新聞中的科學》五角+六角 足球這樣組成

【聯合報。記者郭錦萍】

世界杯足球賽即將開踢，各地球迷也跟著腳癢，看足球賽，有人看熱鬧，但科學性的門道也有必要知道。
依據國際足協（FIFA）的規定，足球用的球，必須是球體，用皮或其他適合的材料製造而成。圓周為：68厘米至70厘米。在比賽前的重量為：410克至450克。
由於在比賽進行中，發現皮球破裂或漏氣時，必須停止比賽，並從球賽暫停處用新球以墜球方式重新開始比賽。假如球是在比賽暫停之際，如踢定位球、球門球、角球、自由球、點球或擲界外球時發生破裂或漏氣，則必須重新開始比賽。但未經裁判員的批准，不得更換皮球。
因為賽事可能因球中斷或重來，所以足球的堅固、耐踢成了重要課題。
一九六七年時，美國建築師富勒（R. Buckminster Fuller）利用無數三角組合成一個巨大的球形屋，展示在蒙特婁世界博覽會，因為三角形結構最穩定。這個結構概念影響深遠，不但影響了天文化學C60的研究，也觸動了現代足球的發展。
早期數學家發現，由三角形組合成的4面體、6面體、8面體、12面體及20面體，是面數最少的對稱結構，其中又以正20面體最接近球形結構，但若真的當成球來踢，球員頭捶時很容易受傷。
因此若將20面體的銳角切掉，可讓結構更接近對稱圓，立體結構的穩定也增加；20面體有12個頂點，每個頂點是由五個三角形組成，如果把12個頂點削平，就會產生12個正五邊形。至於原來的20個三角形，就變成20個正六邊形。
因發現C60獲得1996年諾貝爾獎的化學家，就是因為注意C60和足球的截角20面體結構相同，並體會到60個碳的位置就是因為位於60個頂點上，才會讓C60雖是對稱球型空心結構，但硬度超強；像C70就無法形成正圓，而是橢圓結構。
所有足球比賽都沒有規定要用正六邊形和正五邊形組合，但截角廿邊形堅固的優點被愛迪達公司相中，並在1970年世界杯推出「Telstar」 足球，因為大受歡迎，所以後來多足球都採相同設計。
至於球為什麼是黑白？有一說是，1970年是史上第一次電視彩色轉播的世足賽，所以，愛迪達推出Telstar（電視之星）時，就把它弄成黑白相間，好讓電視前的觀眾，能清楚看到球的運行。 【2006/03/31 聯合報】