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世界杯的历史也是一部科技史
发布时间：2018-07-18 11:51

　　世界杯不只是足球圈儿的事。在与世界杯产生交集的众多角色里，一个不可忽视的角色是科技企业。

　　2014年巴西世界杯期间，“谷歌Twitter暗战巴西世界杯大数据挖掘”、“世界杯暂时拯救了Twitter但以后怎么办？”都成为醒目的网络标题。这一届的俄罗斯世界杯上，依然不乏科技巨头的身影。谷歌贴心地扩展搜索功能，在赛事当天用谷歌搜索球队或世界杯，结果页会添加 30 分钟精彩回放，比赛的所有进球和亮点一目了然。微软的AI和数据科学专家使用历年世界杯比赛结果和欧洲杯、奥运会等大型比赛的数据，通过“随机森林”模型给出了2018年世界杯的冠军预测：巴西获胜。

　　中国球迷的背后站着阿里巴巴。他们在优酷、CNTV和咪咕看的世界杯直播是阿里云的工程师们在背后默默地“护航”。阿里云为三个网络平台提供了全栈式技术保障，用上的技术包括：弹性计算、CDN、视频AI、窄带高清2.0……“全网70%的世界杯直播流量都跑在了阿里云上。”就在世界杯开幕的前几天，阿里巴巴还公布了阿里生态近30个事业群围绕世界杯的99种互动玩法，这些参与“互动”的公司几乎涵盖了与用户生活紧密相关的各个领域：优酷、淘宝、天猫、支付宝、饿了么、UC、盒马鲜生、飞猪……

　　

　　说科技是这个时代的主角似乎并不过分。在最近不到一个世纪的时间里，技术以前所未有的速度向前猛冲，技术成了人类生活的塑造者、调控者和几乎一切领域的背景色——世界杯当然也不例外。从1930年的乌拉圭世界杯到2018年的俄罗斯世界杯，这88年的世界杯历史是一部活生生的科技发展史。

　　足球的进化

　　

　　不断滚动的足球牵动着世界亿万球迷的心，它是绿茵场上所有目光的焦点。但很少有人会注意到球本身的故事：88年里，它的“进化”从没有停过。

　　1930年，在乌拉圭首都蒙得维的亚的简陋球场里，看台上的观众看到的是一个表面粗糙、甚至明显不够圆的足球。由于是初次举办，很多准备都显得仓促。比赛用球是临近开幕时组委会才确定下来的，到阿根廷对阵东道主乌拉圭时，还闹了一场风波：阿根廷队要求这场比赛用他们自己带的球。为此双方争执不下。后来主裁判做了一个折中的决定：上半场用阿根廷的球，下半场用原本确定的比赛用球。

　　世界杯早期的比赛用球都是用真皮制成，此前数百年一直如此。真皮足球外层是皮革，内层是一圈橡胶，球很重不说，还有一个很大的问题是吸水。1872年，英国足球协会制定的足球标准中，提到重量时需要特地加上前提“比赛开始的时候”——因为在比赛过程中，皮球吸水后重量可能翻一番。

　　吸水问题的技术突破一直要到1982年。从1970年开始，世界杯的比赛用球有了固定的生产商：阿迪达斯。阿迪达斯在设计制作1982年的世界杯用球时采用了当时最新的防水密封接缝技术，显著降低了吸水性。这是最后一款使用真皮制作的世界杯足球。此后，足球材质逐渐升级，1986年使用了聚氨酯合成材料，1998年使用了新型复合泡沫材料，到了2014年，工艺已经变得极为复杂，用的复合材料有6层之多：聚氨酯皮面表层、防止水分蔓延的闭孔发泡塑料层、帮助足球迅速恢复原状的表层纤维增强层、增加弹性的开孔发泡塑料层、承受最大压力的第五层和充满空气的内胆。

　　2018年世界杯比赛用球“电视之星18”（Telstar18）名字回到了1970年。阿迪达斯首次制作的世界杯足球就是“电视之星”（Telstar）。1970年，国际通讯卫星首次用于电视直播。比赛用球的设计也专门配合了电视直播的需要，此前的足球都是单色，这次设计师用了12块黑色五角形和20块白色六角形——黑白相间的球在电视上更容易看清楚。

　　

