人物生平
1857年9月17日,出生于俄国梁赞州,家境贫寒。他9岁双耳失聪,靠自学完成了中学课程,在极艰苦的环境中进行研究工作。
1878年,齐奥尔科夫斯基考取了一份县城中学的教师职位,解决了生计问题的他开始把幻想和计划付诸婶良实施。在租住的房子里,他建立了自己的空气动力学实验挨白乐室。邻居发现这个沉默寡言的老师经常在大风天披着床单迎着风猛跑,于是给他贴上了“怪人”和“精神病”的标签。
1883年,齐奥尔科夫斯基首次提出利用反作用力来推进宇宙飞船的方案。1893年,他茅牛端撰写的以太空旅行为题材的科幻小说陆续发表。1897年,他推导出了著名的火箭运动公式:燃料烧尽后的火箭质量越大,火箭的性能越好;发动机排出的气体速度越快,火箭的飞行速度越快,后人称此为齐奥尔科夫斯基公式。
1903~1914年,齐奥尔科夫斯基发表了3篇相同名字的论文《利用喷气工具研究宇宙空间》,系统阐述了火箭与星际航行的理论知识。论证了喷气工具用于星际航行的可行性,推导出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式[5]
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随后,齐奥尔科夫斯基用大脑以及纸笔建立起来的航天运输理论体系虽然受到了门捷列夫等大师的赞赏,但却遭到了当时沙俄主流科学界的嘲讽和打压。
十月革命成功后,新生的苏联十分重视地外天体领域研究,齐奥尔科夫斯基被评为杰出科学家,成为苏联科学院院士,他的理论研究成果和太空旅行小说被大量出版,并在全国范围内掀起了“太空旅行热”[13]
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1920年,他撰写的科幻小说《在地球之外》出版[14]
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1924年,苏联宇航学会成立,齐奥尔科夫斯基成为教授,负责培养苏联第一代航天工程人才,后来的“苏联航天之父”科罗廖夫就是他的学生。1927年,苏联举办了“星际飞行器和机械装置展览”,展出了大量火箭模型和草图以及根据科幻小说设计的宇宙飞船方案,还展出了齐奥尔科夫斯基的《地球之外》《月亮之上》等科幻小说。
1935年9月19日,齐奥尔科夫斯基逝世于卡卢加,享年78岁[13]
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童年生活
1857年9月17日,齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省一个美丽的村庄,父亲给他取的名字是康斯坦丁。这个家有7个孩子,康斯坦丁是老五。对于双亲,康斯坦丁在晚年回忆说:"父亲总是那么沉着冷静,在熟人中间,他聪明善辩,而在官僚中间,他以赤色和令人难以容忍的正直闻名。"父亲爱好建筑,曾经带领着几个孩子一起造过楼房和宫殿的模型,还总是不停朽鸦劝辨地告诉几个儿子要多做体力活儿,要自立。母亲则完全是另一种性格,她活泼、热情,急躁的时候就用大嗓门说话,非常能干。康斯坦丁认为,父亲给了他坚强的意志,母亲给了他才华和对事物的热情。[1]
童年的康斯坦丁活泼伶俐,爱读书,喜欢思考问题,尤其是爱不着边际地幻想。他说:"小的时候,为了让弟弟听我的狂想,我甚至会付钱给他。我幻想过我有很大的体力,幻想我像猫一样,顺着绳子和竿子爬得很高,看得很远。"由于家里的条件不好,康斯坦丁不能到学校读书,他受过的唯一正规的教育是在伊耶夫斯科的乡村上过一些日子的村办学校。但不幸的是,10岁的时候,他在滑雪的时候得了严重的感冒,导致猩红热,最终几乎完全失去了听觉。从那以后,康斯坦丁与和棵危店外界几乎隔绝了。康斯坦丁回忆说:"我的耳朵近乎全聋,因此成了邻近的儿童们嘲笑的对象。这个生理缺陷使我同人们疏远了,但却使我发奋读书,用幻想来忘却所有的烦恼。"受到伤害的自尊总要在其他方面寻求补充和满足,康斯坦丁开始把自己幻想成一些伟大的、英雄式的人物。
