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向往神鹰，自由飞翔，人类总是梦想挣脱地球引力羁绊，飞到蓝天星空之上。一部人类航空航天史，就是一部将这种梦想化为现实、又从现实中产生更大梦想的互动史，更是一部人类想飞起来、飞起来后又想飞得更高的永无止境的探险史。在这里，人类航程的起点是梦想，终点也是梦想。人类的航程都只有一个方向，就是不断地向上。
在这漫长的天路历程中，人类的一些设想实现了；更多的设想有待于实现；还有的设想，却永远不可能实现。
驭风步云：地球大气层飞行
向上的第一步，是地球大气层内飞行。大气层内飞行的第一步是无动力飞行，仅仅依靠空气的阻力、浮力而达到飘坠、升腾和翱翔的目的。这种设想和实践从古到今中外都有，最早和最有代表性的可能是《史记·五帝本纪》，记载了上古时代舜凭借两个斗笠兜着风，从着火的粮仓顶上跳下，安全落地。这利用的是空气阻力减速的原理，最终把设想变为现实的是降落伞。
另一个代表性设想见于《资治通鉴》：一些关押在城中高台上的囚犯为了逃生，“各乘纸鸢以飞”。其中一个叫元黄头的人飞得最远直达郊外。这是利用了空气阻力、浮力和重力相互作用的原理，也就是滑翔机的原理。1500余年后，滑翔机被发明出来，英国的乔治·凯利和德国的奥托·李林塔尔分享了发明滑翔机的荣誉。
以上的飞行都不能算是真正的飞行，只能是一种准飞行，但即使是准飞行，在成为现实后又与人们的想象力互动，同样碰撞出惊人的科学幻想的火花。
美国科幻小说《波莱斯是个疯狂之地》，描述了一个由普通物质和重物质共同构成的星球波莱斯。所谓重物质是密度极大的物质，一块重物质鹅卵石可以重得人力根本拾不起，而有些密度更高的重物质，如火柴盒那么大一点就要用万吨巨轮才拉得动，构成中子星的物质就是这样的重物质。波莱斯的核心也是重物质，所以它面积不超过两个曼哈顿，重力却相当于地球重力的3/4。它的大气层是由普通物质构成的，相当于地球的地幔部分，生活在波莱斯核心里的一种同样由重物质构成的重鸟，可以飞到波莱斯的大气层，而人类不需要任何外加的动力。就可以比重鸟飞得更高。因为人类也是由普通物质构成，像地幔那样密度的波莱斯大气完全托得住人类。
地球大气层飞行的第二步是有动力飞行，从有动力飞行开始，才是真正的飞行。三国时期出现的孔明灯较早体现了一种有动力飞行的设想，它是利用热空气比空气轻的道理实现飞行的，也可视为利用了气体的阿基米德浮力定律。现代的热气球、飞艇就是载人的孔明灯，18世纪，19世纪法国的蒙特哥菲尔兄弟和吉法尔分别是热气球和飞艇的发明者。
英国天文学家霍伊尔写出了科幻小说《黑云》，设想了一团有生命、有智慧的黑云。既然是云，当然可以飘浮在天空。而更多的科幻小说都曾设想过未来人类的生命形态：如果人类也进化到像黑云一样的气态人，自身就可以轻飘飘地漫步云端，进行大气层内的有动力飞行了。
热气球和飞艇在应用上有许多限制，大气层飞行的主角应该是机械动力、坚硬外壳的飞行器。有关这一类飞行的设想在各个国家的神话传说中太多了，如中国《山海经》的奇肱国飞车。18世纪瑞士数学家和物理学家丹尼尔·伯努利提出了“伯努利定律”，利用这一原理实现飞行梦想的荣誉，一般归于美国发明家莱特兄弟。经过他们的努力，飞机于1903年12月17日在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克海滩诞生了。
直升机的设想像热气球一样是由实物体现的，就连中国民间一种玩具——竹蜻蜓，飞行原理仍然是“伯努利定律”。通常认为，现代直升机是在20世纪30年代由德国的福克和美国的西科尔斯基发明的。
“大气电离通道飞行”的设想也是一例，是用人工闪电或其他方法在大气中制造出一条稳定的电离通道。飞行器带上与电离通道相同的电荷，根据同性电荷相斥的原理，辅以必要的技术手段，斥力就可推动飞行器在电离通道里长距离飞行。这其实也是磁悬浮列车运行的原理。未来某一天。说不定空中真会布满一条条像列车轨道一样的电离通道，长长的电离通道列车也会像磁悬浮列车一样在这些通道中穿梭往来。2008年，我们看到了打通大气电离通道的第一线希望之光，据最新报道：法国和美国科学家已经成功地用激光在自然界中首次制造出了人工强闪电。
