“透过科学的眼睛,我们愈来愈领略到:现实世界并非如人类童年时所见的秩序井然的小花园,而是一个奥秘绝伦、浩瀚无比的宇宙。如果我们的艺术不去探索人类正在闯入这大千世界时所碰到的境遇及反思;也不去反映这些反思带来的希望和恐惧,那么,这种艺术是死的艺术……但是人没有艺术是活不下去的,因此,在一个科学的时代里,他创造出科幻小说。”这是瑞典化学家保罗·赫尔曼·穆勒对科幻小说的理解,他曾因发现了DDT的杀虫功效而获得1948年诺贝尔生理学、医学奖。
进入近代,科幻小说已经成为人们通过幻想,对未知世界的一种轻松的探索形式。月球是离地球最近的天体,自然也是最为热门的想象对象。有很多科学家,既是科研工作者,也是杰出的科幻作家。
德国天文学家约翰尼斯·开普勒(1571—1630)在科幻小说《梦想》中对月球的旅行展开了幻想,他形象地阐述了宇宙飞行中的种种奇异状态:超重、失重、如何战胜空间的冰冷以及如何度过月球表面漫长的白昼……《梦想》的主人公迪拉考托斯是热爱写作的冰岛人,喜欢天文活动。主人公在一个“非常有智慧的精灵”的帮助下,进行了一次奇妙的月球旅行。
《梦想》是开普勒对科幻小说发展的贡献。它像是一个迷信和科学的奇特混合体,书中对月食、日食、行星运动、飞行时的体重变化、真空状态等都有较为细致的描述,还想象出了月球居民和月球上存在着的巨大植物和新奇动物。
另外,法国作家西拉诺·德·贝热拉克(1619—1655)创作的《月球之行》也是一个关于月球旅行梦想的故事,浪漫而又有趣。
作家西拉诺是名副其实的冒险家、剑客和才子。他在书中探讨了各种飞行方法,提出利用磁铁的吸引力实现升空,并首次提出,以“火箭”作为太空旅行的工具。他安排主人公设计出一个以焰火爆竹作为推进动力的飞行器,以便挣脱地球的引力。实际上,西拉诺已经不自觉地应用了反作用原理,而牛顿直到这之后多年才阐述了该原理的真正含义。西拉诺设计的飞行器非常有趣,飞行器上面捆了六组巨大的爆竹,硬是把人推到了月球上,最后他们坠落在月球上的一棵苹果树上。
西拉诺所幻想的“火箭”无疑是后来捆绑式火箭的雏形。
法国作家儒勒·凡尔纳(1828—1905)被称为科幻小说的鼻祖。其代表作《从地球到月球》中的科幻构思至今仍令人称道,被视为不可思议的预言。
图1.14 儒勒·凡尔纳
图1.15 凡尔纳《从地球到月球》
凡尔纳在《从地球到月球》中写道,美国南北战争结束后,巴尔的摩城大炮俱乐部主席巴比康提议向月球发射一颗炮弹,建立地球与月球之间的联系。法国冒险家米歇尔·阿当得知这一消息后建议造一颗空心炮弹,他准备乘这颗炮弹到月球去探险。炮弹造好后,巴比康、米歇尔和巴尔船长克服了种种困难,终于乘这颗炮弹出发了。但炮弹并没有在月球上着陆,却在离月球2800英里(1英里=1.609千米)的地方绕月飞行。
那著名的“炮弹车厢”——弹壳飞船,设计非常奇妙。这个炮弹的外部直径9英尺(1英尺=0.3048米),高12英尺。为了不超过规定的重量,他们把弹壁做得稍微薄一些,同时却把炮弹底做得特别厚,因为它要承受低氮硝化纤维素燃烧时产生的气体的全部压力,其实,炸弹和锥形圆柱体的手榴弹也是这样的,底部比较厚。
这个“炮弹”的出入口是在圆锥形部分上开的一个小洞,洞门是铝板做的,关上洞门,再拧紧结实的翼形螺钉,小洞就严丝合缝地堵起来了。这样,旅客们一到达想要去的天体,就可以自由地走出去。
在炮弹上有四个舷窗,舷窗上装着非常厚的凸透镜,两个在炮弹周围,第三个在弹底,第四个在尖顶,旅客们可以透过舷舱,欣赏一路上的奇妙景色。
后来,“阿波罗号”登月飞船的返回舱,和凡尔纳当时所设想的“炮弹飞船”十分相似。1998年第10期的《科幻世界》杂志对此进行了比较。
凡尔纳月球炮弹与“阿波罗11号”登月飞船对照表
与现实如此相似的设想,真是一个不可思议的奇迹。在《从地球到月球》的续篇《环绕月球》中,凡尔纳准确地描述了失重的影响,并勾画了宇宙飞船重返地球大气层、溅落到太平洋上的壮观场面;更让人称奇的是,他记述的地点与1969年7月美国“阿波罗11号”飞船从月球返回时溅落的地点仅仅相距十几千米!