　　Telstar18，图片来源：阿迪达斯天猫旗舰店

　　“电视之星18”与它的“前辈”们相比，最大的一个亮点是多了一个NFC芯片。芯片和相应的软件技术由BlueBite公司提供。这个芯片完全是为观众加进去的，它对球员和裁判都没有任何帮助。世界各地的球迷们都有机会通过智能手机读取每一只球的专属信息，其中包括它的运动轨迹和球员们的射球技巧。在材料上，“电视之星18”是世界首款利用从甘蔗中提取的生物基乙烯制成的足球。这种材料有很好的弹性，而且绿色环保。

　　从听球到看球

　　世界杯是运动，但它又不只是运动，它还是整个地球的狂欢，超级规模的表演。观看对世界杯的影响几乎贯穿整个世界杯的历史。1970年的世界杯在高海拔国家墨西哥举办，为了保证电视直播的效果，很多比赛都安排在了中午12点。但这可害苦了球员，高温让他们连连叫苦。

　　世界杯直播是从第二届开始的，当时广播正成为风靡一时的新兴媒体。这次世界杯是在意大利时任总理墨索里尼一手主导下举办的。足球成了他向世界展示权力的舞台。墨索里尼几乎包办了所有重要的组织工作：他为意大利队设计了蓝色球衣（今天我们看到的意大利蓝色球衣就是这么来的），下令在世界范围搜罗有意大利血缘的顶级球员，组织球员在山中封闭训练……其中还包括一项：意大利广播电台要对比赛进行直播。

　　

　　世界杯意大利队球衣

　　二十年后，到了1954年瑞士世界杯的时候，人们正开始步入电视时代。这一年，人们第一次在黑白荧屏上看到了世界杯赛场上的场景。此前，电视台普遍并不看好足球比赛的收视率，正是1954年世界杯确立了体育赛事在大众媒体中的地位。

　　1954年还是录播，到了1958年的瑞典世界杯，电视直播开始了。当时，有传言信誓旦旦地说，有几千张票被退了回去（多数是德国球迷），因为他们可以在电视上看了。他们在这一年的电视荧屏上看到了朱斯特·方丹、列夫·雅辛、“小鸟”加林查和不满18岁的贝利。一位住在西萨塞克斯郡的S.迈阿尔先生给《时代》周刊写信感叹道：“盛夏电视足球盛宴！科学给我们带来了很多恐怖的东西，氢弹是一个，但很显然这一切终结了。”但赛事结束后，一位瑞典足协官员抱怨：电视转播收入根本抵不了损失的现场门票收入。

　　前BBC体育部负责人阿兰·哈特回忆说，1970年，“新技术帮我们将比赛呈现出它们从未有过的样子。”这一年，坐在家里的球迷们终于可以看到“彩色世界杯”了。阿兰·哈特回忆，也是在这一年，他们第一次用了慢动作回放。电视发明者约翰·罗杰·贝尔德之孙伊恩·罗杰·贝尔德回忆说：“随着彩色电视的到来，作为娱乐的运动被永远地从本质上改变了。图像有了更多的信息，解说员就不用再像在广播中那样事无巨细了。他可以把精力放在其它方面（比如某个球员的个人表现）。”

　　接下来的几十年里，电视直播随着科技发展不断升级。2010年南非世界杯上，电视直播有了另一项突破：观众第一次看上了高清世界杯比赛，同时观众也是第一次可以在手机上观看世界杯。这一年的世界杯，每场比赛动用了29台摄像机，其中还包括高速摄像机和直升机航拍。今年的俄罗斯世界杯摄像机数量更是达到了33台，其中有8台超慢镜头，4台极慢镜头。BBC同时推出了4K直播和VR直播——球迷只要戴上VR头盔，就可以通过专门的APP看VR球赛了。

　　智能时代的安保与裁判

　　在智能时代以前，技术发展影响的主要还是足球和电视；到了智能时代，科技开始渗透到世界杯的方方面面。

　　比如安保。2006年德国世界杯上，350万张门票首次嵌入了具有鉴别信息的RFID芯片。球迷们在进入体育场时，现场安检系统能够迅速检测他们的信息。此外，这届世界杯还使用了移动指纹识别系统，德国警察可以根据球迷的指纹迅速匹配他的相关信息。2014年的巴西世界杯部署了30台Packbot军用机器人执行安保任务。Packbot军用机器人曾经出现在阿富汗和伊拉克战场上，也曾经出现在2011年日本大地震海啸后的福岛核电站。