也许任何一个伟大的人物,早期遭受的各种磨难都是他成为伟大人物的必备条件。康斯坦丁由于耳聋与外界断绝了联系,却从提灶腿此走上了独立思考、善于幻想的道路。在学习书本知识的同时,他通过各种方式对自己掌握的知识进行检验。有一次,他自己做了一个量角器,没有出屋就测量出了与远处的火警望台的距离是284米。然后,他又步行进行校验,结果完全正确,这使他对科学的信心倍增,他付键询开始了解到理论知识对实践生活的指导意义[9]
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教育经历
在齐奥尔科夫斯基16岁的那年,父亲用积攒的钱送他到莫斯科去求学。虽然这时他仍无法进学校学习,但莫斯科的环境显然比乡下优越得多。他在莫斯科的三年多时间里完全钻进图书馆里。家里每月给他寄来15卢布生活费、学习费,但他只吃最简单的面包和蔬菜,把余下的钱都买了书和实验用品。他自学了解析几何、高等代数和微积分,学习了物理化学和力学,还以极大的兴趣学习天文学甚至大量阅读小说和杂志。
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基
在莫斯科,齐奥尔科夫斯基为自己不断获得新的知识而由衷地兴奋,但由于长期营养不良,他的体质却越来越弱了。1876年的一天,他父亲的一个熟人在莫斯科偶然看见了他,被他那疲倦和虚弱的模样吓了一跳。于是,齐奥尔科夫斯基的父亲收到那个人写的信时,还亲自来了一趟,后才被迫回家[10]
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工作经历
1877年秋,齐奥尔科夫斯基通过了乡村中学教师资格考试。四个月后,他被任命为卡卢加省波罗夫县一个中学的数学教师。在波罗夫县,他租了两间房子住了下来,房东是一个寡妇,有一个女儿叫索科洛娃。齐奥尔科夫斯基自己搞了一个实验室,一边教书,一边开始独立的研究工作。后来他与索科洛娃结了婚。
1881年,齐奥尔科夫斯基对气体理论进行了大量思考和研究,并完成了一篇论文,送交彼得堡的物理和化学学会。学会的科学家看到齐奥尔科夫斯基的论文后十分惊讶。因为论文的内容和结论完全正确,但这一问题早在二十多年前就已得到了圆满解决。科学家们没有把这个年轻人看作是骗子或剽窃者。他们认为:这位年轻学者可能与外界缺乏联系,并不知道他的"发现"已经问世多年了。著名科学家门捷列夫给齐奥尔科夫斯基写了一封措辞谨慎的信,对他的工作和成绩表示赞赏,还对他进行鼓励,希望他将来取得更大成果。
1892年,齐奥尔科夫斯基的研究兴趣转到飞艇上来。他曾发表了多篇有关飞艇的论文,提出了全金属硬式飞艇的设想。这段时间他还研究过飞机,但由于经费不足,实验工作无法开展。这使他认识到,像飞艇或者飞机这类大型的工程问题,靠一个人在业余时间里摸索,很难得到有实际意义的成果。因此他觉得还是应当做一些理论研究工作。这时,他开始把主要精力投入到太空飞行研究上。
太空理论
在齐奥尔科夫斯基一生中,他最感兴趣、花费精力最多、取得成就最大的领域是航天。在很小的时候,有关星际航行的问题已经开始强烈地吸引着他。他在1911年回忆说:"在过去很长时间里,我也和其他人一样,认为火箭不过是一种少有用途的玩具。我已很难准确回忆起我是怎样开始计算有关火箭的问题。对我来说,第一颗太空飞行思想的种子是由儒勒·凡尔纳的幻想小说播下的,它们在我的头脑里形成了确定的方向。我开始把它作为一种严肃的活动。"
在莫斯科求学期间,齐奥尔科夫斯基就开始思索实现太空飞行的方法。16岁那年,他忽然想到利用离心力。这使他极度兴奋,以为发现了通向星际空间的道路。他后来回忆说:"当时我简直高兴得发狂,那一晚我整夜都无法入睡。我慢慢地在莫斯科的大街上徘徊,一直思考着这一发现的伟大意义。但到了第二天黎明,我终于认识到我的推理是错误的。"
1882年,他在自学过程中掌握了牛顿第三定律。这个看似简单的作用与反作用原理突然使他豁然开朗。他在3月28日的日记中写道:"如果在一只充满高压气体的桶的一端开一个口,气体就会通过这个小口喷射出来,并给桶产生反作用力,使桶沿相反的方向运动。"这段话就是对火箭飞行原理的形象描述。
