玩出来的飞机和火箭
人类如今已经实现飞上蓝天、冲出大气层的梦想。我们要感谢那些具有超越时代想象力、创造力和顽强精神的玩家,是这些极为普通的,甚至在当时并不受人待见的玩家让人类梦想成真。

2019年10月1日,在庆祝中华人民共和国成立70周年的盛大阅兵式上,威武的代表不同军兵种的飞行方阵从天安门上空飞过,其中有歼击机、轰炸机、空中加油机、预警机、直升机等各种机型。
坐飞机现在对于大家来说已经习以为常,尤其是坐在舷窗边俯瞰身下美丽大地的感觉,那叫一个爽。
除了飞机,还有火箭带领我们探索太空。1977年9月5日,在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角,一枚巨大的火箭腾空而起,这枚取名叫泰坦号的火箭搭载着一个800多千克重的小东西——“旅行者1号”无人探测器飞出地球,奔向遥远的星际空间。1979年它拜访了木星,1980年拜访了土星,40多年过去了,它还在继续往前飞。如今科学家仍然可以通过微弱的电波知道这个小东西的位置,它现在距离太阳140亿千米,已经到达太阳系的边缘,并且正以每秒17.2千米的速度向太阳系以外的蛇夫座方向飞去,据说几万年以后会和一颗编号为AC+793888的恒星擦肩而过。此外,如今的太空旅行也成了一种赚钱的买卖,已经有好几个有钱人实现了自己的太空旅行梦。

飞翔自古以来就是人类的梦。
每当我们看着翱翔在天空的雄鹰,或者院子外面树林子里自由自在、飞来飞去的小麻雀,大家都会对这些会飞的生灵感到非常的羡慕。远古时代的人和我们一样,他们也非常羡慕这些会飞的家伙。而且古人对它们的羡慕可以说到了非常敬畏的地步,已经不是羡慕,而是崇拜。古人把一些会飞翔的动物作为图腾来祭拜。例如,古代的匈奴人、契丹人和女真人都崇拜鹰,傣族人崇拜孔雀。西方人也特别崇拜鹰,这种崇拜甚至延续到了今天,如现在西方不少国家的国徽上有鹰的图像。
另外人们对天上闪烁的星星,还有那个挂在天幕上,讲述着阴晴圆缺故事的月亮也充满了好奇。大家都很想知道小星星和月亮上到底是个啥样子,是不是也和我们周围的世界一样,有花有草,有各种生灵呢?于是对天的崇拜也在人类的记忆中成为千古之谜。
除了对鸟儿和天空的崇拜,人们还特别希望自己也能像鸟儿一样飞起来,甚至飞出地球,去亲眼看看星星和月亮。人类的想象力是非常丰富的,几千年前就有人创作出许多美好的关于飞翔的故事。
在古希腊、古罗马的神话故事中,天使是长着一对翅膀的人,他们可以自由地飞翔在天地之间,为地上的人们传达天神的旨意。不仅有会飞的天使,古希腊的各路神仙玩得更先进,用现代的话来说就是玩时空转换。因为这些神仙并没有长翅膀,他们想去哪里,在一瞬间就可以到达,似乎不需要时间这个概念。中国的神话也是玩的这个套路,只是还需要一点点时间。玉皇大帝的各路神将是驾着云在天地间穿梭,孙悟空也要翻个跟头才能飞出十万八千里,还有偷了灵药飞上广寒宫的嫦娥。从因果关系上看,还是中国的玩法比较接近正常的思维,也具有视觉效果。
有些人也许被这些神话故事深深吸引,再加上对飞在天上的各种小鸟实在羡慕得不行,便试着玩起飞翔来了,而且越玩越出彩。就连伽利略小时候也给自己浑身绑上翅膀想试试飞起来的滋味,结果给摔了个鼻青脸肿。
那究竟是谁让人最终可以飞起来的呢?要实现飞的理想,当然需要玩家们丰富的知识,但仅仅凭着知识是完全不行的。实现飞的理想还要靠玩家们超越时代的想象力、创造力和顽强的精神。正是那些具有超越时代精神的、顽强的玩家让我们飞了起来。
地球上会飞的动物有很多,根据古生物学的研究,地球上第一个飞起来的是昆虫。大约在3亿多年前的石炭纪,第一批昆虫飞了起来,依据是古生物学家发现过约3亿年前蜻蜓翅膀痕迹的化石。第一个飞起来的脊椎动物是2亿多年前的翼龙,是一种会飞的爬行动物,样子有点像蝙蝠。翼龙是中生代空中的霸主,白垩纪最可怕的霸王龙因为没有空中优势都不是它们的敌手。现在翅膀上长着羽毛飞在天上的老鹰和麻雀属于鸟类。另外,在辽宁北票发现的中华龙鸟化石,据说是现代鸟类的祖先,从这块化石中的鸟还在飞的时候算起,到现在已经有1亿4000万年。
开始人们对会飞的生灵很好奇,但经过仔细地观察,人们发现鸟不就是长了一对翅膀吗?只要有翅膀我也可以飞!可真的没长咋办?没长不要紧,安一对嘛。于是就有人模仿鸟儿,安上翅膀想试试,和伽利略一样。这个实验注定是要失败的,因为人的个头太大,起码也1米多高,按鸟儿的比例无论是自己长翅膀还是安上一对翅膀,都要弄一对3米多长的翅膀才有可能飞起来,这么大的翅膀会让人的胳膊都动弹不了,不摔下来才怪呢。
不过这也难不倒玩家,自己飞不行,那就另想办法,于是有人想到会飞的飞行器。第一个飞行器应该是咱们中国的孔明灯,如果这个名字就是当时开始叫的,那么很可能就是三国时期的诸葛亮(公元181年—公元234年)发明的。孔明灯是利用空气受热会上升的现象造出来的。空气受热上升孔明咋知道呢?这在当时却应该算是个非常容易了解的现象,因为烟囱里的烟肯定是往上冒,炖肉的时候热气也是一个劲儿地往上冒。1783年两个法国人终于玩出了热气球,人类第一次成功地把人带上了天空。孔明灯和热气球是利用热气比空气要轻一些的原理。可有一些玩家,他们想让比空气要重的飞行器能飞上天。热气球上天后经过将近200年,两个美国人——莱特兄弟终于把一架比空气重的飞机弄上了天。从此,飞机的历史开始了,于是也就有了国庆70周年阅兵式上威武的飞行编队。(https://www.daowen.com)