这些不可思议的科幻小说从科学的角度出发,借助作家的智慧和想象力,所描写的内容给后来的科学家研发太空探索设备不少启发,比如航天食品、航天员的选拔、航天器与航天服的设计等,有很多都是从科幻小说中受到启示而发明的,或是根据科幻小说所描述的情景进行设计的。可以说,科幻小说推动着人类对宇宙和太空进行更为大胆的探索行动。
梦想是人类前进的动力。从古老的神话传说到充满智慧的科学诗篇,从天真质朴的飞天实验到华丽精巧的科幻小说,无一不闪烁着人类飞天梦想的光芒。在梦想的天空里,人类探索的步伐将越走越远,所拥有的世界也将越来越宽广。
人类对太空的探索永远不会止步于浪漫的神话传说和充满激情的诗篇。在古代有很多勇敢的人把了解宇宙、了解太空的欲望化作行动,付诸实践。虽然,有很多勇者在实践的过程中遭遇了挫折,有的甚至付出了生命的代价,但他们探索的行为却流芳千古。
中国明朝时期的万户是人类有历史记载的第一个尝试用火箭飞天的人。他原是木匠,喜好钻研技巧,从军之后,改进过不少刀枪车船,在同瓦剌的战事中屡建奇功,受到大将班背的青睐,要他在兵器局供职,两人相交甚厚。班背性情耿直,从不趋炎附势,因而得罪了右中郎李广太等人,被革去一切职务,并幽禁在拒马河上游的深山鬼谷中。
明朝开国皇帝朱元璋的第四个儿子朱棣,想继位当皇帝。他一方面网罗党羽,扩充兵力;另一方面搜罗各种技艺,献给朱元璋,讨其喜欢。李广太投朱棣所好,知道万户曾经想和班背一起造“飞鸟”(像风筝的飞行器),于是对其软硬兼施,想利用他来为皇上造飞龙。万户表面上同意造飞龙,想趁机营救班背,同时完成造飞鸟的夙愿。
万户去鬼谷与班背会合,但是晚了一步,原来班背已被瓦剌军所害,是李广太暗中给瓦剌军报的信。好在班背先前见势不妙,已经令随从带着他的《火箭书》冲了出去。万户决心造出飞鸟,以实现班背的遗愿。他仔细阅读了班背的《火箭书》,造出了各种各样的火箭,然后画出飞鸟的图形,众匠人按图制造飞鸟。试飞时,飞鸟放在山头上,万户拿起风筝坐在鸟背上。先点燃鸟尾引线,火箭喷火,飞鸟离开山头向前飞去。接着两脚喷火,飞鸟冲向半空。不久,火光消失,飞鸟翻滚着摔在山脚之下,万户的试验最终以失败告终,他为此也付出了宝贵的生命。
万户的想法在那个时代是富有创造性的,作为人类历史上第一次“载人航天”的伟大实践,他所创造的采用捆绑式来解决大推力的设计思想无疑给后人留下了有益的启示。他的基本方法和勇敢精神受到人们的肯定和敬仰。他既考虑到上升的工具也考虑到安全下落的降落伞——风筝,这都是前所未有的。我国“航天之父”钱学森曾惋惜地评价道:“万户长眠在鲜花盛开的万家山。当然,他进行的飞天事业停止了。明朝以后,特别是到了近代,我国的科技事业日趋落后,以至备受列强的欺凌。但是,万户开创的飞天事业,得到了世界的公认。美国火箭专家詹姆斯·麦克唐纳称中国的万户为青年火箭专家,是人类第一位进行载人火箭飞行尝试的先驱。他研制的蛇形飞车,也是人类有史以来了不起的发明。”
图1.16 万户造火箭