齐奥尔科夫斯基既是一个踏实的科学家,也是一个热情的探索者。他在一篇名为《太空火箭工作:1903-1927年》的文章中,系统总结了他在火箭和航天学研究过程中所做的工作和取得的成就。然后,他对航天的未来发展阶段进行了展望。这些阶段包括:火箭汽车、火箭飞机、人造卫星、载人飞船、空间工厂、空间基地、太阳能的充分利用、外太空旅行、行星基地,以及恒星星际飞行等。他在文章中提出的在飞船中利用植物生产食物和氧气、依靠旋转产生重力、更好地利用太阳能等思想仍是航天领域的研究方向。
"十月革命"改变了齐奥尔科夫斯基的生活和研究条件,他的社会地位也有了很大提高。1919年他被选为社会主义科学院的会员[3]
,1921年苏维埃联邦社会主义共和国人民委员会会议决定给予他个人特殊养老金。从那时起,他更加勤奋地专心于航天学的研究。"十月革命"前,齐奥尔科夫斯基共写出了130篇论文,以后却写出了450余篇。更为重要的是,在他的论文和著作的影响下,一批火箭和航天爱好者走上了航天探索的道路。他的成就也被欧美广泛承认,德国航天先驱奥伯特曾在致齐奥尔科夫斯基的信中说:"您已经点燃了火炬,我们绝不会让它熄灭。让我们尽最大的努力,以实现人类最伟大的梦想。"
但是,他仍然不满足于已经取得的巨大成就。他在1931年写道:"儿童时代以来,严重的耳聋使我完全不顾及日常的生活方式,也因此缺少“交际”。这也许是我到了68岁仍然进展缓慢,没有取得真正成功的原因。沉思、计算和实验构成了我的全部生活。我的住房底层的车间始终陪伴着我。即使由于火灾和洪水将其摧毁,我也很快把它恢复起来……重大的问题还远未解决,我还有足够的能力或者健康允许我把这些思想变成现实吗?"
随着世界范围内火箭和太空飞行研究热潮的兴起,齐奥尔科夫斯基的名望在迅速增长。1932年在他75周岁生日时,苏联的各大报纸和杂志都刊登了有关他的事迹和科学成就的长篇文章,斯大林也向他发去了生日贺电,一时间这位老人成了苏联杰出的人民英雄。他在新的时代里感到充满了希望。他在给斯大林的信中表达了他的兴奋之情:"我在航空、火箭和太空飞行方面的一切工作都是为了布尔什维克和苏维埃政府--人类文化发展的卓越领袖。我充分相信在他们的领导下,一定能够成功地完成这些伟大的事业"[7]
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曾任职务
1924年在苏联成立了第一个宇航学会,8月23日选举齐奥尔科夫斯基为军事航空学院的第一位教授[4]
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航天人生
他撰写了超过400件作品,包括大约90篇关于太空旅行和相关科目的出版物。他的作品涉及火箭的设计、转向推进器、多级增压器、空间站、用于将太空船引入空间真空的气闸,以及为空间殖民地提供食物和氧气的闭合循环生物系统。[2]
1883年,齐奥尔科夫斯基在一篇名为《自由空间》的论文中,正式提出利用反作用装置作为太空旅行工具的推进动力,他对这种火箭动力的定性解释是:火箭运动的理论基础是牛顿第三定律和能量守衡定律。这些思想在1893年发表的科幻小说《月球上》和1895年写的《地月现象和万有引力效应》中得到了进一步发展。1896年,他开始从理论上研究星际航行的有关问题,进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年,他推导出著名的火箭运动方程式。
在这些工作的基础上,齐奥尔科夫斯基于1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》,接着,他又于1910年、1911年、1912年和1914年在《科学报告》上发表了多篇关于火箭理论和太空飞行的论文。这些出色的著作系统地建立起了航天学的理论基础。
在对火箭运动理论进行了一番研究之后,齐奥尔科夫斯基又对星际航行问题进行了研究和展望。在1911年发表的论文中,他详细地描述了载人宇宙飞船从发射到进入轨道的全过程,内容涉及飞船起飞时的壮观景象,超重和失重对宇航员的影响,失重状态下物体的奇异表现,不同的高度看地球的迷人景观、天空的景色等。人们读起他的著作来有如亲临宇宙飞船登天的感觉。