莱特兄弟造飞机的故事大家都比较熟悉,有个他们小时候的故事也许听过的人不多。有一年冬天,下了一场大雪,莱特兄弟家城外的山坡上已经成了白茫茫的一片。兄弟俩站那里看着正在欢笑着玩雪橇的小朋友们。弟弟说:“我也想滑雪橇。”“可惜爸爸老是不在家,我们没有雪橇。”“那我们不能自己做雪橇吗?”“是啊,我们可以自己做啊!”弟弟的话提醒了哥哥,于是兄弟俩回到家里,把这个想法告诉了妈妈。妈妈说,好啊,我们一起做。孩子们高兴极了,准备做好雪橇去和其他小朋友比赛。

妈妈带着两个孩子来到爸爸的工作室,莱特兄弟的爸爸是一个木匠,这个工作室也是兄弟俩的乐园。来到工作室两兄弟马上忙开了,准备大干一场。妈妈见状说,做事之前先要制订好计划,还要画一张雪橇的草图,不能糊里糊涂蛮干。妈妈量了孩子的身高,然后根据身高画了一张草图。兄弟俩又奇怪了:“妈妈,您为什么把雪橇画得这么矮呢,其他小朋友的雪橇都比这个高啊?”妈妈告诉他们,矮矮的雪橇能减小风的阻力,速度会更快,这样你们才会赢啊!这个故事说明父母良好的教导对孩子是多么的重要。
玩家从学着鸟儿飞到造出飞机,经历了很长的时间。可这些飞行器都是飞在空气中,没有空气飞机就歇菜了。要想和嫦娥一样飞到月亮上去,飞行器还得改进,这样的飞行器是另外一拨玩家玩出来的。
飞出地球的梦想在人们对地球有比较清楚的认识以前(尤其是牛顿的万有引力定律出现之前),只能是凭空想象。所以中国关于嫦娥的故事,欧洲人相信耶路撒冷的锡安山就是通往天国的天梯等,都只是美好的想象。

