一片水域能孕育一个文明，也能让路过河滩的人打出一个漂亮的水漂。作为人类最古老的休闲活动之一，打水漂讲究技巧，门槛却不高，在全球许多国家都能看到它的身影。
我们可能都打过水漂。在一条小河边，随手捡起一块稍扁的石头，尽量将它与水面平行地掷出，就能让它看起来反物理常识地飞出很远，起起落落间留下几个涟漪。
对于打水漂这个也许人人都会的休闲游戏，我们或许不曾想过，自己是否真的懂它。事实上，除了是河滩边几秒钟的消遣，它还可以是古老的赛事、论文的主题、*伤性武器或者文化的缩影。
这块随手被捡起又扔出的小石子，其实并不简单。
打水漂是一项正规赛事
提起打水漂，觉得自己擅长的人一定不少，随手一扔就让石块在水面上跳跃一二十次，的确能引来周围人的注目和欢呼。但对于世界顶尖的打水漂高手来说，这算不了什么。
因为他们可以轻易用石子在水面划出一道白线。
或者同时扔出多个石块，来一手天女散花。
“打得多、打得远”是水漂宇宙中的“绝对正义”，水漂爱好者在追求极限的路上永不止步。
目前打水漂的吉尼斯世界纪录是由外号“山人”的Kurt Steiner在2013年保持的88跳。
当年的封神一漂，统共88个。
而最远距离纪录则是由英国男子Dougie Isaacs保持的121.8米。因为当时的石头飞得实在是太远了，比赛湖面还差点不够用。
打水漂世界最远纪录的诞生瞬间。
“最高纪录”的命运，就是供人打破的。数年来，无数“水漂人”都对这个纪录发起过冲击。
2016年日本选手岡坂有矢曾打出过91跳的成绩，但因为只是个人练习成绩而非正规比赛成绩，所以他对吉尼斯纪录的申请并没有通过。
岡坂有矢打出的弹跳了91次的水漂。
是的，你没看错，打水漂还有正规比赛，而且各个规模都不小。
早在1947年，哥本哈根举办的丹麦锦标赛，被认为是最早的打水漂赛事。美国密歇根的麦基诺岛锦标赛，每年7月4日举行，至今已举办了54届。
麦基诺岛锦标赛史料。
苏格兰伊斯代尔岛的打水漂锦标赛是打水漂界几大国际赛事之一，从1993年至今已经举办了二十几届。
这个风景秀丽的苏格兰小岛曾是苏格兰板岩工业中心，最多的时候岛上有7个采石场。然而1850年的一场海上风暴来临，海水灌满了这些矿坑，不仅采石事业戛然而止，还险些沦为荒废无人岛。
直到多年后，充满着板岩废料和大水坑的小岛被打水漂爱好者们发现：任何人不知道这个打水漂胜地，我都会伤心的ok？
就这样，这里逐渐成为打水漂爱好者的聚集地，担起了举办世界锦标赛的重任。经过多年的规划和改造，伊斯代尔岛建成了世界上第一个专门用以打水漂比赛的赛场。
日本高知县自2004年开始，除了这两年因为部分原因推迟或取消外，每年也会定时举办仁淀川国际打水漂大会。
目前，这些赛事的赛场十分标准、规则体系都已非常成熟。而且在比赛中不仅会有专业裁判，辅助无人机和摄像机等设备为选手统计成绩，还会邀请解说和媒体对比赛进行转播。
看到这里，你是不是心痒手也痒：培养别的体育特长已经晚了，现在开始打水漂或许还来得及。
如何打出一个完美的水漂？
如何在打水漂活动中拔得头筹，这份教程你拿好了。
想要这个水漂打的又远弹跳次数又多，千万要拿捏好以下四个关键点：
①入水初速度
2002年，法国里昂大学的Lyderic Bocquet博士最早从物理学理论上研究打水漂，经过研究他推导出了石块击水的运动方程，推算出石块能够实现弹跳的条件，也给出了水漂最大弹跳次数的计算方法，并于2002年发表在《美国物理学季刊》。
根据他的方程式，石块弹跳只有在抛掷的初速度超过某个临界值时才会发生，而弹跳次数多寡取决于入射水面石块的速度有多快，第一次弹跳至关重要。
后续经过测算，只有当速度超过2.5m/s时，石块弹跳才会发生。简言之，你得使劲儿。
②“黄金20°角”
想要石块在水面上飞得远，入水角度是关键中的关键。
2004年，法国科学家Christophe Clanet通过系统的实验得出水漂产生最多弹跳次数的最佳入水角度约为 20°。因为在这个角度入水时石头和水面的撞击的时间段最短，消耗的动能也是最少的。
