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(006)二十一世纪之光

王治国
2018-09-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《(006)二十一世纪之光txt》,可适用于人文社科领域

二十世纪之光新世纪科学革命一位伟大的犹太人几乎在量子力学对牛顿经典物理学的革命的同时物理学界还发生了一场惊心动魄的对经典物理学的叛逆这就是爱因斯坦的相对论。相对论不仅仅是一条物理学理论引发了古老物理学的一场大地震而且改变了人们认识我们所赖以生存的这个世界的思想观念和思维方式对开创物理学乃至整个人类文明的新纪元都产生了巨大的影响。爱因斯坦的一生是充满戏剧性的一生当他还活在人世间的时候他就已经被认为是人类历史上最富有创造性才智的人。然而面对人类社会中一些极其可怕的事件的侵袭他不得不自叹无力回天他只能承认自己是一位孤独的旅客他的心灵同宇宙一道遨游。他的名声如雷灌耳这使得他所发出的呼声能发生重大的影响他以此来支持诸如和平主义、自由主义和犹太复国主义之类的事业。他的著名的能量――质量方程公式(说一个粒子可以转化为巨量的能)由于制造出破坏性空前强大的武器原子弹和氢弹而得到惊心动魄地证实这是命运对他的极大的嘲弄。年月日这位伟大的物理学家出生在德国的一个犹太人家庭。他的父亲和叔叔一起开了一家制造电器设备的小工厂母亲是个颇有造诣的钢琴家。小时候的爱因斯坦一点也看不出来有什么天才到岁的时候还不会讲话。岁上学在学校里成绩非常差一上课就是被批评的对象老师还说他永远也不会有什么大的出息。大家一致认为他是一个天生的笨蛋。后来小爱因斯坦听妈妈的话开始拉小提琴在妈妈的精心指导下他后来竟成了有造诣的小提琴家尽管他没有成为职业演奏家但那把心爱的小提琴整整陪伴了他的一生。爱因斯坦在岁的时候就已经决定献身于解决ldquo那广漠无垠的宇宙rdquo之谜。岁那一年由于历史、地理和语言等都没有考及格也因为他的无礼态度破坏了秩序和纪律他被学校开除。由于没有拿到毕业证书他进不了大学。岁的时候在一位亲戚的资助下他才考进了苏黎士工业专门学校。在这所学校里他把自己全部的时间精力都用于物理实验研究理论物理学和哲学问题。即使是学习物理学他也是走自己的路进行自己的思考而从不盲从。这为他日后从事理论物理研究打下了坚实的基矗可是对于爱因斯坦来说残酷的现实却是毕业就等于失业正像他自己所说的那样:ldquo突然被所有的人遗弃了手足无措地面临着人生。rdquo没有人愿意给他一份工作做。为了能够活下去他艰苦地奔波忙碌着代课给人家做家教hellip贫穷只能使人饿死却不能把人吓死他没有中断自己心爱的物理学研究活动。后来他想了很多办法托关系找后门终于在伯尔尼瑞士专利局当了一名审查员。生活这才开始有了保障。年爱因斯坦同他在大学时的情人米列瓦・玛丽倚结了婚。婚礼举行完了以后新婚夫妇进不了新房只能在房门口站着因为新郎忘记带钥匙了。那时虽然日子过得很清苦有时一连几个星期都吃不上一顿荤菜但爱因斯坦觉得那是自己一生中最幸福最有收获的岁月。年初爱因斯坦在《物理学》杂志上连续发表了五篇论文这些论文中所提出来的观点永远改变了人类的宇宙观。在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中爱因斯坦假定光是由单个的量子(后来称为光子)组成的这种光子除了波状行为外还显示出某些只是粒子才有的性质。于是爱因斯坦把光的理论革命化了而且解释了一些现象其中就有一种叫做光电效应即某些固体受到光的冲击而发射出电子的现象。爱因斯坦始终没有停止对事业的执著追求每天下班一回到自己住在顶楼的家就立即坐在桌边面前放着一堆乱纸他右手拿着一本书左手耐心地摇着一辆童车那时他们的儿子已经来到这个令人欢喜令人忧的世界了。有时候孩子尿尿了或者肚子饿了发出震耳欲聋的哭声爱因斯坦才中断看书把孩子服侍好又全身心投入到迷人质的物理世界。小房间里散布着一股廉价雪茄发出的烟味墙角处有一个陈旧破烂的炉子过道上挂着还在滴水的湿衣服为了降低屋内湿度和调节空气房门敞开着。爱因斯坦当时作为一个ldquo小人物rdquo其日常生活的琐碎平庸同他生活中的另外一方面即科学成就的重要与伟大恰好形成鲜明的对照而正是这种强烈的反差。才使他那小人物的生活显得越发重要。这位天才平淡无奇的生活使他成了一个传奇式的人物。一条灯芯绒灯笼裤从来不喜欢穿短袜子一把小提琴一副学者式的心不在焉还有一张伸出舌头的照片这一切使他那高深莫测的理论洋溢着浓浓的人情味因而得以广泛地传播开来。狭义相对论的诞生爱因斯坦的狭义相对论从根本上改变了作为人类思考基本要素的时间和空间的陈旧概念它认为如果对于一切参照系光速是不变的而且一切自然规律都是相同的那么可以发现时间和空间都是相对于观察者的。狭义相对论起源于爱因斯坦岁时写的一篇论义。即《关于磁场中的以太的研究现状》。ldquo以太rdquo这个源于希腊文即空气的上层之意的名词是亚里斯多德所设想的与构成地球万物的水、土、火、气四元素不同的构成神灵世界的一种轻元素。到世纪末期万有引力被发现以后复活了亚里斯多德关于ldquo以太rdquo的设想说ldquo以太rdquo是宇宙真空中引力的传播介质从此ldquo以太rdquo被引入物理学而且被说成是ldquo光波rdquo和电磁波的传播媒介。爱因斯坦却没有盲目地跟在牛顿后面为牛顿喝彩在儿子的摇篮边为了研究ldquo以太rdquo究竟是存在还是不存在ldquo以太rdquo到底是什么他不知度过了多少个不眠之夜他一边大胆地假设一边小心地求证狭义相对论终于问世了。