要想飞出地球,首先要有一个能达到相当速度的飞行器,这个速度起码是每秒8000米,是音速的24倍多。为啥要这么快呢?这是因为在地球的引力下,只有这么快才可以逃离地球。想飞出地球确实是件非常困难的事儿,不过还是有人想实现自己的梦想。开始这些玩家只是想象,比如,法国的儒勒·凡尔纳(Jules Verne,公元1828年—公元1905年)写过两部飞向月球的小说,鲁迅先生还翻译了其中的《月界旅行》。更有意思的是,这个科幻作家在他的《从地球到月球》这篇小说里描述的炮弹发射场,竟然和现在美国的肯尼迪航天中心几乎在同一个位置上。还有一位英国作家赫伯特·乔治·威尔斯(Herbert George Wells,公元1866年—公元1946年)也写过关于飞出地球的科幻小说,而且他在《隐身人》里描述的那个透明人是当年很多小孩子非常羡慕的人物。
不过有一个人还真的凭着想象以及来自前辈的知识,研究出了可以让人类飞出地球的理论,为后来的航天飞行奠定了基础,这个人就是被称为俄国航天之父的,一位普通的中学老师康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin E.Tsiolkovski,公元1857年—公元1935年)。
这个普通而又神奇的齐奥尔科夫斯基小时候是个病猫,身体很不好,耳朵也不好使,所以没上几年学就辍学了。不过,他家还算有钱,属于中产阶级,所以一直到16岁都是他妈妈在家教他学习。后来齐奥尔科夫斯基成为他的家乡——莫斯科南边偏僻的乡村里一所中学的数学老师。
齐奥尔科夫斯基是一位非常慈祥的老师,孩子们都非常喜欢他。在中学教书的几十年里,齐奥尔科夫斯基除了和孩子们玩,教他们数学和其他知识以外,便一心一意地琢磨各种关于飞行的事情。飞机是在空气中飞行,要想飞出地球还要解决其他几个非常要命的问题:一个是没有空气怎么飞;另一个问题是多快的速度才能飞出去。19世纪人们对地球的了解已经比较清楚了,砸了牛顿一下的苹果已经让大家知道地球是具有强大引力的,在引力的吸引下想逃出去很不容易。此外人们也已经知道地球以外的宇宙空间没有空气。不过这事难不倒贪玩的人类,科学家的理论和科幻作家的作品让齐奥尔科夫斯基看到了希望。齐奥尔科夫斯基认真研究了牛顿万有引力定律和第三定律(作用力与反作用力定律),1903年他的一部著作《利用反作用力设施探索宇宙空间》发表了,在这本书里齐奥尔科夫斯基首先提出了利用液氧和液氢作为燃料的多级火箭的理论,他还计算出进入地球轨道的速度是每秒8000米。这其实就是我们现在所有航天学和火箭理论的基础。可齐奥尔科夫斯基当时只是一个中学老师,他没有钱也没有能力真的去做这些事,所以书是写了不少,就是没有一样去亲自实践过。齐奥尔科夫斯基有一句名言:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远生活在摇篮里。”他的理想在20多年以后实现了。

齐奥尔科夫斯基没玩,在大西洋的另一边,却有美国人真的在玩,他就是美国的大玩家戈达德(Robert Hutchings Goddard,公元1882年—公元1945年)。戈达德是一位大学教授,他年轻的时候看过威尔斯的科幻小说《星际战争》,这个故事让戈达德兴奋极了,他也想尝试一下星际战争的味道。可怎么才能跑进那个星际空间去呢?提出这个问题在当时简直就和疯子说梦话差不多,因为那时候飞机刚刚发明没几天,想飞出地球简直是做梦。所以,戈达德这个超越时代的玩家,根本不受待见。不过他超级顽强,还有一个好爸爸,他爸爸精通机械制造,受老爸的影响戈达德也不差,不管人家怎么说,他开始动手了。
那时候虽然齐奥尔科夫斯基的理论已经发表,可戈达德没看见,他是凭着自己的本事在玩。他也同样琢磨出多级火箭以及用氧气和氢气做燃料的方法。不过,这家伙太玩命,玩着玩着生病了。到医院一检查,发现他和他妈妈一样得了肺结核,医生宣布他还能活两个星期。不过也许是老天爷觉得不能让这个玩家那么快就死了,两个星期以后他居然可以继续玩下去。1926年3月16日是个非常特别的日子,那天在美国马萨诸塞州的一片雪地上,一枚火箭射向蓝天,虽然这枚火箭还没有二踢脚飞得那么高,可那是世界上第一枚液体燃料火箭。这次发射让玩家们终于找到飞出地球的真正办法了。戈达德被公认为现代火箭技术之父,为纪念这个顽强的玩家,美国国家航空航天局的主要基地被命名为戈达德航天中心。
如今我们中国造的战斗机、轰炸机还有民航飞机都已经翱翔在蓝天上;中国造的嫦娥一号也飞翔在月球的上空,我们的航天员也已经走出太空舱,迈出了走向太空的第一步。不过,我们这些伟大的成就一定不能成为骄傲的资本。回过头去看一看,我们会非常惊讶地发现:1903年,在俄国那个偏僻的小村庄里,当中学老师齐奥尔科夫斯基正在油灯下研究怎么才能走出摇篮,飞向更广阔宇宙的时候,我们中国却还是大清王朝叫做光绪二十九年的时代,那一年在北京正阳门的东侧刚刚建立起一个建筑——京奉铁路正阳门东站。那时中国的老百姓还拖着大辫子,穿着马褂,也许正伸着脖子挤在菜市口路边,胆战心惊地看着被杀头的革命党人。所幸的是在那个时代把我们中国带进科学的许多玩家已经出生,是他们让中国最终摆脱了愚昧。但他们是如何让我们摆脱愚昧的,而我们又为什么会比人家晚了这么多,则需要今天的中国人去深思和反省。