最终，这一结果发表在世界权威期刊《Nature》上。
注：石块平面与水面的角度。
③让石头旋转起来
法国的克里斯托夫·格兰尼特博士利用自动投掷机将直径5ｃｍ、厚度2.75ｍｍ的铝制圆盘投入13m长的水池，模拟打水漂过程。
实验证明了石头是否旋转、旋转的程度是打水漂关键因素。石子旋转撞击流体时产生的陀螺效应和马格努斯效应，结合起来影响了其轨迹的偏转。
陀螺效应：重力对高速旋转中的陀螺产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒，而发生小角度的进动。
马格努斯效应：流体力学当中的现象，是一个在流体中转动的物体受到的力。在球类运动项目中非常普遍，例如“旋转发球”“香蕉球”。
马格努斯效应图示。
高深理论不讲，结论就是旋转有助于稳定石块在空中的飞行姿态，为石子的连续弹跳创造有利条件。
④选择直径3-6cm、厚度不超过6mm的薄片石头
英国皇家学会会员史密斯教授综合石头的重量和速度、空气的影响、水的阻力以及重力等因素，推导出了一个完美水漂的方程式：Ｍan＝Ｐ－Ｍｇ＋空气影响（Ｍ代表质量，an代表垂直加速度，P代表水面反馈压力，Mg代表重力）。
利用这个公式玩游戏，最重要的环节就是选石头。合适的石头应该是扁平薄片状的，厚度不超过６ｍｍ、直径介于３～６ｃｍ之间，整体重量不要太轻。
大概长这样。
打好水漂有什么用？
打水漂的应用之广，早就超出了你家门口的小水塘，向更广阔的空间进发，甚至在战争中被用到了武器上。
二战时期，英国空军想轰炸德国鲁尔大坝，但德军在水库大坝上布置了密集的防空火力，还在靠近大坝的水中布设了防雷网，英军即使远距离用轰炸机投放鱼雷也无法炸到大坝。
这时，英国的航空工程师巴尔苏·沃里苏想到了“打水漂”。既然石块可以在水面弹跳，炸弹行不行呢？于是，他以打水漂灵感设计出了一种能在水面弹跳的“跳弹”。
“跳弹”在撞击前以极快的速度旋转，从而在水面上移动，最终炸毁了德国关键的水坝，完成了这次作战行动。
航天飞行器再入返回也汲取了打水漂的灵感。
“再入返回”，航天术语叫“半弹道跳跃式返回”。即是返回器第一次进入大气层一定“深度”后弹起，再第二次进入大气层返回地球。这两次“水漂”会把返回器的速度降下来，让其安全穿过大气层。
我国的“嫦娥五号”，就是这样在太空打着水漂回来的。
好像打了一个“太空水漂”。
别以为打水漂是玩物丧志，这可是真·高深物理学的生活呈现。所以，以后看见水塘，手痒想打水漂就尽情打吧。
参考文献：
[1]黄嘉睿,陈斌.打水漂问题的研究现状及装置设计[J].现代制造技术与装备,2017(12):91 96.DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2017.0990.
[2]戴岩伟.打水漂与物理学规律[J].大学物理,2009,28(12):16-18.DOI:10.16854/j.cnki.1000-0712.2009.12.002.
[3]杨宏兵.打水漂的物理学原理及其应用[J].物理教师,2015,36(05):54-55.
[4]游研社 《专业打水漂，一个潜在的奥运项目》
[5] Stone skipping-维基百科
[6] Secrets of successful stone-skipping-Nature
[7] 如何学会打水漂？-知乎
[8] Theoretical and Numerical Approach to “Magic Angle” of Stone Skipping-PRL
End
编辑：黄茜华
审校：钟 玲
审核：刘 昊
来源：中科院物理所、壹读、游戏研究社、果壳
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