另一类有别于机械动力飞行的是“生物动力飞行”，至今没有实现，甚至连模仿生物动力飞行的“扑翼机”也在技术上行不通。古希腊神话中脚踝上长出一对小翅膀的神使赫尔墨斯，《封神演义》中肋生双翼的雷震子，汉代“马踏飞燕”的艺术造型都是具有代表性的设想。
凌虚冲天：近地太空飞行
在地球大气层外飞行的第一步是近地太空飞行。在这里，一切适用空气动力学原理的飞行器都无能为力了。于是能在真空中燃烧自身携带的燃料，从而产生反作用力飞行的火箭就登场了。牛顿三大定律、万有引力定律和齐奥尔科夫斯基公式等是火箭飞行的基本原理。当火箭的速度达到每秒7.9千米的第一宇宙速度，就能冲出大气层环绕地球飞行，成为人造地球卫星。
现代火箭的发明一般认为是美国专家戈达德的主要功劳。在这一发明的基础上，1957年由苏联发射了世界第一颗人造地球卫星。而所有人造地球卫星轨道中，最重要的当属英国科幻大师阿瑟·克拉克设想的地球同步静止轨道。在这条轨道上，可以只用三颗人造地球卫星建立起覆盖全球的卫星通讯网。
接下来顺理成章的第二步是用火箭把人送上太空，中国明代的万户已经用一次壮烈的冒险行动体现了这个设想。他把47支火箭绑在椅子上点燃。自己坐在椅子上打算飞上天空，结果失败了。这之后400余年，苏联航天员加加林成了第一个用这种方式飞出地球大气层外的太空人。
初期火箭的一大缺陷是只能使用一次，于是一次性火箭进一步发展为航天飞机，就是可以重复使用的载人火箭。航天飞机的进一步发展是空天飞机。就是可以像普通飞机一样起降的航空航天两用飞机。美国正在积极设计和试制这种飞机，已经初具雏形。空天飞机的进一步发展是克拉克在科幻小说《天堂的喷泉》里设想的“太空电梯”或“太空升降机”。这种电梯用细得肉眼看不见但强度极高的特殊材料作缆索，因为不用这种材料，缆索由于太长而产生难以承受的重量，会把自身压垮。缆索将电梯固定在地面和太空之间，人们来往于天地间就不用再乘坐火箭或空天飞机，可以直接乘坐既舒适又方便的升降电梯。各国科学家和美国航空航天局一直在研究制造太空电梯的可行性，由纳米技术制造的碳纳米材料，就是一种理想的肉眼看不见而又强度极高的特殊材料，这就解决了制造太空电梯的一大难题。乐观的估计是：太空电梯将在15年内面世。
苏联工程师尤尼斯基进一步提出了赤道管发射台的设想。沿赤道建造一圈可以膨胀收缩的环形管子，长达40000千米以上：当管子因膨胀而伸长2％～4％，这样的长度就能使管子升到离地面几百、几千千米的高度，以便于将管子上的航天器送入太空。
把人造卫星和载人太空飞行结合起来，就产生了空间站，航天员可以在里面长期生活。2001年陨落的“和平”号空间站是这一类型空间站的明星。空间站的进一步发展，就是永久居住的太空城，从古代神话到现代科幻小说，有关太空城的设想可以说是数不胜数。克拉克的《与拉玛相会》中的“拉玛”其实就是外星人的移动太空城。较特殊的太空城还有美国科幻小说《环形世界》中围绕一个星球建造的环形太空城。美国物理学家戴森设想的“戴森球”，能最大面积地获取恒星的能量，不放跑一点光和热。不过，这可能已经超出近地太空飞行的范围了。
近地太空飞行的标志性事件是登月。登月是古已有之的幻想，抛开嫦娥奔月的神话，从罗马帝国时期的希腊语作家卢奇安到16世纪德国天文学家开普勒，从凡尔纳、威尔斯到克拉克都预言过登月。载人火箭的速度略低于第二宇宙速度的每秒11.2千米。就可实现登月。由于月球尚未脱离地球引力，这仍然是近地太空飞行。1969年7月21日。美国的“阿波罗11”号火箭载着三名航天员成功登上月球表面，这是人类向太空迈出的具有里程碑意义的一大步。
人类走得最远的也就是这一步了，接下来所有载人的太空旅行都是有待实现的设想。但这成功迈出的一步，大大激发了人类的信心、勇气和想象力，人类计划的目标和旅程，将会更加壮丽、更加奇特，也更为遥远漫长了。
