向往神鷹，自由飛翔，人類總是夢想掙脫地球引力羈絆，飛到藍(lán)天星空之上。一部人類航空航天史，就是一部將這種夢想化為現(xiàn)實、又從現(xiàn)實中產(chǎn)生更大夢想的互動史，更是一部人類想飛起來、飛起來后又想飛得更高的永無止境的探險史。在這里，人類航程的起點是夢想，終點也是夢想。人類的航程都只有一個方向，就是不斷地向上。

在這漫長的天路歷程中，人類的一些設(shè)想實現(xiàn)了；更多的設(shè)想有待于實現(xiàn)；還有的設(shè)想，卻永遠(yuǎn)不可能實現(xiàn)。

馭風(fēng)步云：地球大氣層飛行

向上的第一步，是地球大氣層內(nèi)飛行。大氣層內(nèi)飛行的第一步是無動力飛行，僅僅依靠空氣的阻力、浮力而達(dá)到飄墜、升騰和翱翔的目的。這種設(shè)想和實踐從古到今中外都有，最早和最有代表性的可能是《史記·五帝本紀(jì)》，記載了上古時代舜憑借兩個斗笠兜著風(fēng)，從著火的糧倉頂上跳下，安全落地。這利用的是空氣阻力減速的原理，最終把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實的是降落傘。

另一個代表性設(shè)想見于《資治通鑒》：一些關(guān)押在城中高臺上的囚犯為了逃生，“各乘紙鳶以飛”。其中一個叫元黃頭的人飛得最遠(yuǎn)直達(dá)郊外。這是利用了空氣阻力、浮力和重力相互作用的原理，也就是滑翔機(jī)的原理。1500余年后，滑翔機(jī)被發(fā)明出來，英國的喬治·凱利和德國的奧托·李林塔爾分享了發(fā)明滑翔機(jī)的榮譽。

以上的飛行都不能算是真正的飛行，只能是一種準(zhǔn)飛行，但即使是準(zhǔn)飛行，在成為現(xiàn)實后又與人們的想象力互動，同樣碰撞出驚人的科學(xué)幻想的火花。

美國科幻小說《波萊斯是個瘋狂之地》，描述了一個由普通物質(zhì)和重物質(zhì)共同構(gòu)成的星球波萊斯。所謂重物質(zhì)是密度極大的物質(zhì)，一塊重物質(zhì)鵝卵石可以重得人力根本拾不起，而有些密度更高的重物質(zhì)，如火柴盒那么大一點就要用萬噸巨輪才拉得動，構(gòu)成中子星的物質(zhì)就是這樣的重物質(zhì)。波萊斯的核心也是重物質(zhì)，所以它面積不超過兩個曼哈頓，重力卻相當(dāng)于地球重力的3/4。它的大氣層是由普通物質(zhì)構(gòu)成的，相當(dāng)于地球的地幔部分，生活在波萊斯核心里的一種同樣由重物質(zhì)構(gòu)成的重鳥，可以飛到波萊斯的大氣層，而人類不需要任何外加的動力。就可以比重鳥飛得更高。因為人類也是由普通物質(zhì)構(gòu)成，像地幔那樣密度的波萊斯大氣完全托得住人類。

地球大氣層飛行的第二步是有動力飛行，從有動力飛行開始，才是真正的飛行。三國時期出現(xiàn)的孔明燈較早體現(xiàn)了一種有動力飛行的設(shè)想，它是利用熱空氣比空氣輕的道理實現(xiàn)飛行的，也可視為利用了氣體的阿基米德浮力定律。現(xiàn)代的熱氣球、飛艇就是載人的孔明燈，18世紀(jì)，19世紀(jì)法國的蒙特哥菲爾兄弟和吉法爾分別是熱氣球和飛艇的發(fā)明者。