爱因斯坦研究了光在ldquo以太rdquo中的传播问题大胆地否定了ldquo以太rdquo的存在。爱因斯坦认为关于时间是不断流动延续空间是广阔无边物体的存在与运动对此一点影响也没有的观点是毫无道理的这就从根本上动摇了牛顿的信仰。爱因斯坦认为时间、空间、物体、运动是不可分割的统一整体物体的运动变化不但影响空间的大小存在而且也影响时间的流动过程。最明显的例证是在物体运动速度充分大时时钟会显示变慢物体会沿运动方向缩小尺寸。在过去牛顿的万有引力定律对于计算围绕太阳公转的行星如水星、金星、地球、火星等的运行轨道及人造地球卫星的运动轨道也卓有成效。它甚至可以分秒不差地预报百余年后在地球上某处能够看到的日全食或月全食的时间许多人对这条万有引力定律奉若神明把它讴歌成整个宇宙的绝对真理。但是相对论阐明了:牛顿的运动定律只有在物体运动速度远比光速低的场合下才适用万有引力定律也只有在强度弱的场所才成立。就这样相对论把这些定律从宇宙的绝对真理的宝座上拉了下来证明它们无非是相对真理而已。对牛顿的经典物理学进行了全盘的否定之后爱因斯坦提出了全新的时间空间和运动概念并经过复杂的数学推导和运算最终导出了一系列重要的狭义相对论结论。当爱因斯坦发表狭义相对论的观点时年仅岁。一个年仅岁的年轻人竟然把支配物理科学年之久的牛顿物理学大厦给彻底摧毁了整个世界为之哗然、愕然!广义相对论问世年冬天当第一场瑞雪普降人间的时候大地白茫茫的一片好干净天与地之间一片澄明人们纷纷来到雪地里堆雪人、打雪仗。爱因斯坦踏着地上的积雪口里哼着一曲古老的歌谣又回到了苏黎士(瑞士)联邦工业大学。从这时起他有了一笔丰厚而稳定的收人生活得非常幸福美满对自己的婚姻也觉得很满意。然而好景不长年月爱因斯坦又把家搬到柏林在那里爱因斯坦接受了普鲁士科学院的一个职位。那年夏天他的妻子和两个儿子在瑞士度假由于一次大战的爆发而不能返回柏林几年之后这一被迫性的长期的两地分居导致了离婚。爱因斯坦厌恶战争他曾利用自己的影响号召人们同法西斯主义进行坚决的斗争并不惜代价去阻止罪恶的战争ldquo他必须准备坐牢准备经济破产总之他必须准备为他的祖国的文明幸福的利益而牺牲他个人的幸福rdquo。他还直言不讳地批判了德国军国主义。但爱因斯坦始终没有忘记自己肩上所担负的神圣的使命他更加全神贯注地去完成他的广义相对论。为了研究广义相对论爱因斯坦可真是不要命了多年以来没有规律的生活给他的身体造成了巨大的伤害肝炎和胃病几乎要把他给摧垮了。爱因斯坦以为自己得了癌症于是他更加自觉地抓紧一切时间真是达到了不吃饭不睡觉的地步。为了研究他把自己关在一间小阁楼里把门从里面反锁着不让任何人打扰只是到了黄昏时分他才出去放放风。两个星期之后爱因斯坦面无血色地从小阁楼里走了出来手里抱着一叠厚厚的文稿大声地向世界宣布:我研究出来了!就这样广义相对论诞生了。年在《物理学》杂志上他发表了《广义相对论的基捶一文。诺贝尔物理奖金获得者马克斯・玻恩把广义相对论看作是ldquo人类关于大自然的思想的最伟大成就是哲学的深度、物理学的直觉和数学的技巧的最惊人结合rdquo。广义相对论是一种没有引力的新引力理论是适用于所有参照系的物理定律。广义相对论认为时间空间与物体运动整体的不可分割性不但在匀速直线运动情况下存在而且在有加速度运动的情况下也同样存在。爱因斯坦还进一步指出加速度运动与引力场(重力场)引起的运动就是一回事是等价的或等效的。这就推广了相对论的基本内容。根据等效原理引力可以等效为加速系统中的惯性力。引力可以被一个加速系统完全抵消引力也可以用一个加速系统体现出来。这样爱因斯坦就把引力进一步归结为由加速系统所体现出的时空几何特征。不同的加速系统就有不同的时空几何特征则就代表不同的引力常所以爱因斯坦的广义相对论又把引力与时间空间的几何特征联系起来了。所谓几何特征那就是时间、空间距离的测量时空的弯曲性质等。那么引力究竟是什么呢?引力就是时空的弯曲在广义相对论中引力的本质就是时空弯曲引力本身已不存在。比方说有两个质量很大的钢球由于受万有引力而相互吸引相互接近这是牛顿的看法。爱因斯坦的广义相对论则并不认为两个钢球间存在吸引力它们之所以接近是由于时空好像一张原来拉平的膜现在两个钢球太重使这张膜压弯了这时两个钢球是由于沿弯曲的膜滚到一起即由于时空弯曲而沿短程线运动。可见二者是根本不同的引力理论。爱因斯坦认识到我们所生存的具有长、宽、高三个方位的空间和一直流动延续下去的时间结合在一起成为四维时空的整个宇宙是弯曲而有曲率的。爱因斯坦从广义相对论出发作了一些伟大的科学预言有的已经被观测所证实比如水星近日星的进动光谱线的引力红移和引力场中光的弯曲。水星是我们所知道的离太阳最近的行星它每绕太阳公转一周离太阳最近那一点的位置就有些改变这种现象称作水星近日星的进动。爱因斯坦根据广义相对论解释了当时人们不能圆满解释的这种现象。爱因斯坦的第二个预言就是引力场很强的恒星发出的光谱线向红端(波长比较长的一端)推移l年在天文观测中证实了有引力红移现象。其中较容易测量的是星星所发出的光线从太阳旁边通过变得偏斜弯曲的数据。根据爱因斯坦的计算可偏斜度为弧秒。据当时天文观测年月日赤道地区将要发生日全食这正好被利用来观测太阳边缘所射来的星光。广义相对论能否被证实就要看这一次的观测结果了。全世界的科学家们都在翘首期待着这一天的早日到来。日食那天观测队拍摄了大量的日食照片经过对这些照片的显影与分析研究终于测得光经过太阳附近的弯曲度是到弧秒之间。它与爱因斯坦的计算相差无几。爱因斯坦一直把广义相对论看成是自己一生中最重要的科学成果。确实广义相对论比狭义相对论包含了更加深刻的思想这一全新的引力理论到目前为止依旧是一个最好的引力理论。