[北京青少年科技俱乐部科普报告会时间2005年10月30.doc

大家好！ 先问大家几个简单的问题，什么叫“天”？什么叫“航天”？什么叫“航天员”？能回答的请举手。 什么叫“天”？古时候人们把地面以上叫做天，地是实实在在的，最多有几个小洞。天是比较空的，所以又叫“天空”，有时天和空分开用，如“天上”、“空中”。实际上天就是空，空就是天。但是科学发展到今天，已赋予“天”和“空”不同的含义。 我国家著名科学家钱学森，在我们1980年创办我国《宇航学报》的时候，给我们写来了一封信，它就是《宇航学报》发刊词。其中指出，宇宙航行应划分为两个阶段。第一阶段，冲出地球大气层，在太阳系范围内活动叫做“航天”。第二阶段，冲出太阳系，在银河系乃至河外星系活动叫“航宇”。有人把整个宇宙航行也称为“航天”。这样，航空、航天就把“天空”瓜分了。地球大气层空间叫“空”，在地球大气层空间中活动，叫“航空”，飞机、直升机、气球、飞艇等统称为航空器。冲出地球大气层，在太阳系范围以内活动，就叫“航天”。卫星、飞船、空间站、航天飞机等，统称为“航天器”。人们将气象预报叫天气预报，我说应该叫空气预报，风霜雨雪，本来就是空气变化。按照现在天和空的划分，天气预报，应该是宇宙空间环境预报。当然，人们已经习惯了天气预报这种叫法。所以，为了区分起见，需要将空间环境预报叫做“太空天气预报”。 什么叫航天员？在太空执行航天飞行任务的人员叫航天员，有些人叫宇宙员，也不错。因为航天是宇宙航行的组成部分，是第一阶段，叫宇航员也是可以的。不过，既然都叫航天，如航天部、航天局、航天器、航天飞机等等，对人叫航天员更顺当一些。 今天我讲的题目太大了，从时间来说，上到几千年，往下则是无限的，空间范围是整个宇宙，从科学范围来说无所不包，所以我只能概括地给大家讲。 有一位航天先驱者说了这样一句话，“很难说有什么办不到的事情，因为昨天的梦想，可以是今天的希望，而且可以成为明天的现实”，这个话是谁说的？这是美国“火箭之父”戈达德说的。这可以说是人类登天历程的写照。 现在我就来讲第一个问题，叫“曲径通幽——人类登天的历程”。今天来说戈达德的这句话，应改一下，叫“前天的梦想，昨天的希望，今天是现实”。 一，从嫦娥奔月到万户飞天，即从幻想到希望的阶段。 嫦娥奔月神话是什么时候出现的？我没有考察，应该说一两千年。自有人类以来，就有登天的梦想，所以才有嫦娥奔月这样的神话产生，反映了人类登天的梦想，这个梦做得很长很长，一直到600年以前。美国火箭史学家赫伯特，1945年写了一本叫《火箭与喷气》的书，其中提到在14世纪末15世纪初，中国有个叫“万户”的人，在一把椅子后边绑了47支火箭，他自己坐在椅子上，手拿两个风筝，让别人把火箭点燃，利用火箭动力飞行。这就是“万户飞天”。14世纪末15世纪初，就是明朝初年，那个时候用火箭作动力飞天不现实，还属于希望阶段，因而不可能成功。 二，模仿鸟类飞行。在很长时间内，国内外有许多人想模仿鸟类飞行。这是最直观的希望，但实际上不行。经过很多人的试验，还有许多人的牺牲，证明人类凭自己肌肉的力量是不能飞行的，为什么？生理限制，举个例子，比如说人的心脏太小，人的心脏只占人体总重的0.5％，可是鸟就大大的不一样了，如鹫的心脏占体重的8％，蜂鸟的心脏占22％；人的心跳太慢了，我们的心跳平均一分钟70次，可是蜂鸟一分钟跳630次，麻雀的心脏每分钟跳800次，有一种小山雀一分钟跳1200次。如果人要飞，心脏跳动肯定要加快才能承受得了。如果人的心脏跳动每分钟增加到90次，心脏就要大大的增大，胸廓的长度要达到1.8米，人有多大？所以人不能凭自己肌肉的力量飞行。这里有科学的思想问题，往往是最直观的、最符合常识的，不一定是最科学的，你们要记住这个科学道理，相对论是违反常识的，量子力学更违反常识，但它们是科学。 三，从气球到飞艇，从滑翔机到飞机。222年前，1783年，蒙哥尔费兄弟发明了气球，第一次使人类能够离开地面。又过了69年，有个叫吉法尔的法国人，1852年制造了飞艇。气球和飞艇是没有动力的，不能掌握方向。 156年前，也就是1849年有了滑翔机，李林达尔兄弟对滑翔机作出了重要贡献。又过了54年，到1903年，又是两个兄弟，莱特兄弟制造了飞机。飞机的应用很广，大家都很清楚，但是飞机只能在大气层里飞行，要上天，超过地球大气层是不行的。 四，现代火箭的曲折问世。122年前，俄国有一位科学家叫齐奥尔科夫斯基，1883年指出，火箭可以作为宇宙航行的动力。又过了20年，到1903年，他又具体提出了火箭公式，指出了火箭怎样才能冲出地球大气层，并指出多极火箭可以达到宇宙速度。 要把这个理论变为现实，要由其他人接着努力。又过了18年，到1926年，戈达德首先发射成功液体燃料火箭，飞的不高，十几米，