乒乓球的前世今生

作為奧運會正式比賽項目，乒乓球直到1988年才姍姍來遲。但它的人氣之旺、魅力之大卻在奧運賽場一路攀升。2000年悉尼奧運會上，乒乓球是第四個將所有門票售罄的競賽項目。鮮為人知的是，國際乒聯(lián)早在1937年便通過了參加奧運會的決議，但謹慎而自尊的蒙塔古主席由于擔心乒乓球水準不高會遭到拒絕而未能付諸實施，誰知這一拖延就是50年。

中國人把乒乓球認作“國球”是歷史的緣分。這不僅因為“中國打世界，世界打中國”的乒壇格局維持了幾十年，還因為中國擁有最多的“乒乓人口”，積淀了特殊的“乒乓文化”。中華民族有史以來的第一個體育世界冠軍，便是容國團1959年在第25屆世界乒乓球錦標賽上奪取的。1971年“小球轉動大球”的“乒乓外交”竟然改變了整個世界形勢，這更是任何體育運動所不曾成就的歷史奇勛。

瑞士洛桑乒乓球博物館館長洽克.霍伊先生2007年得到一張珍貴的明信片，這是一位歐洲人1902年1月22日從中國天津寫回比利時首都布魯塞爾的，寥寥十幾行字述說了乒乓球已經(jīng)在天津十分普及的情景。它確鑿可靠地證明，乒乓球至少在1901年已經(jīng)傳入了中國(圖1)。另一幅當年的《百美圖》更生動描繪了中國人和乒乓球最初的結緣并“有詩為證”：“席上春風為汝招，絲網(wǎng)中隔意非遙，自裁楊木輕于扇，戲搖流星旋旋飄”(圖2)。懷著景仰之情為“國球”尋根問祖，早期乒乓球運動開拓者的身影遙遠而親切，他們當年的天才創(chuàng)造讓后人享用至今(圖3)。

(1)圖組:1902年從天津寄回比利時布魯塞爾的明信片(正反面)

(2)清末民初“百美圖”上的畫幅

(3)圖組:最早的乒乓球設施

乒乓球真正從草地網(wǎng)球的“袖珍版”變成獨立的體育運動是以賽璐珞球問世為分水嶺的。過去用香檳酒瓶塞刻成的軟木球過于“木訥”而難以彈起，實心的橡膠球又過于“生猛”而無法招架(圖4)。19世紀中期，美國富商懸紅一萬美元，尋找制造臺球的新材料替代象牙。美國人海亞特在“重賞之下”發(fā)明了賽璐珞，這種硝基纖維成了現(xiàn)代塑料的鼻祖。英國人吉布1900年在美國的兒童玩具店發(fā)現(xiàn)賽璐珞球后如獲至寶，這種質量輕、外殼薄、彈性好的乒乓球迅速風靡英國。在1931年人類首次往返大西洋的飛行中，駕駛員邁瑞爾將41000個乒乓球塞滿飛機的機身和機翼，確保萬一迫降海面時能夠安全漂浮。這也是乒乓球為航空事業(yè)做出的獨特貢獻(圖5)。

(4)圖組:(4-1)賽璐珞球;(4-2)軟木球;(4-3)橡膠球

(5)美國各界人士歡迎麥瑞爾飛越大西洋

最初的長柄乒乓球拍完全是“小一號”的網(wǎng)球拍。后來用羊皮取代拍弦，直到短柄的木板球拍出現(xiàn)并貼上軟木和砂紙，乒乓球仍然停留在茶余飯后娛樂消遣的層次上。帶顆粒的膠皮拍問世后，乒乓球運動才開始逐漸達到競技體育級別(圖6)。1927年倫敦首屆世界乒乓球錦標賽上，匈牙利選手雅可比贏得了第一個世界冠軍，此后“歐洲風格”的削球成為乒壇主流，杰出的匈牙利男女運動員巴納和瑪麗婭便是這個時代的旗幟性人物。

(6)早期的乒乓球運動裝備

1952年孟買第19屆世乒賽上，日本選手佐藤博治首次亮出了7毫米厚的海綿拍，凌厲無前的正手長抽突破歐洲削球的強固防守，獲得第一個亞洲乒乓球男子單打冠軍。海綿拍的發(fā)明為現(xiàn)代乒乓球運動注入了真正的技術含量，荻村、莊則棟、徐寅生等亞洲選手則把海綿拍的威力發(fā)揚到極致。海綿上覆蓋的正膠、反膠、長膠、防弧膠、雙面膠造就了眾多的特色明星，一代國手張燮林、梁戈亮、葛新愛的傳奇故事都和球拍息息相關。