当然在以后的几十年中由于很少得到新的观测或者实验的检验同时也由于广义相对论的数学结构过于艰深广义相对论在差不多半个世纪的时间里受到了冷落。本世纪年代以后广义相对论又重新散发出其特有的芬芳。由于大口径的光学望远镜和射电望远镜的发展陆续发现了一些新天体那里存在着很强的引力常而广义相对论正是进行这方面研究的重要工具它曾经预言过有引力波。引力是从牛顿时代就已经为人们所广泛了解的而引力波就不同了。这同人们很早就知道带电体之间有作用力但是不等于已经认识到电波的存在一样。直到年人们才从对一个脉冲双星系进行几年观测结果的分析中找到了引力波存在的间接证据。爱因斯坦还根据广义相对论提出了关于宇宙的有限无边模型推动了宇宙学的发展。广义相对论的问世使爱因斯坦这个名字迅速传遍了全世界。这使爱因斯坦感到不可思议。有一次他的儿子问他:ldquo爸爸你怎么会出名的呢?rdquo他先是哈哈大笑然后作了一个形象、生动、传神的比喻:ldquo儿子你看一个盲目的甲壳虫在一个球面上爬行它没有意识到它走过的路是弯的而我能意识到。rdquo当爱因斯坦期待着罪恶的战争能早一点结束的时候他越来越多地卷入到和平运动中去甚至有好几次到大街上去散发传单。他在给朋友的信中感慨万千地写道:ldquo古代的耶和华仍然无处不在。哎他把无辜者和犯罪者一道屠杀他使那些犯罪者盲目得如此可怕以致他们竟然不会有犯罪的感觉hellip我们正在应付一种流行的谬见这种谬见业已造成无穷的苦难它有一天将会消失成为后代子孙惊奇的一种荒谬可怕而又无法理解的源泉。rdquo然而爱因斯坦对人世间的一些事情却看得过于简单年德意志共和国宣告成立和实行停战他就曾十分天真地认为军国主义在德国已经彻底根除了。统一场论尽管年代对于爱因斯坦的相对论人们持欢迎的态度也夹杂着一些恶声臭骂而爱因斯坦却没有在乎别人是怎么说他的他仍旧一如既往地走着自己的路去寻找电磁和引力之间的数学关系。爱因斯坦认为这是发现掌管从电子到行星宇宙万物运行的共同规律的第一步。爱因斯坦企图寻求一个方程或公式把物质和能的各种普遍性质都联系起来这就得到了所谓的统一场论。统一场论是爱因斯坦着力攀登的一座高峰尽管这场攀登从一开始就注定是要失败的。他除了选择的目标比别人高大外在达到这个目标的征途中还大刀阔斧地使用了批判的武器。当然爱因斯坦的批判不是指向个别的科学推论而是直接牛顿力学的基石指向绝对的时空观。牛顿力学认为物质的质量是不随机械运动而变化的是绝对的描述物体运动的空间和时间也是脱离物质运动而绝对孤立地存在的空间就是欧几里得几何学中的三维空间。爱因斯坦认为我们衡量物体长度的尺子本身是和物体同样处在一个运动的坐标系中如果用一个固定不变的尺子是没法衡量一个运动物体的长度的因此长度所表达的空间不是绝对孤立地存在的空间是跟运动和物质相联系的。然而爱因斯坦没有能够完成统一场论他没有能够把引力理论和电磁理论统一起来。因为迅速发展着的量子理论揭示单个电子的运动是无法预测的它在任何时刻的位置和速度都不能以同等精确度来测定也就是说亚原子层次的任何物理体系的未来是不能预测的。爱因斯坦完全承认量子力学的辉煌成就但却拒绝接受认为这些理论是绝对的想法而坚信他的广义相对论对于未来的发现是更能令人满意的基矗爱因斯坦曾经说过一句话表明他相信宇宙是精确设计成的:ldquo上帝是难以捉摸的但不是心怀好意的。rdquo在这一点上他同绝人多数物理学家没有能够走在一条道上。对此德国物理学家玻恩曾经作过这样的评价:ldquo我们中间很多人都认为这无论对他还是对我们都是一出悲剧他在孤独中探索自己的道路而我们失去了我们的领袖和旗手。rdquo这一评价以及别人认为他后半生的工作大部分是徒劳的断占只有留诸后世来加以评判了。然而爱因斯坦确确实实是老了这是不以人们的意志为转移的。独特的人格爱因斯坦寄寓在柏林的两间小房子里过着简单朴素的生活如同清教徒一般。这里没有接待过任何客人除了他的助手和秘书之外爱因斯坦很少让别人来这里。他过着完全隐居的独立生活。这位大学者坐在一把古老的圈椅里他那梦幻似的眼光远远越过了这座城市里所有的建筑、喧哗和骚动一直望到了他自己也说不清楚的遥远的远方。他的膝盖上放着不少张草稿纸手里拿着一支老式钢笔满纸写的都是公式和方程突然他的手停下来眼睛朝向遥远的地方搜索。在沉思中他还喜欢喃喃自语。尽管爱因斯坦才岁还不到但他的脸上却明显地印有数十年来紧张脑力劳动所留下来的痕迹。他的头发已变成花白色脸色也十分苍白有着在大城市温室内生活的人的那种气色。爱因斯坦最大的业余爱好是音乐特别是经典音乐。在这里感受之深寓意之远是同至高无上的美的形式交织在一起的这种和谐的统一在爱因斯坦看来就意味着人间最大的幸福。在大事小事中时时感受到的人类要生存的这种意志已经通过音乐上升到一种绝对的力量这种力量反过来又吸收了各种感受并把它融化为高超的美的现实。爱因斯坦本人就是个熟练的提琴家他每天都要拉一会儿他心爱的小提琴这时他就完全被带进了扑朔迷离的音乐王国之宫他沉缅于丰富的幻想或快乐的思想之中忘却了人间世界滚滚红尘的喜怒哀乐他都毫无感觉他完全进入了物我两忘的人生最高境界中去了。爱因斯坦还喜欢独自即兴地弹奏钢琴但是一有人进屋他就立即中断不弹了。对于他来说音乐是一件私事不打算让外人听的这意味着劳动之后的消遣或者是新工作开始之前的娱乐或激励。年初爱因斯坦突然得了严重的心脏病而且病情相当危险。他不得不停止了工作躺在床上休息了四个月。这种状况持续了近一年的时间他不得不取消了所有的活动更深地走向孤独。由于身体的原因以及他不喜欢公开的庆祝活动他一直都在寻思着如何去回避他的岁的祝寿活动他须寻找一个地方所有的人都找不到他。