2006年，第18届德国世界杯日启用了阿迪达斯公司研制的新足球“团队之星”，其球面拼块从32块减少到了14块。这一看似简单的改动不仅让贝克汉姆的任意球弧度更加优美和变幻莫测，甚至影响了比赛的进球数和各国球队的命运。

  是什么让小小足球影响了比赛？运动员为什么能借助新型的比赛工具获得更好的成绩？在体育中应用高科技手段是否有违公平竞赛的原则？5月16日，英国大使馆文化教育处举办的科技咖啡馆就这些话题展开了讨论。

  “2006年世界杯之前使用的足球由32个小块拼起来，而新的足球只有14块，块与块之间的拼接处比原来少得多，这对球的运行轨迹产生了非常大的影响，其中主要是依据空气动力学原理。”英国谢菲尔德哈勒姆大学体育工程学专家大卫詹姆斯博士如是说。

  空气动力学如何在足球运动中发挥作用？詹姆斯解释说，用高速摄像机拍下的画面显示，运动员脚上的动力或能量，通过踢的动作转移到足球上。当运动员的脚接触球的时候，脚的角度和形状、脚面的骨骼都发生了变化，从而将力量转移到球上去。

  詹姆斯说，研究之后发现，运动员踢球时，并不直接给球施力，让它飞出去，关键的环节是让球旋转。运动员往往不是接触球的正面，而是其侧面，这对球的旋转和飞行轨迹产生重要的影响。当球旋转着在空中飞行时，空气并不会沿直线经过球的周围，而是上面的空气往下走，与此同时，球向相反的方向推移。

  “网球已逐渐变成一项速度慢慢的变快的体育运动，威廉姆斯为什么能够在网坛上占据霸主地位，因为她能击打出非常有力的球、速度很快的球。据说她打出的球速能达到每小时150英里。”詹姆斯说，体育工程学就是一门研究怎么样在运动项目中取胜的学科。

  2004年，英国运动员获得了雅典奥运会100米场地自行车比赛的金牌，英国自行车队也取得了有史以来最好的成绩。帮他们获得成功的一个重要原因是，他们骑着世界上速度最快的自行车。詹姆斯的团队参与了雅典奥运会英国车队自行车的研究和设计工作。

  詹姆斯说，通过模拟，科学家对部件进行了改造，改造后能使空气的流动发生明显的变化，这能让运动员骑得更快。“我们几乎对自行车的每一个部件都作了空气动力学的研究，甚至是车轮上的小螺丝钉。如果分开来看，对每一个小部件作出的改造使自行车速度加快的幅度非常有限，但是把所有的改造加在一起，对于提高自行车的速度而言就很有意义的了，可能会使整个速度提高百分之一秒，而往往百分之一秒就是金牌和银牌之间的区别。”

  另外，由于每个人的体格和体型不同，对体育器材有不同的适应能力，所以科学家还对运动员进行三围人体扫描，设计不同的头盔。这样，当运动员的头和头盔合在一起的时候，能够最大限度地改善空气流动的方向。再如足球鞋的设计，要使表面更加坚硬，帮助运动员踢出更有力的球，但又要保障运动员奔跑的方便和舒适。所以，詹姆斯就要研究球鞋表面的坚硬程度，而且要让鞋能向不同的方向弯曲。

  随着与体育有关的技术和设备的发展，新的问题和挑战摆在人们面前：对发展中国家来说，只有少数的经济实力在体育工程方面做积极有效的投入，是否会造成体育领域的不公平和不平等，从而违背体育的公平竞争原则？

  对此，詹姆斯说：“由于发达国家在体育工程或研发技术方面具有雄厚的经济实力，而发展中国家缺乏资金的投入，导致二者在同一项比赛中运动水平不同，这里面确实有不公平、不公正的问题存在。”

  自行车运动恐怕就是一个很好的例子。场地自行车比赛只有为数不多的几个国家参加，很多国家只有少数的资金购买昂贵的自行车，而开发出速度最快的自行车成本又非常高。

  幸运的是，人们已经看到了这样的问题，并试图找到处理问题的方法。“也许在奥运会上暂时还没能解决这样的问题，但是我想我们会开发或者设计出一种标准自行车，运动员只要参加这项运动就要使用标准自行车，由此减少在运动过程中由于经济实力的不平衡导致的体育竞争的不公平。”詹姆斯说。

  不过，詹姆斯并不认为由于不公平的存在，就应当限制科学技术在体育运动当中的应用。“如果我们不在体育运动当中应用新的科学技术，也许到现在我们还使用木质的网球拍或者是60年前的那种足球。体育运动要更高更快更强，就必须借助科学技术的发展，我认为这是非常有意义的。”