英國天文學(xué)家霍伊爾寫出了科幻小說《黑云》，設(shè)想了一團(tuán)有生命、有智慧的黑云。既然是云，當(dāng)然可以飄浮在天空。而更多的科幻小說都曾設(shè)想過未來人類的生命形態(tài)：如果人類也進(jìn)化到像黑云一樣的氣態(tài)人，自身就可以輕飄飄地漫步云端，進(jìn)行大氣層內(nèi)的有動力飛行了。

熱氣球和飛艇在應(yīng)用上有許多限制，大氣層飛行的主角應(yīng)該是機(jī)械動力、堅硬外殼的飛行器。有關(guān)這一類飛行的設(shè)想在各個國家的神話傳說中太多了，如中國《山海經(jīng)》的奇肱國飛車。18世紀(jì)瑞士數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家丹尼爾·伯努利提出了“伯努利定律”，利用這一原理實現(xiàn)飛行夢想的榮譽，一般歸于美國發(fā)明家萊特兄弟。經(jīng)過他們的努力，飛機(jī)于1903年12月17日在美國北卡羅萊納州基蒂霍克海灘誕生了。

直升機(jī)的設(shè)想像熱氣球一樣是由實物體現(xiàn)的，就連中國民間一種玩具——竹蜻蜓，飛行原理仍然是“伯努利定律”。通常認(rèn)為，現(xiàn)代直升機(jī)是在20世紀(jì)30年代由德國的?？撕兔绹奈骺茽査够l(fā)明的。

“大氣電離通道飛行”的設(shè)想也是一例，是用人工閃電或其他方法在大氣中制造出一條穩(wěn)定的電離通道。飛行器帶上與電離通道相同的電荷，根據(jù)同性電荷相斥的原理，輔以必要的技術(shù)手段，斥力就可推動飛行器在電離通道里長距離飛行。這其實也是磁懸浮列車運行的原理。未來某一天。說不定空中真會布滿一條條像列車軌道一樣的電離通道，長長的電離通道列車也會像磁懸浮列車一樣在這些通道中穿梭往來。2008年，我們看到了打通大氣電離通道的第一線希望之光，據(jù)最新報道：法國和美國科學(xué)家已經(jīng)成功地用激光在自然界中首次制造出了人工強(qiáng)閃電。

另一類有別于機(jī)械動力飛行的是“生物動力飛行”，至今沒有實現(xiàn)，甚至連模仿生物動力飛行的“撲翼機(jī)”也在技術(shù)上行不通。古希臘神話中腳踝上長出一對小翅膀的神使赫爾墨斯，《封神演義》中肋生雙翼的雷震子，漢代“馬踏飛燕”的藝術(shù)造型都是具有代表性的設(shè)想。

凌虛沖天：近地太空飛行

在地球大氣層外飛行的第一步是近地太空飛行。在這里，一切適用空氣動力學(xué)原理的飛行器都無能為力了。于是能在真空中燃燒自身攜帶的燃料，從而產(chǎn)生反作用力飛行的火箭就登場了。牛頓三大定律、萬有引力定律和齊奧爾科夫斯基公式等是火箭飛行的基本原理。當(dāng)火箭的速度達(dá)到每秒7.9千米的第一宇宙速度，就能沖出大氣層環(huán)繞地球飛行，成為人造地球衛(wèi)星。

現(xiàn)代火箭的發(fā)明一般認(rèn)為是美國專家戈達(dá)德的主要功勞。在這一發(fā)明的基礎(chǔ)上，1957年由蘇聯(lián)發(fā)射了世界第一顆人造地球衛(wèi)星。而所有人造地球衛(wèi)星軌道中，最重要的當(dāng)屬英國科幻大師阿瑟·克拉克設(shè)想的地球同步靜止軌道。在這條軌道上，可以只用三顆人造地球衛(wèi)星建立起覆蓋全球的衛(wèi)星通訊網(wǎng)。

接下來順理成章的第二步是用火箭把人送上太空，中國明代的萬戶已經(jīng)用一次壯烈的冒險行動體現(xiàn)了這個設(shè)想。他把47支火箭綁在椅子上點燃。自己坐在椅子上打算飛上天空，結(jié)果失敗了。這之后400余年，蘇聯(lián)航天員加加林成了第一個用這種方式飛出地球大氣層外的太空人。