套用印度大诗人泰戈尔的名句：天空中没有翅膀的痕迹，人类已经飞过。实现了的梦想虽然让人心满意足，却不能让人心驰神往。真正诱惑人类愿意付出一生、万世永恒追求的是天空中留下翅膀的痕迹，人类还没有飞过。
在这漫长的天路历程中，人类的一些设想实现了；更多的设想有待于实现；还有的设想，却永远不可能实现。
驭风步云：地球大气层飞行
向上的第一步，是地球大气层内飞行。大气层内飞行的第一步是无动力飞行，仅仅依靠空气的阻力、浮力而达到飘坠、升腾和翱翔的目的。这种设想和实践从古到今中外都有，最早和最有代表性的可能是《史记·五帝本纪》，记载了上古时代舜凭借两个斗笠兜着风，从着火的粮仓顶上跳下，安全落地。这利用的是空气阻力减速的原理，最终把设想变为现实的是降落伞。
另一个代表性设想见于《资治通鉴》：一些关押在城中高台上的囚犯为了逃生，“各乘纸鸢以飞”。其中一个叫元黄头的人飞得最远直达郊外。这是利用了空气阻力、浮力和重力相互作用的原理，也就是滑翔机的原理。1500余年后，滑翔机被发明出来，英国的乔治·凯利和德国的奥托·李林塔尔分享了发明滑翔机的荣誉。
以上的飞行都不能算是真正的飞行，只能是一种准飞行，但即使是准飞行，在成为现实后又与人们的想象力互动，同样碰撞出惊人的科学幻想的火花。
美国科幻小说《波莱斯是个疯狂之地》，描述了一个由普通物质和重物质共同构成的星球波莱斯。所谓重物质是密度极大的物质，一块重物质鹅卵石可以重得人力根本拾不起，而有些密度更高的重物质，如火柴盒那么大一点就要用万吨巨轮才拉得动，构成中子星的物质就是这样的重物质。波莱斯的核心也是重物质，所以它面积不超过两个曼哈顿，重力却相当于地球重力的3/4。它的大气层是由普通物质构成的，相当于地球的地幔部分，生活在波莱斯核心里的一种同样由重物质构成的重鸟，可以飞到波莱斯的大气层，而人类不需要任何外加的动力。就可以比重鸟飞得更高。因为人类也是由普通物质构成，像地幔那样密度的波莱斯大气完全托得住人类。
地球大气层飞行的第二步是有动力飞行，从有动力飞行开始，才是真正的飞行。三国时期出现的孔明灯较早体现了一种有动力飞行的设想，它是利用热空气比空气轻的道理实现飞行的，也可视为利用了气体的阿基米德浮力定律。现代的热气球、飞艇就是载人的孔明灯，18世纪，19世纪法国的蒙特哥菲尔兄弟和吉法尔分别是热气球和飞艇的发明者。
英国天文学家霍伊尔写出了科幻小说《黑云》，设想了一团有生命、有智慧的黑云。既然是云，当然可以飘浮在天空。而更多的科幻小说都曾设想过未来人类的生命形态：如果人类也进化到像黑云一样的气态人，自身就可以轻飘飘地漫步云端，进行大气层内的有动力飞行了。
热气球和飞艇在应用上有许多限制，大气层飞行的主角应该是机械动力、坚硬外壳的飞行器。有关这一类飞行的设想在各个国家的神话传说中太多了，如中国《山海经》的奇肱国飞车。18世纪瑞士数学家和物理学家丹尼尔·伯努利提出了“伯努利定律”，利用这一原理实现飞行梦想的荣誉，一般归于美国发明家莱特兄弟。经过他们的努力，飞机于1903年12月17日在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克海滩诞生了。
直升机的设想像热气球一样是由实物体现的，就连中国民间一种玩具——竹蜻蜓，飞行原理仍然是“伯努利定律”。通常认为，现代直升机是在20世纪30年代由德国的福克和美国的西科尔斯基发明的。
“大气电离通道飞行”的设想也是一例，是用人工闪电或其他方法在大气中制造出一条稳定的电离通道。飞行器带上与电离通道相同的电荷，根据同性电荷相斥的原理，辅以必要的技术手段，斥力就可推动飞行器在电离通道里长距离飞行。这其实也是磁悬浮列车运行的原理。未来某一天。说不定空中真会布满一条条像列车轨道一样的电离通道，长长的电离通道列车也会像磁悬浮列车一样在这些通道中穿梭往来。2008年，我们看到了打通大气电离通道的第一线希望之光，据最新报道：法国和美国科学家已经成功地用激光在自然界中首次制造出了人工强闪电。