一記大板扣殺之下，乒乓球的飛行速度可達每秒47米，球拍和球的撞擊時間僅為千分之一秒。在這短暫的瞬間，橡膠和海綿依次受到球的擠壓而凹陷變形，同時吸收碰撞的動能，當形變達到極限值，海綿和橡膠層開始形變恢復，釋放儲存的能量使球“脫板”后高速彈出。這一過程中，球拍底板和球的變形是微乎其微的。

沒有一種球像乒乓球那樣，將花樣百出的旋轉作為常規(guī)技術形態(tài)和基本“殺傷”手段。急旋的乒乓球轉速可達每秒150轉。乒乓球旋轉的根本原因是受力作用線沒有通過球的重心，法向的碰撞力使球平動，切向的摩擦力使球轉動，球拍傳遞給球的力是撞擊力與摩擦力的合力。如果球拍和乒乓球之間沒有摩擦力存在，旋轉就不可能發(fā)生了，這也是“光板”球拍時代打不出像樣旋轉球的原因。當運動員擊球時，切向揮拍速度的靜摩擦力引起海綿層形變不對稱，于是力的作用點發(fā)生偏移而不再指向球心，導致球沿著橫軸、豎軸或縱軸旋轉。擊球時揮拍越快，球拍與球之間的摩擦系數(shù)越大，摩擦面越“薄”，乒乓球的旋轉就越強烈。“粘性”極大的反貼膠，正膠顆粒頂端的細小花紋，都是為了增強球拍的“擰球”和“咬球”能力(圖7)。

(7)力的作用線不通過球心導致球的旋轉

二十世紀五十年代末，日本隊用反貼膠拉出急速上旋的“弧圈球”曾一舉橫掃歐洲，并叫世界乒壇“談弧色變”；1981年第36屆世乒賽上，中國選手蔡振華在決勝局15平的緊要關頭以不同旋轉的發(fā)球連得5分戰(zhàn)勝蓋爾蓋伊。旋轉的威力和“吃球”的原因究竟何在呢？

當上旋球落臺后，繞橫軸的旋轉力沿水平方向朝后作用于臺面，

摩擦力帶來的反作用力使球獲得向前的加速度，所以上旋球彈起時沖力猛，反射角大于入射角。下旋球則相反，落臺后的旋轉力使球獲得向后的加速度，因此下旋球彈起時沖力弱，反射角小于入射角。在球的前進速度不大而下旋極強時，還會出現(xiàn)落臺后“回跳”的情景。而當球拍和上旋球接觸時，摩擦力會使球沿著拍面“上爬”而增大反彈角度。下旋球則沿著拍面“下鉆”而減小反彈角度。難怪抵擋上旋球時經(jīng)常“遠走高飛”，應付下旋球時容易“自投羅網(wǎng)”了(圖8)。

(8)圖組:上旋球的彈跳軌跡(左)下旋球的彈跳軌跡(右)

球拍上的不少發(fā)明創(chuàng)造都是為了更好控制旋轉球，皮厚粒短、表面光滑的防弧圈膠皮有利于消除弧圈球的急速上旋；柔軟纖細的長膠在擊球瞬間膠粒倒伏而用膠桿豎直面“刷球”，回球旋轉方向不變，讓對手“自食其果”。但長膠的“劍走偏鋒”具有太大反常性和難以預測性，不利于提高技術和增進觀賞，國際乒聯(lián)于1999年做出了膠粒高度與直徑比不得大于1.1的規(guī)定。

旋轉的乒乓球不僅落臺和觸拍后會找到“發(fā)力”的支點，在空中也會改變飛行弧線。上旋球頂部的空氣環(huán)流與迎面的空氣阻力方向相反，底部空氣環(huán)流則和空氣阻力方向相同，造成球的上沿氣流速度小，下沿氣流速度大。根據(jù)伯努利原理，球的頂部和底部之間會產(chǎn)生方向朝下的壓力差，使球的飛行弧線變低。反之，下旋球的飛行弧線會升高，而側旋球則朝左右方向飄飛。旋轉的乒乓球在空中偏拐和足球中的“香蕉球”同屬馬格納斯力的作用。