初期火箭的一大缺陷是只能使用一次，于是一次性火箭進(jìn)一步發(fā)展為航天飛機(jī)，就是可以重復(fù)使用的載人火箭。航天飛機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展是空天飛機(jī)。就是可以像普通飛機(jī)一樣起降的航空航天兩用飛機(jī)。美國正在積極設(shè)計和試制這種飛機(jī)，已經(jīng)初具雛形?？仗祜w機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展是克拉克在科幻小說《天堂的噴泉》里設(shè)想的“太空電梯”或“太空升降機(jī)”。這種電梯用細(xì)得肉眼看不見但強(qiáng)度極高的特殊材料作纜索，因為不用這種材料，纜索由于太長而產(chǎn)生難以承受的重量，會把自身壓垮。纜索將電梯固定在地面和太空之間，人們來往于天地間就不用再乘坐火箭或空天飛機(jī)，可以直接乘坐既舒適又方便的升降電梯。各國科學(xué)家和美國航空航天局一直在研究制造太空電梯的可行性，由納米技術(shù)制造的碳納米材料，就是一種理想的肉眼看不見而又強(qiáng)度極高的特殊材料，這就解決了制造太空電梯的一大難題。樂觀的估計是：太空電梯將在15年內(nèi)面世。

蘇聯(lián)工程師尤尼斯基進(jìn)一步提出了赤道管發(fā)射臺的設(shè)想。沿赤道建造一圈可以膨脹收縮的環(huán)形管子，長達(dá)40000千米以上：當(dāng)管子因膨脹而伸長2％～4％，這樣的長度就能使管子升到離地面幾百、幾千千米的高度，以便于將管子上的航天器送入太空。

把人造衛(wèi)星和載人太空飛行結(jié)合起來，就產(chǎn)生了空間站，航天員可以在里面長期生活。2001年隕落的“和平”號空間站是這一類型空間站的明星。空間站的進(jìn)一步發(fā)展，就是永久居住的太空城，從古代神話到現(xiàn)代科幻小說，有關(guān)太空城的設(shè)想可以說是數(shù)不勝數(shù)。克拉克的《與拉瑪相會》中的“拉瑪”其實就是外星人的移動太空城。較特殊的太空城還有美國科幻小說《環(huán)形世界》中圍繞一個星球建造的環(huán)形太空城。美國物理學(xué)家戴森設(shè)想的“戴森球”，能最大面積地獲取恒星的能量，不放跑一點光和熱。不過，這可能已經(jīng)超出近地太空飛行的范圍了。

近地太空飛行的標(biāo)志性事件是登月。登月是古已有之的幻想，拋開嫦娥奔月的神話，從羅馬帝國時期的希臘語作家盧奇安到16世紀(jì)德國天文學(xué)家開普勒，從凡爾納、威爾斯到克拉克都預(yù)言過登月。載人火箭的速度略低于第二宇宙速度的每秒11.2千米。就可實現(xiàn)登月。由于月球尚未脫離地球引力，這仍然是近地太空飛行。1969年7月21日。美國的“阿波羅11”號火箭載著三名航天員成功登上月球表面，這是人類向太空邁出的具有里程碑意義的一大步。

人類走得最遠(yuǎn)的也就是這一步了，接下來所有載人的太空旅行都是有待實現(xiàn)的設(shè)想。但這成功邁出的一步，大大激發(fā)了人類的信心、勇氣和想象力，人類計劃的目標(biāo)和旅程，將會更加壯麗、更加奇特，也更為遙遠(yuǎn)漫長了。

套用印度大詩人泰戈爾的名句：天空中沒有翅膀的痕跡，人類已經(jīng)飛過。實現(xiàn)了的夢想雖然讓人心滿意足，卻不能讓人心馳神往。真正誘惑人類愿意付出一生、萬世永恒追求的是天空中留下翅膀的痕跡，人類還沒有飛過。