　　当然最值得一提的是裁判了。1996年，BP机应用于裁判工作。最近十年里，开始有越来越多的“黑科技”进入绿茵场。

　　2018年6月16日，俄罗斯世界杯小组赛C组法国对阵澳大利亚的比赛中，主裁判库尼亚在视频助理裁判的提醒下改判了点球。这是VAR（视频助理裁判）技术首次引入世界杯之后立的首功。VAR是这两年足球赛场上的一项热门技术，此前已经在世俱杯、联合会杯以及德甲、意甲等大型赛事中使用过，但在世界杯上出现还是头一回。

　　从技术上来说，VAR并不复杂，与传统的比赛相比，多了场外的视频助理裁判。他们在一个专门的房间里，可以看到33台摄像机的全部信息，同时还有额外的两台摄像机是专为他们准备的，以判断球员是否越位。在是否进球、点球判罚等四种情况下，场外的助理裁判可以提醒主裁判观看视频回放，重新判决。

　　VAR的好处很明显，借助技术，“冤假错案”就会明显减少，从而促进比赛的公正。很多人会想起著名的“上帝之手”事件。1986年6月22日，在墨西哥世界杯1/4决赛阿根廷对阵英格兰的比赛中，马拉多纳用手把球攻入了球门，裁判判决进球有效。后来“上帝之手”被用来专指足球比赛中用手将球打进且被误判有效的情况。现在赛场上有了VAR，可以预期的是，很难再有“上帝之手”出现的机会了。

　　当然并不是所有人都欢迎这项新技术，反对的声音一直存在。皇马队员莫德里奇就表示他一直“不理解VAR”。一个原因是观看视频回放会耽误时间，从而影响比赛的流畅性，也干扰球员的发挥。2017年8月意甲斯帕尔对阵乌迪内斯的比赛中，有两分多钟的时间，主裁判一人独自站在赛场中央，通过耳机与场外的助理裁判就刚刚作出的判决交流，然后走向场边观看视频回放，最终他更改了判决，但此时时间已经又过去了接近一分钟。也就是比赛中断了整整三分钟。这对双方队员和他们的球迷们显然都是一个漫长的等待。

　　还有一种观点认为，偶尔出现的错判本身就是足球运动魅力的一部分。前国际足联主席布拉特就持此观点。他曾说过：“误判是足球运动的人性一面。”在面对媒体谈及VAR时，布拉特说：“比赛会因此失去吸引力，你应该允许裁判有犯错的空间。”在他看来，国际足联引入VAR“非常危险”。这里出现了一个值得进一步思考的问题：人类在多大程度上需要机器（技术）的帮助？这种帮助对人类意味着什么？

　　其实在2014年，巴西世界杯已经引入了一项类似的“黑科技”，就是门线技术。国际足联起初一直反对引进这项技术，甚至就在2010年的IFAB（国际足球协会理事会，负责制定国际足联足球规则）会议上，门线技术还被以6票赞成2票否决“永久否决”了。后来由于南非世界杯期间出现的几次误判，国际足联突然转了方向，重新开始讨论是否使用门线技术，并最终给出了肯定的答案。

　　门线技术的原理也很简单，就是通过多台高速摄像机捕捉足球轨迹，判断球是否全部越过球门线。当球完全越过球门线的时候，裁判戴的手表上会收到系统自动发出的“GOAL”信息。整个时间不超过1秒钟，因此这项技术并不会像VAR一项给比赛带来干扰。国际足联反对的原因可能是他们觉得进球的判断不需要机器掺和。前欧足联主席普拉蒂尼就是门线技术的反对者之一。他曾说：“用于门线技术的钱用来扶植基层足球更好。”显然他觉得这根本是劳民伤财的多此一举。这项由德国GoalControl公司提供的技术费用不菲，每座球场安装设备需要约17万英镑，每场比赛的运营费也需2500英镑。

　　

　　裁判手表上显示“GOAL”

　　大数据预测

　　2010年南非世界杯期间，德国奥博豪森海洋馆里的一只章鱼成了全球明星。这只名为保罗的章鱼在2008年欧洲杯和这一年的世界杯期间，成功预测了14场比赛中的13场。热心的网友甚至给这位“预言帝”PS了一张《时代》周刊封面。到了2014年，保罗已经不在世间，刚刚兴起的大数据开始派上用场。

