# 第5章：科学与装备

花样滑冰 · 第5章：科学与装备 · Insporta Book (https://book.insporta.app/zh/figure-skating/interesting-facts/chapter-5-science-equipment/)

滑冰的科学与装备：冰为什么滑、锦标赛冰面及其涂色与修补、赞博尼冰面修整车及其发明者、四周跳的物理学、长野测得的跳跃高度、吉尼斯纪录，以及冰鞋靴的制作过程。

## 5.51 冰为什么滑

从压力融化到滚动的分子：2018年的一项研究对冰的滑性有何发现。

### 测试 1: 冰的滑性

- 这位爱尔兰物理学家认为，局部接触压力大到足以使冰融化。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 2018年的新闻稿指出，液态水确有帮助，但使冰融化的是摩擦生热，而不是压力。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 这些分子像微小的球体一样在冰面上滚动，由热振动驱动。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 随着温度升高，更多固定的分子变为可移动，摩擦也随之减小。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 速度滑冰冰场使用的正是这一温度。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 接近融点时，滑动的物体会陷入更软的表面，陷得更深。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 在-100℃时，冰被证明是高摩擦表面，一点也不滑。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- 先是实验，再是光谱学，然后是模拟，三者共同指向表面可移动的分子。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- -7℃时摩擦最小，接近0℃的软冰上滑行更费力，-100℃时摩擦很大。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)
- C 为-7℃；A 为-100℃，B 为-50℃，D 为0℃。 (来源: University of Amsterdam，The slipperiness of ice explained（2018年5月8日），论及 Weber et al.，Journal of Physical Chemistry Letters)

## 5.52 世锦赛的冰面

波士顿的TD Garden如何把冰球冰面变成2025年世锦赛的花样滑冰冰面。

### 测试 1: 锦标赛冰面

- 这比冰球标准高出1英寸或更多。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 他说，没有厚度，运动员就只是在撞击下面的混凝土。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 稍软的冰有助于运动员落冰。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 导演说，花样滑冰运动员要跳跃、落冰和旋转，不只是做刹停。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 因此整座场馆的温度比冰球比赛夜略高。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 这也减轻了制冰设备的负担。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 冰面作业班组在那个周五晚上终场信号响起时就开始了。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 工作人员从终场信号响起后开始作业，好让冰面为运动员做好准备。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 冰球用冰比世锦赛的22°F低约5度；水在32°F结冰。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- C 约为2½英寸；A 为1英寸，B 为1½英寸，D 为4英寸。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)

## 5.53 冰面的涂色与修补

2025年世锦赛的灰色冰面、冰上标志，以及修补冰坑的冰面维护员。

### 测试 1: 涂色与修补

- 白色涂料盖住一切，使底下的东西不会透出新冰面。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 这家加拿大公司的涂料在刷上新颜色之前盖住了线条。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 国际滑联标志和中央标志铺在其上。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 摄像机位于冰面上方约10英尺处。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 灰色减少了这些摄像机从白色表面上接收到的眩光。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 他们穿着冰球冰鞋，在整冰车铺新冰之前作业。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 更厚、更暖的冰仍有出现缺口和沟痕的风险。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 标志在最后一次浇冰之前贴到了灰色冰层上。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- 补冰工紧挨在整冰车前面作业。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)
- A 是冰球冰面，B 是白色遮盖涂料，C 是灰色层，D 是刚冻结的1英寸水层。 (来源: The Boston Globe，How TD Garden prepared for the World Figure Skating Championships（2025年3月26日）)

## 5.54 赞博尼冰面修整车

弗兰克·赞博尼的冰面修整车如何工作，以及谁买下了第一批机器。

### 测试 1: 冰面修整车

- 他认为，每天损失的滑冰时间太多了。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 一片刀刃刮削冰面，机器在一次通过中完成收集、冲洗和浇冰。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 他的第一台机器效果不佳，他把设计搁置到1947年。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 家族合伙企业开始生产改进后的 B 型。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 弗兰克亲自把零件开车送到芝加哥，好让机器能为她的演出组装起来。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 它保存在明尼苏达州的 Eveleth。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 历史资料指出，它在冰球比赛每一节之前出场。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 用过的水经过过滤，回到水箱。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 1950年，然后是赫尼的两台机器，1952年的 Ice Capades，以及1954年的10台。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- B 是10分钟；A 是三个人手工需要的90分钟，C 和 D 是用于比较的其他时间。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)