如果說“感覺到的東西不能很好地理解它，理解了的東西才能很好的感覺它”。那么我們熟悉了這些力學常識，就能更加得心應手和“旋轉球”周旋。

1979年平壤第35屆世乒賽上，匈牙利隊奪回了闊別27年的男子團體冠軍獎杯，他們出奇制勝的一大法寶便是使用了“快速膠水”。據(jù)說是克蘭帕爾在一次比賽中偶然發(fā)現(xiàn)重新粘貼的海綿具有魔術般的效果，擊球時速度和旋轉都明顯增強，這一“秘密武器”很快便被各國運動員所周知和掌握，并成為乒乓球廠商的一大生意。“快速膠水”的玄機在于，其中的有機溶劑快速揮發(fā)時能滲透到球拍的海綿層，使細小的微孔結構充氣和鼓脹起來，海綿層因此增厚3%至10%，“貯能模量”提高30%，“損耗模量”明顯降低，擊球時更富有彈性和容易“透板”(圖9)。至于發(fā)出的聲音格外清脆響亮，其原理可以追溯到“氣穴”現(xiàn)象和“水錘效應”。不過這種“灌膠”的威力只能持續(xù)一兩個小時，以致運動員在比賽中不得不多次反復刷膠。乒乓賽場從此也像備有“吸煙室”一樣專門開設了“刷膠室”，供參賽者冒著刺鼻的氣味“臨陣磨槍”。

(9) 有機膠水揮發(fā)導致球拍海面層膨脹

“快速膠水”對健康的危害和對環(huán)境的污染很快引起社會高度關注，國際乒聯(lián)1995年初宣布禁止使用含有鹵化物、苯環(huán)、己烷的有機粘合劑。同一年在中國天津舉辦的第43屆世乒賽上，韓國“弧圈王”金澤洙因球拍被查出使用違禁膠水而取消了參賽資格，成為歷史上第一個因“球拍吃了興奮劑”而遭受處罰的運動員。隨著近年來不斷出現(xiàn)“快速膠水”危害運動員健康的個案，曾經(jīng)歧見紛紜的乒乓球界逐漸統(tǒng)一了認識，所有揮發(fā)性有機膠水將從2008年10月徹底禁絕(圖10)。

(10) 球拍也需要通過嚴格的檢測

1936年在布拉格舉行的第10屆世乒賽中，奧地利隊與羅馬尼亞隊爭奪男子團體冠軍之戰(zhàn)進行了31個小時，因時間過長只能分三個晚上進行；波蘭選手歐立克和羅馬尼亞選手巴奈斯1分球打了1小時20分鐘；羅馬尼亞和法國選手苦斗6個半小時未見分曉，只好抽簽決定勝負。為改變這種冗長乏味的乒乓“馬拉松”，國際乒聯(lián)采取了限制比賽時間的措施。1937年第11屆世乒賽中，美國選手阿隆斯和奧地利選手普里斯在決賽中超過了1小時45分鐘的時限而被判犯規(guī)，致使當年女單冠軍空缺，直到2001年才給二人“平反”并追認她們并列冠軍。不過，64年后的世界乒壇局面恰好顛倒了過來。在大板劈殺、高速爆沖、刁鉆發(fā)球、弧圈快攻所主宰的競技平臺上，對陣雙方往往交手二三回合就“速戰(zhàn)速決”，觀眾來不及看個明白便勝負已定，使比賽同樣變得索然無味。1999年國際乒聯(lián)在哥本哈根專題研究“如何使乒乓球更有魅力”。過去曾經(jīng)唯恐乒乓球“太慢”，如今迫切需要解決乒乓球“太快”的問題了。

新世紀伊始，國際乒聯(lián)大刀闊斧推出一系列改革措施。38毫米球換成40毫米球，開啟了乒乓球的“大球時代”。這一改革的目的是把乒乓球令人生畏的飛行速度和旋轉速度都降下來，增強比賽的對抗性和觀賞性。有人曾提出“加大球臺”、“加高球網(wǎng)”等辦法，相比之下“小球換大球”更智慧和有效。40毫米“大球”的體積增加了16.6%，表面積增加了10.8%，使球在空氣中的阻力增大，飛行速度下降了13%;“大球”的直徑增加了2毫米，重量從2.5克變?yōu)?.72克，使得轉動慣量增大，將旋轉性減弱了21%。由于乒乓球的質量都集中在遠離重心、厚度僅為0.4毫米的薄殼上，所以球的尺寸改變對旋轉的影響特別敏感。此外，由于重量增幅小于體積增幅，使“大球”比以前“變軟”而彈性降低。2001年在大阪舉行的第46 屆世乒賽上首次啟用“大球”，運動員的“接球率”與“回合數(shù)”明顯增多，銀白色的飛行弧線無論在比賽現(xiàn)場和電視機里都更加清晰可見。