苏联火箭之父弗里德利希·赞德对齐奥尔科夫斯基的著作推崇倍致,1924年在苏联成立了第一个宇航学会,8月23日选举齐奥尔科夫斯基为军事航空学院的第一位教授。苏联于1930年造出OR-1液体燃料推进的火箭,1933年造出OR-2型。1929年,齐奥尔科夫斯基在他的著作《宇宙航行》中提出多级火箭的设想。火箭推进计算的基本公式是以他名字命名的。他还相信哲学家尼古拉·费奥多罗夫提出的向外星殖民的想法,认为这能使人类永久存在下去[8]
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功勋荣誉
十月革命后,齐奥尔科夫斯基的研究受到重视。列宁批准他特别养老金;
1919年当选为苏联科学院院士;
1932年获得苏联政府授予劳动红旗勋章[17]
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1954年,苏联科学院设立了齐奥尔科夫斯基金质奖章。
他被誉为"俄罗斯航天之父"、世界上最伟大的航天先驱者[7]
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人物评价
齐奥尔科夫斯基醉心于各种科学研究和计算,特别是关于宇宙航行和火箭推动力的理论研究。1903年,他发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》这本现代航天史上划时代的著作。书中提出了火箭飞行速度同火箭发动机喷气速度、火箭质量、燃料质量关系的公式——齐奥尔科夫斯基公式。从人类发射第一枚火箭到现在,世界各国每一枚火箭的设计制造都离不开这个公式的指导[15]
。(光明网 评)
齐奥尔科夫斯基是苏联航空和航天科学家、研究火箭和宇宙空间的先驱。他于1903年提出了著名的火箭运动公式,1921年首次提出多级火箭的设想,为宇宙航行提供了理论基础[16]
。(中国政府网 评)
航天界仍然流行着一句名言,这是齐奥尔科夫斯基在给《航空评论》杂志的信中写下的:"地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。"
后世纪念
苏联政府为他建立了纪念像,并在卡卢加市建立了齐奥尔科夫斯基博物馆[6]
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2021年俄罗斯银行发行硬币纪念康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基[12]
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人物影响
齐奥尔科夫斯基有一句名言:"地球是人类的摇篮,但是人类不会永远生活在摇篮里,开始他们将小心翼翼地穿出大气层,然后去征服太阳系。[5]
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1935年,齐奥尔科夫斯基逝世后,苏联掀起了全民学习航天风潮,大批青少年立志投身航天,也培养出了苏联第一代航天人才。苏联科学家在短短十几年间就研制出了国内首台火箭发动机,在诸多航天领域形成了理论成果。第二次世界大战后,苏联能够先于美国发射人造卫星,不能不说受益于齐奥尔科夫斯基的启蒙与这段历史时期[13]
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2022年9月21日俄罗斯发射联盟MS-22号载人飞船,飞船以航天学理论家康斯坦丁∙齐奥尔科夫斯基的名字命名,以此来纪念俄罗斯科学家、发明家和太空探索理论创始人康斯坦丁∙齐奥尔科夫斯基。9月17日是齐奥尔科夫斯基诞辰165周年。搭载该艘载人飞船入轨的“联盟-2.1a”号运载火箭上将喷涂齐奥尔科夫斯基的肖像,并写有“齐奥尔科夫斯基诞辰165周年”字样[11]
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