在球员穿着球鞋的脚由运动转为静止的那一刻,以及球员脚部发生扭转或弹起迈出下一步的瞬间,篮球鞋布满复杂纹路的橡胶外底会经历“黏着——滑动——再黏着”的过程。这个过程看起来像是截然停止,但实际上橡胶外底的设计正是为了让这个过程有一个过渡。如果篮球鞋抓地力过强,穿着它球员的动作会变得不协调;如果抓地力不足,又会增加滑倒的风险。
耐克设计师张传禧说:“我将这种摩擦声看作是一双球鞋抓地力达到平衡的最佳信号。”
尤迪特·普斯卡什(Judit Puskas)也认同张传禧的说法。尤迪特·普斯卡什是阿克伦大学一名化学工程教授,最近她刚获得了查尔斯固特异奖(由美国化学学会颁发的橡胶工业领域最高奖项,始于1941年)。她提出橡胶的三个特性组成了一个“魔术三角”——滚动阻力(控制橡胶滑动的能力),附着摩擦力(橡胶黏性)和耐久性。橡胶的这三个性质中,任意一个发生改变都会对另外两个产生影响。橡胶制品都要根据用途找到这个三个特性之间的平衡点,不管是制造篮球鞋外底、汽车轮胎还是其他橡胶部件。

▲ 滚动阻力、抓地力和耐久性构成橡胶的“魔术三角”
尤迪特·普斯卡什说:“橡胶鞋底既要让你的运动停止,又要保证你能随时开始移动,这是一对完全相反的需求。你希望橡胶有足够的附着力使你停下来,但又不希望附着力过强让你无法移动。”
所以,篮球鞋的吱吱声到底是怎么回事儿?
球员急停或横切时脚下吱吱的声音意味着球鞋的附着力和滑动性达到了平衡,但这并没有解释这种声音是怎么产生的。
波士顿大学机械工程学副教授格雷格·麦克丹尼尔(Greg McDaniel)管理着一所振动试验室。他认为,制造声音的根本方法是压缩空气。
“如果你只是在空气中挥舞手臂,你不会听见任何声响,”他说。“为什么?因为你没有让空气压缩。空气像四处流动的水一样,在你挥舞的手臂挤压它之前,它有足够的时间流走。”
但在篮球鞋鞋底各种纹路构成的微小空隙中,空气很容易被压缩。

“被压缩的空气对其周围未被压缩的空气产生吸引使其拉张,而拉张的空气又对其周围空气产生压迫,如此便形成了一连串压缩—拉张、压缩—拉张的空气波动,这就是声波,”格雷格·麦克丹尼尔说。“当橡胶鞋底与地板摩擦发生粘滑运动,鞋底微小空隙中的空气由于橡胶纹路的变形而被压缩,并且空气被压缩的频率等于橡胶在粘滑运动过程中震动的频率。”
马丁·肖腾对两双鞋底带有人字形花纹的篮球鞋进行了测试,发现它们在地板上摩擦发出的声音音频高达5000到6000赫兹,这已经接近人类听觉的上限。而且,硬木地板不光是橡胶鞋底摩擦发声的绝佳接触面,还对声音有放大作用,让吱吱声传到整座球馆。
私人订制篮球鞋的声音?
篮球鞋的鞋底会发出声响,这成了人们对篮球鞋根深蒂固的认知。耐克围绕篮球鞋创造了一座商业帝国,但他们也曾尝试设计出异常安静的篮球鞋。
“篮球鞋的声音取决于鞋底纹路的几何形状,”张传禧说。“鞋底的人字形纹路越多,球鞋就越容易发出声响;鞋底的点状、块状纹路越多,球鞋就越安静。”
去年NBA总决赛期间,克利夫兰骑士队当家球星勒布朗·詹姆斯换上了他的新球鞋——当时耐克为他全新设计的球鞋“战士10代”。这双球鞋就被设计成几乎不发出任何摩擦声响,鞋底主要由方形格子和凸起点状组成。

▲ 耐克为勒布朗·詹姆斯推出的“战士10代”篮球鞋
这双特立独行的球鞋引发了杜克“龙虾”生物学家西拉·帕特克的奇思妙想:篮球鞋的吱吱声能不能个性化订制,让每个球员的球鞋拥有自己独有的声线?
格雷格·麦克丹尼尔不太看好这个点子。他认为,球鞋摩擦的声响也许可以被订制(而且现在各种款式的球鞋发出的声音本来就不同,当然这并非被有意订制),但这些声音的频率范围过于狭窄,大多数人听不出其中的不同。
最后……
球迷们应该对篮球场上球鞋的声响心怀敬畏。无论篮球这项运动如何进化,球鞋在硬木地板摩擦的声音从篮球比赛诞生的那天起就没变过,一直延续到今天。

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