2003年巴黎舉行的第47屆世乒賽曾經(jīng)讓體育界一片嘩然。奧地利選手施拉格在賽前曾對記者說，“中國隊能像吹蠟燭那樣滅掉一個個對手，現(xiàn)在輪到我挨打了。”然而中國隊壓根沒有取得奪冠的資格，而是施拉格獲得了男子單打冠軍。一代乒壇明星瓦爾德內爾、佩爾森、蓋亭、莊智淵等全都紛紛落馬。這一戲劇性的結果和首次施行11分制不無關系。2001年，國際乒聯(lián)大膽廢除了沿襲百年的21分制，改為現(xiàn)行的11分制，這一重大決策顯然出自“老謀深算”的數(shù)學頭腦。

如果隨意投擲一枚硬幣來統(tǒng)計正反面朝上的頻率，就會發(fā)現(xiàn)投擲的次數(shù)越多，結果越接近真實的概率，這便是“大數(shù)定律”所揭示的法則。乒乓球比賽中，高水準選手獲勝的概率顯然更高，比賽分數(shù)越多越能“兌現(xiàn)”這一概率。和21分制相比，11分制意味著更多的“偶然性”，包括擦邊球、擦網(wǎng)球、裁判失誤對比賽結果影響的“比重”。德國國家隊教練舍普的統(tǒng)計表明，21分賽制中打到20平的概率為7.1%。施行11分制后，打到10平的概率為16%。盡管局數(shù)增加到7打4勝能起一定平衡作用，但44分的“樣本”是不能和63分相比的。國際乒聯(lián)的良苦用心在于，降低頂級選手“穩(wěn)操勝券”的把握性，增強比賽的懸念性，從而調動更多選手沖擊冠軍的積極性。乒乓球運動的生命力畢竟來自各國的激烈競爭和全世界的熱情參與。

至于“無遮擋”發(fā)球規(guī)則，應該算是和“大球”、11分制“成龍配套”的改革措施，這也是1984年關于球拍兩面必須分清“紅與黑”的規(guī)則延續(xù)。“只準明槍，不許暗箭”，“球與兩個網(wǎng)柱所構成的虛擬三角形之內不得有任何阻擋物”，這一規(guī)定同樣為了扭轉“比賽等于比發(fā)球”的掃興局面和“三板斧”定勝敗的乏味表演(圖11)。

(11)無遮擋發(fā)球示意圖

生產(chǎn)一只小小的乒乓球需要30多個工序，重量、體積、圓度、硬度、彈性都要經(jīng)過科學檢測，達到嚴格標準。僅中國一年就生產(chǎn)乒乓球3億多個。球拍的海綿層是不同規(guī)格性能的發(fā)泡橡膠，厚度不能超過0.4厘米，外面貼著“攻守有別”的正反膠皮。底板材料的85%仍是天然木材，制成5夾板或7夾板。玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維的精心編織與巧妙使用不斷提高球拍的強度、彈性和“底勁”并擴大“甜點”。帶滾輪的整體折疊乒乓球臺無論彈性均勻度、表面摩擦力、色澤光潔性都形成了系列標準，臺上安裝的微型麥克風將擊球和彈跳的聲音清晰傳送到賽場每個角落；擬人化的四輪驅動發(fā)球機則像一個“陪練”的乒壇高手，能按電腦設定的程序接受遙控器指令，每分鐘發(fā)出近百個不同速度、旋轉、落點和弧線的球進行輔助訓練。現(xiàn)代科技為乒乓球設備增添的新景觀每年都層出不窮。

(12)鄉(xiāng)村孩子的乒乓球比賽

在我們居住的“大球”上，4000多萬人在打一種發(fā)出乒乓之聲的“小球”，這是一個美妙的奇跡。當今已有170多個國家在國際乒聯(lián)正式注冊。設施簡單經(jīng)濟，運動可急可緩，男女老幼咸宜，乒乓球能成為風靡世界的體育項目和中國第一大運動，自有它成功的原因。從鄉(xiāng)村學校孩子們用磚頭水泥砌成的乒乓臺到無限風光的奧運會領獎臺，金字塔有了堅實的基座，才能有輝煌的頂尖(圖12)。