为了免去一切风险他于生日的前几天就来到了哈斐尔河乡间一个花匠的朴素农舍里来过他的生日。他什么佣人也没有他自己烧火做饭自己给自己的生日燃放了一挂长长的鞭炮自己给自己唱起了生日祝福歌他是多么地快活也全然不管这一天全世界的报纸都在发表有关他的文章也全然不管这一天全世界有多少人在向他表示崇高的敬意!在这个崇拜成功而对成功之前所走过的痛苦道路全然无知和冷酷无情的社会里爱因斯坦觉得很不舒服时常在郁郁寡欢的时候他为自己的一些奇怪念头而感到震惊。这个不公道的世界充满了那么多的陷阱和苦难对他如此宽宏大量又如此众多的诋毁和谋杀别的有价值的人永无止境地迫害穷人和失败者所有这一切都使得爱因斯坦充满着痛苦和失望。爱因斯坦只能把自己越来越深地埋葬在科学工作中沉默不语与世隔绝这个世界是属于他一个人的天与地间好像也只剩下他一个人似的他什么都可以想也什么都可以不想这里没有狰狞的面孔而只有真理和谬误。爱因斯坦的声望并没有使他的本质的人性发生扭曲或异化。他一直都在逃避这种声誉所能带来的一切荣华和危险。这种声誉一直是他所厌恶着的。对大自然的无限接近使爱因斯坦感到极度的喜悦。尽管他住在柏林但是他一直都不认为自己是个城市居民。他那么清晰地看到高楼大厦里所堆积着的人性的缺乏:束缚在劳役锁链下一大群贫穷的和富有的奴隶而这种劳役的目标几乎完全是为满足物质需要。而在大自然中这一切都不复存在了。当爱因斯坦一头扎进了自然的怀抱中的时候他看到了阳光、空气和草木都伸出她们温暖而又柔软的手轻轻地哼着眠歌拍打着他他便带着天真满意的笑容睡着了。当人们大批大批地投身于物欲的泥坑里的时候我们不能不把荣誉的棕榈枝授予爱因斯坦他的工作是纯理性的他的生活是宁静谦逊的。然而人类生活中所屡屡出现的那些灾难却一再打击着善良的爱因斯坦:纳粹军国主义在德国的烧杀掳掠国际联盟的软弱无能预示着世界范围的经济危机的来临的纽约证券市场的崩溃特别是他的小儿子爱德华神经失常这件事比一切别的事件都更加严重地破坏爱因斯坦的乐观天性。爱因斯坦多么希望战争能够不再继续下去人类能够永远和平共处呵!为了敦促年月在日内瓦召开的世界裁决会议能够达成裁军协议他竟然准备建立爱因斯坦反战者国际基金。当这些会谈失败了的时候爱因斯坦感觉到他多年来支持世界和平和人类谅解的活动所得到的只是一场空。他以少有的愤怒向记者发表声明:ldquo他们(政客和政治家)骗了我们他们愚弄了我们。上亿的欧美人民和将来出生的亿万男女都已经受骗和正在受骗被出卖被骗去了生命、健康和幸福。rdquo年阿道夫・希特勒就任德国元首之后纳粹分子没收了他的全部银行存款冲进他的住宅抢走了他夫人保险箱内的财物把他在柏林的心爱的别墅洗劫一空暴徒们还在大街上公开烧毁他的手稿和著作。希特勒政府还公开取消他的德国国籍。爱因斯坦的生命面临着巨大的威胁。他被一艘私人快艇送到了美国的普林斯顿。肉体的和精神的双重打击使他更加衰老了。一个朋友这样写道:ldquo似乎有什么东西在他心里死灭。他坐在我们家里的一张椅子上用手指搓弄他的白发精神恍惚地谈论世上种种事情。他再也不笑了。rdquo年丹麦原子物理学家玻尔带给爱因斯坦一个消息说已经有人分裂了铀原子总质量稍有点亏损因已转变为能量。玻尔设想如果分裂铀原子的链式反应能够加以控制那就会产生巨大的爆炸。爱因斯坦担心纳粹会首先制造出这种ldquo炸弹rdquo便写信给当时的罗斯福总统建议美国在ldquo原子弹rdquo研究上要赶快行动。爱因斯坦没有直接参加原子弹的研制工作。直到年广岛被炸为平地以后他才知道核裂变炸弹已经搞成功。然而爱因斯坦的名字却同原子时代的来临引人注目地联系在一起。爱因斯坦不止一次地呼吁美国政府不要让科学的发现变做杀人的武器然而他的愿望无人理睬。同他在过去时代的声誉相比爱因斯坦已经越来越不为人所重视他自己说他觉得自己在这个世界上很像是个生客。他的身体状况越来越差已经不能再拉小提琴了。许多年以前留下来的胃病迫使他放弃抽烟而且还必须十分注意自己的饮食。年月日爱因斯坦住进了医院。他在安静地等待终结他感到在这地球上已经完成了他的使命他不止一次地对来探望他的亲人说:ldquo我在这里已经把事情做完。rdquo由于大动脉外壁破裂他的身体不可阻挡地被损毁但他的内心是健康的甚至可以说是愉快的。有一次他对来访的一位朋友说:ldquo我在最后时刻里所经受过的不是人所能忍受的。――我也许再也不能忍受了!rdquo但是在顽强地抵抗所有来自肉体的痛苦的时候他还拒绝吃药拒绝打针拒绝同任何人讨论动手术。他默默地然而从容镇静地忍受他的命运直到生命的最后时刻他还发出一股内在的力量闪烁出一种巨大的人格的光辉。年月日凌晨时分阿尔贝特・爱因斯坦的心脏停止跳动。在人类无始无终而又无穷无尽的悲哀与寂静中只有歌德的诗句在人类头顶的上空沉默地回响着:我们全都获益不浅全世界都感谢他的教诲那专属他个人的东西早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星光芒四射把无限的光芒同他的光芒永相连结。查德威克当爱因斯坦的名字如日中天的时候还有无数的物理学家们仍旧在科学的道路上默默地执着地奋斗着这是一条充满艰辛的路这更是一条充满乐趣的路。詹姆斯・查德威克无疑是这众多科学家中的一员在物理学这条羊肠小道上他一直在努力着不管遇到多么大的困难。锲而不舍金石可镂。年从英国剑桥大学的卡文迪许实验室里传出了一个令世界为之震惊的消息:中子发现了。当查德威克经过无数次试验终于用a粒子成功地轰击铍等轻元素发现了ldquo中性粒子rdquo即中子时泪水禁不住夺眶而出十几年来他走过了怎样的一条光荣而又布满荆棘的路啊!年月日詹姆斯・查德威克出生于英格兰柴郡。