的腳下技術［9］。
此時，埃吉爾的選擇公司也與丹麥足協達成協議，開始為國家足球隊的比賽提供專項足球。到了 1962 年的智利世界盃上，足球外皮的拼接方式終於不再是類似排球的長條形，而是由 18 塊不規則的多邊形組成，第一次有了我們熟悉的模樣。
1970 年，埃吉爾再次成為一個先行者，他推出了一個 32 節的足球。一個足球有 32 個格子，一般用 12 個黑色正五邊形和 20 個白色正六邊形組成。如果你以為足球設計成這樣僅僅是因為好看的話，那就是外行了。
足球設計成這樣是採用了正多面體結構理念。
高中學過幾何的同學們都知道，正多面體的每個面都是正多邊形。《萬物皆數》告訴我們，所有正多面體中，只會存在 5 種情況：四面體、六面體、八面體、十二面體和二十面體，其中最接近圓形的就是二十面體了。
正二十面體擁有 20 個面，每一個面都是一個正三角形，把這些三角形全部的角切走後，就成了六邊形。這就組成了足球的形狀。12 個頂點切成的 12 個正五邊形，原先 20 個正三角形被切成了 20 個正六邊形，最終 32 個小塊組成了一個足球。
此外，足球表面有凹槽與紋理，是為了讓空氣與足球之間有足夠的摩擦力，產生弧線球。這款足球堪稱現代足球的經典造型，此後的不少足球設計依舊採用這種造型。
現代足球
在 1970 年墨西哥世界盃上，阿迪達斯開始與國際足聯長期合作，為所有國際足聯賽事提供足球。這屆比賽的用球名為“電視之星（Telstar）”，這是歷史上首次透過衛星向全世界進行電視直播，為了讓黑白電視機前的觀眾看清皮球，設計方埃吉爾在 20 塊白色六邊形皮革上嵌入黑色五角形 12 塊，於是足球就成了現代球迷們所熟悉的樣子。從此，這種由 32 塊不規則的多邊形皮革拼成的足球正式開始登上歷史的舞臺。
從 1970 年到 1994 年，足球的外觀雖稍有變化，但 32 塊黑白皮革的配置卻始終不變，製作材料從皮革到合成皮，再到加入聚氨酯塗料，使足球的防水效能越來越好。
1986 年墨西哥世界盃，比賽用球“阿茲特克（Azteca）”是世界盃歷史上第一個由合成纖維製作而成的足球。這種合成材料的使用增強了球的耐用性，同時進一步減弱了球的吸水性。無論是在硬地上，高空中還是在潮溼的環境裡，它都能表現出色。“阿茲特克”在足球史上創造了一個飛躍。
四分之一決賽，阿根廷對英格蘭的比賽中，在下半場第六分鐘的時候，馬拉多納高高舉起了他的前臂以使身材不高的自己在彼德·希爾頓之前碰到了球，並完成了射門。這個進球就是著名的“上帝之手”。隨後，更經典的時刻出現在 2 分鐘後，馬拉多納在中場附近接到傳球后，開始從右路帶球，憑精湛的盤球技術，避開了對方數名球員的攔截，又不可思議地擺脫了兩名英格蘭隊的後衛推進入禁區，最後繞過守門員彼德·希爾頓，直接將球送進了球門，使阿根廷在第 55 分鐘時便以 2：0 領先。這次長途奔襲式的進攻至今經常被球迷稱為“世紀最佳進球”［10］。
這屆世界盃堪稱老馬足球生涯中最傑出的個人舞臺表演，被球迷們津津樂道的當然是“上帝之手”，只是那顆足球也是功不可沒。
1990 年義大利世界盃，比賽用球“伊特魯里亞（Etrusco Unico）”，遠古文明伊特魯利亞獅頭的圖案被印在黑色皮面上。這款足球首次在球體內加入黑色聚氨酯泡沫內層，具有完全防水的效能。球再次完全由合成纖維層製造，包括一層乳膠，以創造穩定性和抗撕裂性，一層氯丁橡膠，使球水密和外層聚氨酯的耐磨性和回彈效能更好。
1994 年美國世界盃，比賽用球“奎斯特拉（Questra）”充滿科技感，黑色皮面上的星空圖案象徵著美國人對外太空的探索。這款足球在效能方面的創新，是外部使用泡沫聚苯乙烯，令皮球變得更輕盈更易控制，速度也變得更快。
到了最近 20 年的世界盃比賽用球，現代球迷當然是非常熟悉了。
1998年法國世界盃，世界盃歷史上第一款彩色足球誕生了。“三色球（Tricolors）”以法國國旗“藍白紅”三色為主色調，首次使用透明印刷技術，令皮球表面的圖案更豔麗，更耐久而不易受損。該球本身是基於一種全新的合成材料，具有“句法泡沫”，聲稱提供了更好的壓縮和更多的爆炸回彈特徵比它的前身。泡沫由充滿氣體的微氣泡組成，當球被踢時，氣泡平均分配能量。
從 2002 年到 2014 年，世界盃用球的顏色越來越豐富多彩，其中 2010 年南非世界盃用球更是添加了 11 種顏色。色彩繽紛絢爛極具動感，猶如東道主球迷的熱情一般。