　　微软、谷歌等技术巨头和高盛、德意志银行等投行都发布了自己的大数据预测结果。但它们的预测水平参差不齐，像微软就成功预测了全部的16强和8强，在频繁爆冷的小组赛阶段，准确率也达到了56.25%；而德意志银行的预测就错得离谱，根据它的预测结果，巴西无缘8强，英格兰夺冠——后来事实证明全错了。

　　今年的俄罗斯世界杯，大数据预测热度继续。开幕前俄罗斯一位物理系学生公布了他用“神经网络”预测出的结果：2018年世界杯前三名将是德国队、巴西队和阿根廷队，他自称准确率达80%。体育数据提供商OPTA给出的结论是，巴西将有14.2%的机会夺冠，德国紧随其后，有11.4%的概率夺冠。

　　欧洲最大的金融控股集团瑞银集团也给出了预测，这家公司使用了用于分析投资机会的计量经济学工具进行预测。由18名分析师组成的团队综合考虑每支球队的团队实力和历史表现，用计算机进行了一万次模拟，最终得出结论，德国队、巴西队和西班牙队将成为本届世界杯前三名，它们的夺冠概率分别为24%、19.8%和16.1%。

　　以现在的大数据预测能力，娱乐价值似乎更大一些。因为它们未必能够让人相信。高盛也在开幕前发布了2018年世界杯预测，它认为巴西将有望夺冠，并且预测沙特将打败俄罗斯，但在世界杯揭幕战中，俄罗斯就以5：0大胜沙特。有网友调侃，与其相信大数据，还不如相信当年的章鱼保罗。

　　但在球队那儿，大数据却是有实实在在的价值。在备战2014年世界杯时以及正式比赛期间，德国队就使用了SAP公司提供的Match Insights足球解决方案。Match Insight可以实时追踪场上的信息，比如每名选手和整个团队的移动数据、控球百分比等，还能分析对阵双方在比赛中的实时阵型变化、防守范围和防守空挡等。SAP巴西实验室董事总经理斯特凡·瓦格纳说：“体育世界在改变，技术正在革新每一个领域：球迷体验、运动员表现追踪、球队管理、门票、场馆运营。德国足协想在这场产业转型中当先锋。用SAP提供的解决方案，我们一起沉着应对这场转型，迎接一场成功的世界杯。”

　　

　　科技的故事，人类的故事

　　申办2022世界杯的时候，日本也大打科技牌。其中包括帮助各国球迷沟通的翻译耳机，向场上球员一指就可以获得他的信息的“黑科技”设备。此外，他们还打算利用科技手段在两百多个国家设立约400个球迷嘉年华，给没法到现场的球迷提供狂欢的空间。

　　时任日本世界杯申办委员会主席犬饲基昭在2010年接受媒体采访时颇有信心地说：“你可以认为这些你将见到的技术是从科幻电影里来的，但是我们有好几个阶段、总计12年的时间实现它。”

　　最终获得主办权的卡塔尔也离不开科技加持。卡塔尔世界杯主体育场哈里发国际体育场的一大亮点是它的空调系统。卡塔尔这个沙漠上的国家以高温著称，夏季白天的温度经常都在45摄氏度以上。所以空调系统就显得尤为重要，但在这样一个国家的露天体育场开空调，也的确是一个难题。

　　最终，这个难题还是被卡塔尔大学工程学院的研究人员克服了。他们为主体育场专门研制了一套空调系统，采用的是不同于常规冷却方式的“分区冷却”。空调系统由一公里外的能量中心驱动，冷水通过管道从能量中心通向球场，降低空气的温度，然后冷风被源源不断地送到场内。而且风向问题经过了特别设计，冷气不会因为露天而“消失”。球场内一共安装了500个出风口，这些出风口可以保证球场温度稳定保持在23到25摄氏度。哈里发体育场由此成为世界首座也是最大的露天空调球场。

　　英国《卫报》在空调系统完成研制安装之前曾评论称：“这将是巨大的工程挑战，但值得应对。因为接下来的一个世纪里，随着全球气温变暖，将产生越来越多的可持续空气调节需求。不只是在足球领域，越来越多的人会发现他们住在一个炎热潮湿的地方，英国也不例外。”刘易斯·芒福德在《技术与文明》中说：“技术的世界不是孤立的，也绝非自成一统。它与来自看似遥远的人类环境的各种因素相互作用。”世界杯与科技之间的故事说到底就是人类的故事：人类不断改进生存环境的故事，人类智慧向前不断推进的故事，人与机器相处与博弈的故事……这个故事还将继续地讲下去。

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