这是一个性格内向而又不爱哭泣的孩子出生的时候他好长时间都没有哭当接生妇在他的小屁股蛋上使劲打了三下以后他才ldquo哇rdquo地一声大哭了起来用他的哭声宣告他经过十月怀胎以后来到这个注定要含辛茹苦的世界了。像其他别的孩子一样查德威克在岁的时候背着书包上学了。他个子长得不是太高性格又温和大一些的同学老是欺侮他有一次甚至把他的书和书包全都扔进了学校前面的河里去了。查德威克实在忍无可忍了随手拾起地上的一块碎砖头狠命地向那个扔他书包的大个子男同学砸去大个子头被砸出了一个小洞血直往外流。后来查德威克被爸爸妈妈狠狠揍了一顿他也不去解释任泪水在眼眶里直打转儿也没让它流下来。爸爸妈妈又提着一篮子鸡蛋要去给那个大个子赔礼道歉查德威克死活也不愿意一道去他坚信自己没有错。上中学的时候他的各门功课的成绩都差不多对物理也没有产生出特别的兴趣有好几次测验他都没考及格。查德威克性格内向有时一整天都不说一句话下课的时候他喜欢独自一人站在窗前看天上一朵流动的云或者看同学们忙忙碌碌在争抢一个篮球。他喜爱陷人无限的遐想状态中去。但是他却有一套独特的学习方法。对于那些不会做的习题凡是他没有搞懂的题目他决不勉强自己去做或者把同学做好了的拿来自己抄一遍他总是想方设法把问题给弄清楚。而一旦搞清楚了他又不是赶任务似地把题目做出来总是在草稿纸上尝试用好几种方法来解这个题目最后才选择出一种最便捷的方法把题目做在作业本上交给老师。他有个座右铭这就是:ldquo不成功则已要成功成绩就应该是颠扑不破的。rdquo这个座右铭一直陪伴他度过了中学时代、大学时代乃至他的一生。年查德威克考入曼彻斯特大学好像冥冥之中有个什么在主宰着他似的他选择了物理学专业从此他就同物理学结下了不解之缘并把自己所有的智慧、热血和生命奉献给了这门古老而又充满魅力的学科。在大学期间他仍是那么沉默寡言有点腼腆甚至有点害羞当同学们纷纷流连于舞厅、咖啡厅和花前月下的时候他却把自己投入到物理学的星空中去跟那些已故的大师们亲切握手倾心交谈。甚至当一个女同学恶作剧似地给他写了一封情书的时候他居然被弄得手足无措并且被吓哭了这件事一直被传为笑话。查德威克不喜爱出风头不爱抛头露面正是由于这种不慕虚名不为浮名所累任劳任怨脚踏实地的治学精神使他一生在物理学的研究上取得了一个又一个辉煌的成就。年查德威克以优异的成绩从大学毕业此后在卢瑟福教授的指导下在曼彻斯特物理实验室工作了两年从事各种放射性的研究。没过多长时间他用a射线穿过金属箔时发生偏离的实验有力地证实了原子核的存在。由于他卓有成效的工作受到当时科学界的认可年他荣获科学硕士学位并取得了ldquo年奖学金rdquo赴柏林夏洛腾堡技术物理研究所在H・盖革教授指导下工作。盖革教授是计数管的发明者查德威克在他的精心指导下成天把自己关在实验室里潜心研究放射性粒子探测技术并取得了相当重要的研究成果。正当查德威克准备大展宏图的时候不幸扇动着丑陋的翅膀降临在他的身上。第一次世界大战期间正在实验室里认真观察实验结果的查德威克被一伙法西斯分子用枪托打昏以后带进了德国鲁赫本平民拘留所。他是被当作战俘扣留在这里的尽管他从来也没有参加过战争。在拘留所里法西斯分子硬逼他承认杀死了多少多少德国士兵还逼他承认他是英国政府派来的间谍。倔强的查德威克用沉默来表示他的抗争法西斯分子就用种种酷刑来折磨他他常常被折磨得死去活来但他一滴泪也没有流过。更令他痛苦不堪的是他无法继续从事他心爱的实验工作去探索人类那么多的未知领域了。这对于一个无限热爱科学事业的人来说是一个多么巨大的遗憾。然而他没有自暴自弃更没有用死亡来了却自己的痛苦。后来他利用法西斯分子对他稍微放松了看管的机会联合其他几位战俘科学家在拘留所里搞起了一个小小的实验室。这间实验室是一个只能拴两匹马的废旧的马棚查德威克等人就是在这里从事beta射线的实验的当马粪和马尿的臊臭味不绝如缕地飘进他们的鼻子里的时候他们却浑然不知。他们沉缅于beta射线给他们带来的巨大的快乐之中他们感觉这样的实验真是别有情趣。年第一次世界大战结束。多行不义必自毙德国宣布无条件投降。查德威克也被释放。长夜漫漫终于到了尽头他回到了自己魂牵梦绕的祖国――英国。年他接受了英国剑桥大学冈维尔和凯恩斯学院的沃拉斯顿奖学金继续在卢瑟福教授的指导下工作这时卢瑟福已经就任剑桥大学卡文迪许实验室主任查德威克也来到了这里。就在这一年卢瑟福和助手们合作用alpha粒子轰击氮原子核的时候发现氮原子核破裂以后发射出原子量是一个带正电粒子这种粒子被命名为质子(实际是氢原子核)破裂以后的氮原子核和alpha粒子结合成氧原子核。卢瑟福这个实验表明不但放射性现象会导致原子自然蜕变从一种元素变成另一种元素而且可以用人工方法变革原子核把一种元素变成另一种元素。在剑桥大学查德威克自始至终都参加了卢瑟福进行的用alpha粒子轰击的方法使其他轻元素嬗变的工作并对原子核的特性和结构进行了认真的研究。年查德威克通过对alpha粒子散射所进行的测量最先测定了原子核所带的绝对电量即核电荷数结果和莫塞莱的原子序数理论吻合得无与伦比。早在年卢瑟福用氮第一次探测到核蜕变效应查德威克站在导师肩膀上继续向前苦苦地求索着终于发现了gamma射线所引起的核蜕变。因为查德威克成就卓著他被升任为卡文迪许实验室副主任并于年当选为皇家学会会员。事业上的巨大成功使他深深地受到利物浦的艾林・斯图尔特・布朗小姐的青睐然而查德威克天生不会谈情说爱布朗小姐只好主动发起进攻他才渐渐地开了窍。年岁的查德威克和布朗小姐终成眷属。结婚以后查德威克过上了幸福美满的家庭生活并在一年以后有了一对孪生儿女。他全身心地体会着人世间的这种天伦之乐。查德威克喜爱养花他把自己的实验室和居室都变成了花房闲暇时分浇浇水松松土累了的时候看看花赏赏景他满足地陶醉于花的芬芳和花的鲜艳中。