與色彩的豐富相反，世界盃用球的皮革塊卻在不斷減少，2006 年德國世界盃用球是第一款由 14 塊皮革熱粘合而成，現代足球從此告別了 32 塊皮革縫製年代，向著更少皮革更輕重量的高科技邁進。而 2010 年、2014 年的比賽用球，球皮數更是隻有 8 塊和 6 塊，這樣的變化使得足球表面的凹凸感減少，有助於提高踢球的精確度，為比賽的精彩奠定了基礎。當然，由於球面太過於光滑，也會被球員吐槽“軌跡太過奇怪”。
上屆 2018 年俄羅斯世界盃的官方用球“電視之星 18（Telstar 18）”，顏色重回黑白兩色，這是向 48 年前的首款阿迪達斯世界盃官方用球致敬。它也是眾多高科技技術集合體。
首先，以往的足球是由膠皮內膽外包皮革塊縫合而成，在球的外表可以看到縫合線，而且由於人工縫合，有些線頭很容易斷裂。“電視之星18”的內膽跟以往沒有太大改變，但外部皮革只有 6 塊拼接面料，透過無縫拼接技術，在皮革內接觸面附著熱熔膠，使其牢牢貼在內膽上，這樣足球外表的接合處就沒有縫隙了。
這款足球表面的光滑設計更符合空氣動力學原理，足球在著力後也更不容易發生形變。表皮塊數減少，意味著球面接縫也在減少，球體更為光滑，其射出後在空氣中的飛行軌道將更為難以預測，特別是在角球、任意球和點球時。更圓的足球讓比賽多了很多不確定性，使每場比賽的結局更加難以預料。
其次，電視之星18，是國際足聯首次在足球中植入了NFC（Near Field Communication）晶片，這是一種短距高頻的無線電技術，這種技術在短距離資料傳輸上應用廣泛，比如手機藍芽的資料交換、銀行閃付、駕駛汽車時的場景切換、連線無線網路、定位獲取、身份識別等都是NFC的主戰場。植入NFC晶片的足球，可以被場外裝置迅速捕捉到相關資料資訊，第一時間統計分析球的接觸面力度、位移軌跡、速度、方向等。
最後，電視之星 18 使用了全球領先的合成橡膠企業阿朗新科研發的生物基三元乙丙橡膠（EPDM）產品 Keltan Eco，這是全世界首款利用從甘蔗中提取的生物基乙烯製成的商用EPDM。三元乙丙橡膠是 20 世紀 60 年代工業生產的一類工程橡膠，具有良好的彈性和低溫效能。這種材料在我們生活中廣泛應用，比如汽車密封件、建築防水材料、密封墊圈、門窗密封條、家用電器配件、電氣絕緣等領域。世界盃官方用球製作材料，環保效能的加入，無疑向全世界人們傳遞了一個環保理念。
一路走來，只有一點沒變
從膀胱到橡膠，從有繩子的T字球到光滑的彩色球，從手工縫製到熱黏合技術，足球從內到外，不斷變換著自己的樣子。足球的發展史就是傳統體育專案逐漸擁抱科技的過程，所用材料、表面粗糙程度、對稱性和粘合膠水也都會影響球的飛行軌跡。
但是，不管它以後變成什麼樣，有一點它永遠不會變——足球是圓的。
信源
［1］https：//select-sport。lt/index。php？route=information/information&information_id=7
［2］https：//en。wikipedia。org/wiki/Eigil_Nielsen_（footballer，_born_1918）
［3］https：//en。wikipedia。org/wiki/Association_football
［4］https：//web。archive。org/web/20100325214649/http：//library。thinkquest。org/C0115986/origin。html
［5］https：//zh。wikipedia。org/wiki/%E8%B9%B4%E9%9E%A0
［6］https：//en。wikipedia。org/wiki/1930_FIFA_World_Cup
［7］https：//web。archive。org/web/20130522150630/http：//www。balones-oficiales。com/1934。htm
［8］https：//www。shijiebei123。com/etagid3247b0/
［9］http：//soccerballscollection。com/1950%20ball%20english。htm
［10］https：//zh。wikipedia。org/wiki/1986%E5%B9%B4%E5%9C%8B%E9%9A%9B%E8%B6%B3%E5%8D%94%E4%B8%96%E7%95%8C%E7%9B%83
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