## 5.55 弗兰克·赞博尼与冰岛

机器背后的发明者：块冰、Iceland冰场、一座新城和十五项专利。

### 测试 1: 发明者

- 他出生在 Eureka，在爱达荷州的一个农场长大。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 他们为用铁路车厢运送农产品的水果和蔬菜包装商供货。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 1939年，他们卖掉了生意，但留下设备用来建一座冰场。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 这座100英尺×200英尺的露天冰场可容纳800名滑冰者。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 每年约有150,000名滑冰者使用这座冰场。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 它连接着 Hynes 和 Clearwater 两个镇；公司至今仍设在那里。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 它每分钟抽水约400加仑，使好几场世界大赛免于因雨取消。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 1940年、1948年、1949年和1983年。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- 1965年、1988年和2000年，最后一次是在他去世之后。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)
- A 是1927年，制冰设备；B 是1940年；C 是1949年，专利申请；D 是1983年，他的最后一项专利。 (来源: J. Scafetta Jr., Frank J. Zamboni, Jr.: The Man Behind the Machine（Fra Noi，2001年；转载于 zamboni.com）)

## 5.56 四周跳的物理学

滞空时间、作用力与角动量：物理学家怎样看四周跳。

### 测试 1: 四周跳的物理学

- 四周转体都必须在这个时间窗口内完成。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- 一个人垂直向上大约能跳2英尺；运动员大致是这个数字的两倍。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）；Northeastern University College of Science，Figure skating in the 2022 Olympics hinged on quad jumps（2022年2月24日）)
- 几乎所有的旋转都必须在运动员离冰之前产生。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- 这接近有记录以来最快的旋转速度，每分钟342圈。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）；Guinness World Records，Fastest spin on ice skates)
- 这位物理学家说，收紧手臂并不会让你旋转，只会让你转得更快。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- 在角动量相同的情况下，身体越紧凑转得越快。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）；Northeastern University College of Science，Figure skating in the 2022 Olympics hinged on quad jumps（2022年2月24日）)
- 展开身体会增大转动惯量，使旋转变慢。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- 她说，落冰是和起跳一样难的第二个物理问题。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- 展开、收紧、再展开：转动惯量先减小，然后增大，使旋转减慢。 (来源: Northeastern University College of Science，Figure skating in the 2022 Olympics hinged on quad jumps（2022年2月24日）；George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)
- C 超过550磅；B 是三周跳的大约440磅；A 和 D 是用于比较的其他数值。 (来源: George Mason University，On the Blade's Edge of Physics: How Ilia Malinin Lands the Quad Lutz（2026年2月13日）)

## 5.57 1998年长野的跳跃高度

一项国际奥委会生物力学项目测量了1998年奥运会女子自由滑中的每一次跳跃。

### 测试 1: 测量跳跃

- 来自名古屋大学和筑波大学的研究人员分析了这些跳跃。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 摄像机每秒记录60场，高度由滞空时间得出。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 作者认为，点冰让运动员能把助滑速度转化为高度。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 平均为0.518米；勾手跳是唯一一种朝起跳刃相反方向旋转的跳跃。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 其中一次是 Tatiana Malinina 的，她获得第八名。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 旋转周数较少、点冰跳较少以及疲劳是给出的可能原因。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 名次最高者在保持跳跃高度方面表现出最好的耐力。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 所有周数合计分别为0.488米、0.451米、0.416米和0.357米。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- 高度来自公式 H = gT²/8，其中 T 为滞空时间。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)
- A 是阿克谢尔跳（0.398），B 是勾手跳（0.488），C 是后内结环跳（0.357），D 是后外点冰跳（0.416）。 (来源: Sakurai, Ikegami, Akiya, Asano: Jump Height in Ladies Single Figure Skating at Nagano 1998（ISBS 1999）)