业余时间查德威克还喜爱和妻子一起骑上自行车带着一对儿女到芳草碧连天的河边去钓鱼。可是有好几次当鱼把钓杆都拖到水里去了的时候他竟然一点也没有觉察到。查德威克又把思绪投入到扑朔迷离的物理世界中去了。终于发现中子早在年法国科学家柏克勒尔发现了放射性现象当时物理学家们把它解释为原子核的自发衰变这说明原子核是由许多更小的微观粒子构成的。本世纪年代人们已经知道了两种亚原子粒子:汤姆生发现的电子和卢瑟福预言的质子。年的时候汤姆生提出了原子的ldquo西瓜模型rdquo。按照这个模型原子是由正电荷物质(带正电流体)均匀分布在原子的整个体内负电子则嵌入连续正电荷中像瓜子在西瓜中一样。因为电子互相排斥另一方面则向中心的正电荷处吸引并且假定它们会在原子内部达到一定的稳定位置。假如这种分布是由于一些外在力量例如两个原子在高温气体中激烈地碰撞电子被假设为开始环绕它们的平衡位置振动发射出相应频率的光波。但这个模型不能解释不同元素为什么会发出不同的光谱。卢瑟福则通过大量的实验开始预言质子的存在。年卢瑟福决定开始轰击原子。他想知道能否用人工促成的方法使一种元素转变为另一种元素。他认为要改变元素首先要改变核上的电荷唯一的途径是使别的原子核同它发生非常强烈的冲撞这就要求另一原子核具有非常高的速度。卢瑟福选中了镭所放射的alpha粒子它具有每秒几千英里的速度这个速度所产生的力使它成为最理想的ldquo子弹rdquo。卢瑟福精心设置了实验装置从而更好地捕捉从原子核中打出的碎块。他在一个能充气的金属桶的中间放置一小块镭盐镭盐不断发射alpha粒子。尽管alpha粒子的速度很高但在正常压力的气体中它不断与周围气体分子发生作用它们约在厘米之内静止下来并吸引电子从而变成普通的氦原子。卢瑟福在大于alpha粒子射程的距离外安放一块硫化锌屏这样他在显微镜下看不到一点ldquo闪光rdquo。他首先把桶里充满氧气等了好长时间没有看到闪光。他又换用氮气充入桶内心情异常紧张地通过显微镜观察突然间他高兴得大叫一声:ldquo闪光!rdquo在屏幕上看到一点微弱的闪光间隔片刻又见到一闪helliprdquo卢瑟福高兴得跳了起来因为他断定这是alpha粒子打击氮气后产生碎片的闪光。为了确定这碎片他又借助于磁场测定碎片的质量和电荷结果确定碎片是氢核后来人们称氢核为质子。卢瑟福借此断言质子都在原子核内但假使原子核的质量都是由质子构成的那么就会有太多的正电荷。因此人们普遍认为原子核中必定含有一些电子这便中和一些质子的电荷。因电子是极轻的粒子所以不大会改变质量。甚至还有人认为电子在核内起到了类似于水泥的某种作用它把质子聚拢在一起因为如果没有电子带有同性电荷的质子就会互相排斥而飞离。但是从理论上看上面的这种观点有站不住脚的地方。倒是另外一种观点比较有理论根据即认为原子核内可能存在一种不带电的粒子。卢瑟福和查德威克不知探索了多少次他们极力想找出这种粒子但是都失败了。年德国物理学家玻西在一次国际会议上报告说他在用alpha粒子轰击铍钯时观察到一种前所未见的很强的辐射它能穿透几厘米厚的铅板。据当时所知被轰击物质产生的所有射线中只有gamma射线能够穿透厚铅板于是他没有再做深入研究就把它当作gamma射线做了报道。年法国的居里夫妇在研究铍辐射时让辐射从一个很薄的窗口射入装有空气的电离容器当窗口放有石蜡或其他含氢物质时容器中的电离就增强。他们认为电离增强是由于石蜡发射出了高速质子。年的诺贝尔物理学奖金获得者威尔逊先生制造了云室在云室中可以观察带电粒子(质子或电子)的径迹。借助于云室就能计算出石蜡释放出的质子的能量从而计算出产生质子束的铍辐射的能量。问题很清楚如果假定铍辐射是gamma辐射那么得出的能量值就会大得出奇决不可能使能量值与引起铍辐射的能量一致起来。查德威克对铍辐射作了研究他发现很多别的元素例如氦、锂、碳等也有类似的辐射。通过对碰撞的能量条件所作的广泛研究和计算他很快就确定铍辐射不可能是gamma辐射而是由比电子大得多甚至与质子一样大的粒子组成的。年查德威克在一张alpha粒子轨迹的云室照片上看到一条非常细的线条正好在照片的中间却不出现明显的来路。经过认真地分析这细线条只能是氢核的踪迹一个由于某种碰撞或别的原因释放出来的氢核而造成碰撞的粒子却没有影踪。但是查德威克深信应当有这样一个粒子否则就不可能出现以极大速度射出的氢核。然而这个粒于在云室中却没有留下任何痕迹所以对它的描述应该是这样的:无影无踪不可捉摸却能给受轰击的原子核狠狠一击使氢核从中释放出来。查德威克首先确定这种新射线不会被磁场偏转因此它是不带电的中性粒于。然后确定这种粒子的速度不到光速的从而也就排除了它是某种gamma射线的可能性。接着查德威克又通过巧妙的碰撞实验确定这种新粒子的质量差不多。这样一来查德威克圆满地解释了过去所引起的一系列不解之谜。他认为:由于这种新粒子质量较大所以很容易将石蜡中的氢原子核――质子打出来。又因为这种粒子不带电是中性的在威尔逊云室中这种中性粒子经过的路径中不产生大量电子和正离子不能引起水蒸汽的凝结因此照片中不能摄得这种粒子经过的径迹它在整个过程中始终扮演着不露面的ldquo隐身人rdquo的角色只有当打出质子后才暴露出它曾经出现过。这样也就回答了居里夫妇所疑惑不解的问题。年代卢瑟福所预言的ldquo中子rdquo终于被查德威克找到了。后来查德威克用gamma射线照射氚核引起裂变又用人工方法也获得了中子。查德威克在写给英国《自然》杂志编辑部的一封信中指出:ldquo如果我们假设这种放射性物质是由质量为、电荷为的粒子即中子构成的那么一切难题就可以迎刃而解了。