另一类有别于机械动力飞行的是“生物动力飞行”，至今没有实现，甚至连模仿生物动力飞行的“扑翼机”也在技术上行不通。古希腊神话中脚踝上长出一对小翅膀的神使赫尔墨斯，《封神演义》中肋生双翼的雷震子，汉代“马踏飞燕”的艺术造型都是具有代表性的设想。
凌虚冲天：近地太空飞行
在地球大气层外飞行的第一步是近地太空飞行。在这里，一切适用空气动力学原理的飞行器都无能为力了。于是能在真空中燃烧自身携带的燃料，从而产生反作用力飞行的火箭就登场了。牛顿三大定律、万有引力定律和齐奥尔科夫斯基公式等是火箭飞行的基本原理。当火箭的速度达到每秒7.9千米的第一宇宙速度，就能冲出大气层环绕地球飞行，成为人造地球卫星。
现代火箭的发明一般认为是美国专家戈达德的主要功劳。在这一发明的基础上，1957年由苏联发射了世界第一颗人造地球卫星。而所有人造地球卫星轨道中，最重要的当属英国科幻大师阿瑟·克拉克设想的地球同步静止轨道。在这条轨道上，可以只用三颗人造地球卫星建立起覆盖全球的卫星通讯网。
接下来顺理成章的第二步是用火箭把人送上太空，中国明代的万户已经用一次壮烈的冒险行动体现了这个设想。他把47支火箭绑在椅子上点燃。自己坐在椅子上打算飞上天空，结果失败了。这之后400余年，苏联航天员加加林成了第一个用这种方式飞出地球大气层外的太空人。
初期火箭的一大缺陷是只能使用一次，于是一次性火箭进一步发展为航天飞机，就是可以重复使用的载人火箭。航天飞机的进一步发展是空天飞机。就是可以像普通飞机一样起降的航空航天两用飞机。美国正在积极设计和试制这种飞机，已经初具雏形。空天飞机的进一步发展是克拉克在科幻小说《天堂的喷泉》里设想的“太空电梯”或“太空升降机”。这种电梯用细得肉眼看不见但强度极高的特殊材料作缆索，因为不用这种材料，缆索由于太长而产生难以承受的重量，会把自身压垮。缆索将电梯固定在地面和太空之间，人们来往于天地间就不用再乘坐火箭或空天飞机，可以直接乘坐既舒适又方便的升降电梯。各国科学家和美国航空航天局一直在研究制造太空电梯的可行性，由纳米技术制造的碳纳米材料，就是一种理想的肉眼看不见而又强度极高的特殊材料，这就解决了制造太空电梯的一大难题。乐观的估计是：太空电梯将在15年内面世。
苏联工程师尤尼斯基进一步提出了赤道管发射台的设想。沿赤道建造一圈可以膨胀收缩的环形管子，长达40000千米以上：当管子因膨胀而伸长2％～4％，这样的长度就能使管子升到离地面几百、几千千米的高度，以便于将管子上的航天器送入太空。
把人造卫星和载人太空飞行结合起来，就产生了空间站，航天员可以在里面长期生活。2001年陨落的“和平”号空间站是这一类型空间站的明星。空间站的进一步发展，就是永久居住的太空城，从古代神话到现代科幻小说，有关太空城的设想可以说是数不胜数。克拉克的《与拉玛相会》中的“拉玛”其实就是外星人的移动太空城。较特殊的太空城还有美国科幻小说《环形世界》中围绕一个星球建造的环形太空城。美国物理学家戴森设想的“戴森球”，能最大面积地获取恒星的能量，不放跑一点光和热。不过，这可能已经超出近地太空飞行的范围了。
近地太空飞行的标志性事件是登月。登月是古已有之的幻想，抛开嫦娥奔月的神话，从罗马帝国时期的希腊语作家卢奇安到16世纪德国天文学家开普勒，从凡尔纳、威尔斯到克拉克都预言过登月。载人火箭的速度略低于第二宇宙速度的每秒11.2千米。就可实现登月。由于月球尚未脱离地球引力，这仍然是近地太空飞行。1969年7月21日。美国的“阿波罗11”号火箭载着三名航天员成功登上月球表面，这是人类向太空迈出的具有里程碑意义的一大步。
人类走得最远的也就是这一步了，接下来所有载人的太空旅行都是有待实现的设想。但这成功迈出的一步，大大激发了人类的信心、勇气和想象力，人类计划的目标和旅程，将会更加壮丽、更加奇特，也更为遥远漫长了。
套用印度大诗人泰戈尔的名句：天空中没有翅膀的痕迹，人类已经飞过。实现了的梦想虽然让人心满意足，却不能让人心驰神往。真正诱惑人类愿意付出一生、万世永恒追求的是天空中留下翅膀的痕迹，人类还没有飞过。