## 5.58 吉尼斯世界纪录中的花样滑冰

最快的旋转、单足旋转圈数最多、搭档头顶旋转，以及纪录得分。

### 测试 1: 吉尼斯纪录

- 这位加拿大人于2015年1月19日创下该纪录。 (来源: Guinness World Records，Fastest spin on ice skates)
- 华沙是她的出生城市。 (来源: Guinness World Records，Fastest spin on ice skates)
- 波兰患有危及生命疾病的儿童，以及青少年慈善机构 Leave Out Violence。 (来源: Guinness World Records，Fastest spin on ice skates)
- 这位瑞士运动员在纽约的 Chelsea Piers Sky Rink 创下该纪录。 (来源: Guinness World Records，Most continuous upright spins on ice skates)
- 纪录页面上写明了裁判员的名字。 (来源: Guinness World Records，Most continuous upright spins on ice skates)
- 这对已婚的职业滑冰运动员于2024年6月24日创下该纪录。 (来源: Guinness World Records，Most consecutive spins balancing a person on the head while ice skating)
- 他的总分是280.98；证书在多伦多的一次 Skate Canada 招待会上颁发。 (来源: Guinness World Records News，Patrick Chan honoured for triple world record achievement（2011年9月14日）)
- 2003年、2011年、2015年和2024年。 (来源: Guinness World Records（Ruh、Oliver和Rappolds的纪录页面；Patrick Chan的新闻，2011年）)
- 93.02、187.96和280.98。 (来源: Guinness World Records News，Patrick Chan honoured for triple world record achievement（2011年9月14日）)
- C 是115圈；A 是 Rappold 夫妇的51，B 是 Chan 的93.02短节目，D 是 Oliver 的每分钟342圈。 (来源: Guinness World Records（Ruh、Oliver和Rappolds的纪录页面；Patrick Chan的新闻，2011年）)

## 5.59 Riedell 的故事

一家来自明尼苏达州雷德温的制靴厂，由同一家族经营了三代。

### 测试 1: Riedell 公司

- 他们着手制造高品质的手工滑冰靴。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us)
- 公司至今仍在那里的 Cannon River Avenue 设有地址。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us)
- 他把所学的知识与自己的滑冰知识结合起来。 (来源: Riedell 博客，A Riedell History Lesson（2012年8月9日）)
- 他在这项运动的两个方面都获得了荣誉。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us；Riedell 博客，A Riedell History Lesson（2012年8月9日）)
- 当时轮滑场正在全国各地涌现。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us)
- Scott、Bob、Paul 和 Dan Riegelman 继续经营这家公司。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us；Riedell 博客，A Riedell History Lesson（2012年8月9日）)
- 公司称其产品系列是世界上最齐全的冰鞋系列。 (来源: Riedell 博客，A Riedell History Lesson（2012年8月9日）)
- 从20世纪40年代，到60年代末，再到今天的第三代。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us)
- 从朋友那里借来的医学书是他的起点。 (来源: Riedell 博客，A Riedell History Lesson（2012年8月9日）)
- B 是轮滑鞋；A 是花样滑冰鞋，C 是骨制冰刀，D 是带铁刃的木制冰鞋。 (来源: Riedell Ice Skates，Our Story（ice.riedellskates.com/about）；Riedell Roller Skates，About Us)

## 5.60 冰鞋是怎样制成的

裁切、试穿、楦型与收尾：Riedell 制作花样滑冰冰鞋靴的各道工序。

### 测试 1: 制作冰鞋靴

- 公司将它们概括为五个主要阶段。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 在绷楦阶段，鞋面在楦头上成形。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 在裁切皮革和其他材料之后是配装。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 文章把它列在额外工序中，与冲鞋眼和打磨鞋底并列。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 然后装上皮革鞋底，并把冰刀用螺丝固定到位。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 靴子也可以是合成材料、硬塑料，或皮革与合成材料的混合。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 其他冰刀为碳钢、涂层高速钢或粉末冶金工具钢。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 从裁切好的材料到装盒、检验过的靴子。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- 冰刀是最后安装的部件，位于鞋底之下。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)
- A 标示鞋面，B 为鞋跟，C 为鞋底内的鞋腰，D 为冰刀。 (来源: Riedell 博客，Behind the Scenes at Riedell: How Figure Skates Are Made（2024年9月8日）)

来源: University of Amsterdam release on Weber et al. (2018)；The Boston Globe on TD Garden (2025)；zamboni.com 转载的赞博尼历史资料；George Mason University 与 Northeastern University；Sakurai et al., ISBS 1999；Guinness World Records；Riedell 自家网页。Riedell 的保养与试穿建议属于 KT 内容，不再重复出题。每条事实及其来源均记录在 docs/FIGURE_SKATING_VERIFIED_FACTS.md 中。

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