rdquo查德威克的中子的发现对原子核科学领域作出了重大贡献。中子是不带任何电荷的它与氦核(alpha核线)不同后者是带电的因此在重原子核中受到很大的电排斥力。中子作为使原子嬗变的新工具它不需要克服任何电的势垒甚至能够穿过和分裂重元素的原子核。这样查德威克为铀的分裂和制造原子弹开辟了一条途径。因此人们普遍认为中子打开了人类进入原子能时代的大门。同时中子的发现还在理论上带来了一系列深刻的变革。中子发现后不久德国物理学家海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的模型。航天科学一心想飞的人很久以来人类就在这个古老的地球上默默地生默默地死没有离开过地球半步他们把这个小小的星球作为自己的家乡在上面经历了一番喜怒哀乐的情感历程之后又把它作为自己最后的归宿地。然而人类不是没有飞天的梦想。当他们看到飞虫们成群结队地在天空飞来飞去的时候多么渴望自己有那么一天也能够飞上天空去俯视他们所生存的土地啊!当他们看到鸟类扇动有力的翅膀唱着自己的歌谣从这一块天空飞向另一块天空的时候他们是多么羡慕又是多么忌妒呵他们依旧做着飞天的梦。这是一个古老而又永远年轻的梦这个梦激励了一代又一代人也鼓舞了一代又一代人当无数岁月飘过远山的时候当无数努力化为美丽的泡影的时候这个梦依旧没有成为灿烂的现实。到了公元年月日这个梦落到了一个新出生的婴儿的灵魂深处这个婴儿名字就叫康斯坦钉齐奥尔科夫斯基命中注定他的一生都与人类的飞天梦想结下了不解之缘。与所有的孩子一样他健康茁壮地成长着。父亲是一位守林人他稍大一点以后就随父亲到森林中去玩耍然而他对飞翔在林中的鸟类是那样地感兴趣。有一次父亲径自在前面走他跟地后面忽然他看到一只美丽的鸫鸟从面前飞过一边飞着一边还唱着歌儿他禁不住看呆了他多么想也能飞上天像鸫鸟那样呵!走了很远一段路以后父亲回头一看儿了不见了这可把他吓坏了他赶紧沿着来路往回找儿子竟然还站在那地方发呆而且两只手还像鸟的翅膀那样上下扇动着。齐奥尔科夫斯基进入了梦幻状态尽管那只鸫鸟已经飞得不知去向他却怎么也忘不了鸟儿飞翔的样子他好想飞。一直飞到九大之上去。他把自己的梦跟父亲讲了父亲嘿嘿一笑觉得这孩于有点傻呵呵的但傻得可爱。父亲没有能够理解孩子的这一梦想。后来父亲又带着他到出间、地头去捉蚂蚱、逮蜻蜒。但齐奥尔科夫斯基最感兴趣的还是放风筝。他喜欢看风筝在天空迎风飘曳好像自己的身体也像风筝一样在天空中飞但他讨厌那根牵制着风筝的细丝所以每次放着放着他都把细线给丢了让风筝在大空中自由自在地飞。然而命运跟他开了一个非常恶毒的玩笑把他推向了一个苦难的深渊使他艰难地挣扎着努力地确定自己在生活中的坐标。在他岁的那一年他不幸患了猩红热两只耳朵彻底变聋了他再也听不到大自然和人类所发出的种种声响了他很痛苦却又没有办法。他只有更深地走入自己的内心世界一任自己的心灵成天如大海浪涌或者静静地坐在家门口看着天上的鸟儿从远方飞来又向远方飞去。看着别的小伙伴背着书包又蹦又跳地上学他就跟爸爸妈妈吵爸爸妈妈不理睬他或者说些什么他根本就听不到他就独自一人到一边默默地流泪哭泣去了。母亲看他实在可怜就经常给他买各种玩具回来玩。有一天她给儿子买了一只氢气球玩具小齐奥尔科夫斯基好开心呵他找到一块开阔地来放这个氢气球。氢气球在天空越飞越快越飞越高齐奥尔科夫斯基的心也随之飞到了天上。这个氢气球在他的心灵深处播下了飞向天空和宇宙深处的科学幻想的种子激起了他飞向天空的强烈的愿望。好长一段时间里他只要一上床睡觉便迅速进入了梦乡梦见自己乘着那只氢气球一直飞到了空中飞出了地球飞到了广漠的宇宙深处。妈妈为了尽量减轻耳聋给孩子所带来的巨大的痛苦就把自己所有的空闲时间都用来教孩子认字、读书、画画。齐奥尔科夫斯基是个颇有天赋的孩子在母亲的精心辅导下他很快就能读一些浅显易懂的文章同时也能画一些蜻蜒、风筝之类能飞的东西。这时候他想多读一些书但是把家里所有的角落都找遍了才找到四本书而且这四本书都是关于自然和科学方面的书籍没有办法他只好硬着头皮认真地啃读了。未曾想到他对这些高深莫测的东西居然产生了浓厚的兴趣虽然没有人来指导他但是他对所有的学问都能很快地弄懂弄明白他逐步适应了耳聋的生活并把自己的全部身心都投注到以思维为主的精神世界里去了。在他岁的时候肺结核病夺去了他敬爱的母亲的生命这个不幸再次给他带来了沉重的打击他简直有些支持不住了母亲跟他永远地告别了。这一切都使齐奥尔科夫斯基的性格变得更加内向脸上的微笑也变得更加稀少了从此以后他变得更加孤独了没有人跟他谈心没有人跟他说笑。别无选择他只有更加集中自己的精力去找书读找到什么书就读什么书从不挑剔几何、代数、地理、天文、物理、化学等等这给他日后从事航天方面的研究工作打下了坚实的基础也进一步拓宽了他的视野丰富了他的知识层面。齐奥尔科夫斯基不光自己喜欢去看书而且还喜欢自己去做一些小实验以培养自己的动手能力因为只有当他这样做的时候他才能忘却人世间的种种烦恼。一天他读到了一本几何方面的书便仿照书中的一幅简单的插图自己制成了一个小小的测量仪使他万分高兴的是这个测量仪不光能准确测出自己的身高还能测出从他家到前面一排房子的距离。到了岁的时候他已经成了村子里制作各种各样玩具的头号种子选手。他制作的风筝不仅造型美丽款式新颖而且还飞得很高使得村子里原来不愿跟他在一起玩儿的小伙伴也纷纷聚拢在他的周围向他索要各种玩具玩他也因此成为孩子们心目中的偶像。到岁的时候他耳聋的症状已有明显减轻左耳已能听到一些话语了这使他的父亲很高兴但是一想到日后的生活父亲便有些不寒而栗一个半聋的孩子又能做些什么呢?他想跟儿子好好地谈论一下这件事便去找儿于找了半天也没有找到后来终于在厕所里找到了儿子。只见儿子手里捧着一本书一边上着厕所一边津津有味地看着父亲真是又好气又好笑走上去轻轻拍了一下儿子的头把书拿过来翻了翻。这是一本介绍莫斯科的图书里面详细系统地介绍了莫斯科的政治、经济、文化等情况而且重点介绍了莫斯科大学的筹备情况。父亲跟儿子一起回到了家中。父亲问他孩子你已经长大了你打算今后怎么办呢?总不能长期这样在家里呆着呀。齐奥尔科夫斯基恳切地说爸爸我想去读莫斯科大学那里的人都有学问有知识他们肯定会给我许多帮助的。父亲说孩子你别犯傻了你到那里去人生地不熟的怎么生活下去呢?齐奥尔科夫斯基说爸爸你就放心地让我去吧我到了那里以后随便找个什么事做保证不会饿死的。然后我再到莫斯科大学去听课我不会成为一个废物的。父亲知道儿子去意已定也就没有再劝阻他便给在莫斯科工作的一位同乡写了一封信托他帮着照管一下自己的儿子然后便把儿子送上了前往莫斯科的漫漫旅途。到了莫斯科以后找到那个同乡但同乡过得也不是太好。齐奥尔科夫斯基便决定自己去租一间房子祝费了好大劲儿才租到了一间小阁楼房东是个贫穷的洗衣妇。在阴暗潮湿四面没有窗户的小阁楼里他主要靠凉水和黑面包来充饥但是他还是从书里找到了巨大的乐趣他比在家乡的时候更加刻苦更加勤奋了。齐奥尔科夫斯基靠着刻苦钻研和顽强自学的精神自学完了中学和大学的全部物理课程。在他岁的时候他通过招聘考试成了伯洛夫公立中学的一名物理教师和几何教师。大胆的空想家当教师的时候一个极其偶然的机会他忽然迷上星际飞行的研究。一天黄昏时分齐奥尔科夫斯基看到天空中有四五只麻雀在雷雨来临之前快速地飞着无数的幻想在他的脑中沸腾起来他在想人类一定要比麻雀飞得更快。忽然他的脑海里出现了一幅奇怪的图画画面上是像带鱼形状的飞艇。他已经至少超出了正常的人类思维好几十年了。在此后的长达年的教学生涯中他除了努力做好一个教师的本职工作以外还尽量挤出时间自学天文学、生物学等特别是航空学。他每天都起得很早跑完步以后便在家抓紧时间工作两三个小时然后又风风火火地走很远的路到学校去上课下班以后一分钟也不愿在学校里多呆急急忙忙又赶回家进行研究或潜心写作。大家都称他为ldquo大胆的幻想家rdquo。人类所居住的地球外部包裹了一层厚厚的大气层因此星际飞行器要想飞向宇宙太空必须先得克服这个大气层的阻碍。那么什么样形状的飞行器才更适合于在大气中飞行?飞行器的形状究竟跟阻力有什么关系呢?大气流动同飞行器的速度又有什么关系?齐奥尔科夫斯基头脑里整天所想的都是这样一些关于星际飞行的问题。他曾经考虑到利用离心力就有可能飞出地球。当他猛然意识到这个重大的发现可能产生的伟大结果的时候他激动得心都快要跳出胸膛了。那时候没有办法利用风洞进行科学实验他只好充分利用自然风用风筝、竹蜻蜒等进行实验不久经过苦心经营他终于写成了一篇关于空气动力学的论文后来又写成了一篇全金属飞船的论文。他带着这两篇论文直接找到了当时俄国著名的物理学家托切诺夫。托切诺夫读完这两篇文章后拍案叫绝对他在没有任何专家指导和完备仪器条件下能够写成如此高水平的论文而大为赞叹。他又把齐奥尔科夫斯基极力推荐给当时俄国航空界的泰斗茹科夫斯基茹科夫斯基对此也给予了高度的评价。齐奥尔科夫斯基经这两位科学家的推荐成为物理化学协会的会员。正当齐奥尔科夫斯基带着愉快的心情准备在科学道路上全速前进的时候一场大火把他的家烧了个精光过去所留存的大量书籍、笔记、论文初稿全都付之一炬。这个打击太大了他因此而病倒了。但是他没有一病不起他仍然牵挂着他的航空航天事业。稍微能吃点饭的时候他便找来大量关于在星际空间开辟一条空中大道的书籍认真地阅读并进行实验。执着的信念使他迅速战胜了天灾人祸他很快就完成了全金属的飞艇和星际火箭等的设计工作提出了开辟宇宙通道的独特见解。当时他周围好多人都不理解他说他是个疯子是个彻头彻尾的空想家。齐奥尔科夫斯基对这些议论却毫不理会他认准了自己所制定好的目标一如既往地朝前走着。成为ldquo星际航行之父rdquo年经过多年研究齐奥尔科夫斯基这个来自俄国梁赞省的穷人的孩子终于提出了征服宇宙空间的具体主张还发表了人造卫星的图样提出以人造卫星作为星际航行的ldquo驿站rdquo再从这个ldquo驿站rdquo向月球和其他星球发射火箭的主张。这个大胆而又执着的幻想家为了进行空气动力学的试验又东挪西借凑了一些钱自行设计安装制造了一个风洞。风洞的发明奠定了实验空气动力学的基矗其后风洞便成为现代制造各种飞行器如火箭、卫星等不可缺少的实验装置它使从事飞行器研究的科学工作者有可能用实验米检查理论计算的可靠性和准确性。所谓的风洞其实就是一个大动力的送风机把飞行器的模型送入风洞再通入压强很大的气流测定飞行器受力等综合因素。它是以气流流动飞行器模型静止来模拟飞行器飞行的实际情况从而获得各种飞行情况的各种数据。齐奥尔科夫斯基利用他自行发明的风洞装置共研究了一百多个宇航飞行器的模型取得了不少关于空气动力学实验的第一手珍贵资料。通过大量的实验他深深地认识到人类要想飞向天空成为宇宙的主人就必须首先征服万有引力这个拦路虎。经过几年的潜心研究他出版了一本《可驾驶的金属飞船》在人类历史上第一次提出了火箭飞行理论。在这本书里他指出火箭是克服地球引力飞出地球的最理想可靠的工具。他还精心构想出了火箭的外观及内在构造情况。根据他的构想未来火箭的外壳应该是用钢构成的里面有着蛋形的椭圆舱室头部可以容纳乘客、仪表、给养储备等。同时舱内大部分空间分为两个部分分装液体燃料和氧化剂燃料和氧化剂经由唧筒排入火箭中央的燃烧室燃烧生成高温高压的气体由尾部喷口喷出产生一股又一股强大的推动能力并推

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