第三維空間中的自由
人類自誕生以來，就和其他靈長目動物一樣，受地球重力制約，生存空間局限於地球表面。或曰：人類生來就是只在一個二維球面——地球表面上活動的生物。
然而，人類絕非甘心如此。幾乎每個孩子都有這樣的時光：看到鳥兒在空中飛，就希望自己也能長出翅膀到空中自由翺翔。實際上，這不只是孩子的幻想，也是人類美好的向往。
差不多在兩個半世紀以前，人類終於能離開地面向空中上升了。但這不是依靠翅膀，而是憑借浮力。1783年，法國的蒙戈爾菲耶兄弟用熱空氣充填一個亞麻袋，首次升空飄了約2.5千米。19世紀末葉滑翔機興起，那又寬又平的翼可以載人乘風前進。可是，滑翔機也像氣球一樣，只能聽任風的擺布。
1903年，美國的萊特兄弟在自己設計的滑翔機上裝了發動機和推進器，使其速度快得足以在空氣中飛行。這就是世界上第一架動力牽引滑翔機，它幾乎飛行了1分鐘之久。此類飛行器日後有了層出不窮的革新和改進，它們被統稱為飛機。
關鍵在於，要是沒有空氣的話，那麽無論是氣球還是飛機，就都不可能離地升空了。人類需要找到某種辦法，使物體即使在真空中也能上升。假如用一門巨炮向上發射炮彈，炮彈出膛時的速度越快，就可以射得越高。倘若炮彈前進得非常之快，那麽地球的重力就無法迫使它停下來，也更不能將它拉回地面了。將一個物體向上拋射而使之永不返回，所需的速度稱為「逃逸速度」。對於地球而言，逃逸速度約為11.2千米/秒。如果一個空心炮彈裏面裝著人，以這樣的速度升空的話，那麽他或許就能抵達月球。但是，即使真能造出那樣的超級大炮，炮彈發射時的巨大加速度也會置其「乘客」於死地。
人類如何擺脫被禁錮在二維球面上的窘境，在垂直方向的第三維空間中取得越來越多的自由呢？在為此奮鬥的歷程中，有過哪些驚心動魄的往事？世界各國分別或共同為此作出了哪些貢獻？前路遙遙又會遇到怎樣的挑戰……
航天是一種精神體驗
【太空探索通史——從古代世界到星際未來的發現之旅】（以下簡稱【太空探索通史】）一書，將這個絕對精彩的故事娓娓道來。此書作者羅傑·勞尼厄斯曾任美國太空總署首席航天史學家。他編撰了30余部航天史領域的圖書，作品兩次獲得美國航空航天學會歷史類圖書獎。英文原版【太空探索通史】於2018年推出，作者在「前言」中聲稱：「航天不僅是一項尖端工程的巨大成就，更是一種深刻的精神體驗，能夠進入人類心靈的深處。」
細讀本書，尤覺此言不虛。
【太空探索通史】涉及的史實千頭萬緒，作者有條不紊地將它們梳理成10章。頭3章依次是「為太空探索奠基」「第二次世界大戰推動太空探索行程」和「太空探索成為現實」，記敘太空探索之歷史背景與蓄勢待發，時間是1957年以前；中間4章為「開啟太空時代」「登月競賽」「新國家，新使命」和「太空穿梭機與空間站」，劇情是太空探索正式亮相，美蘇兩國太空爭霸，其他航天國家之崛起，以及對航天技術的新思考與新嘗試；最後3章是「紅色星球的誘惑」「火星之外」和「對太空探索的渴望」，主題是當前正熱門的火星探測，更遙遠的行星際探測，乃至對未來歲月的展望。
【太空探索通史】中不乏可細細品味的「金句」和頗為中肯的評述。全書每一章各有言簡意賅的章首導語，整章內容又組織成諸多各自成篇又彼此呼應的專題。例如，第一章「為太空探索奠基」的導語以此收尾：「直到20世紀初，太空探索才成為現實：俄國人康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基、美國人羅拔·戈達德和德國人赫爾曼·奧伯特三位航天先驅，與遍布世界各地的業余火箭學會一起，邁出了太空旅行的第一步。」此章的專題「用火箭探索太空」，簡介齊奧爾科夫斯基其人，及其在20世紀初首先奠定了現代火箭技術的理論基礎。世人皆記得他的名言：「地球是人類的搖籃，但人類不會永遠躺在搖籃裏。」
戈達德則進了一步，開始實際研制火箭發動機。書中緊接著以兩個專題「火箭技術」和「第一枚液體燃料火箭」，介紹了他的非凡事跡。1926年3月16日，戈達德發射了第一枚液體燃料火箭。其關鍵創新之處在於采用汽油作為燃料、液氧作為氧化劑，提高了燃燒效率。與固體燃料火箭相比，液體燃料火箭每消耗一單位質素的燃料，能夠產生更大的推力。美國政府在戈達德生前並不重視他的工作，但在他死後，為了利用其數以百計的專利，政府卻不得不付出上百萬美元，否則研究工作就會停滯不前。
中國航天跑出「加速度」
圖片豐富而精美，許多歷史照片彌足珍貴，圖文所占版面平分秋色，是【太空探索通史】的鮮明特色。例如第二章中的專題「獲取納粹的研究成果、人員和技術」，有一幅盟軍剛占領德國不久美國陸軍航空兵科學咨詢小組成員在哥廷根大學威廉皇帝學會門口的合影，4個人都是名副其實的「大咖」。最右邊的是年方34歲的錢學森，右起第二人則是他早先的博士生導師、加州理工學院的馮·卡門。
全書第六章「新國家，新使命」介紹了美國實施「阿波羅」登月計劃之後，「許多新興的航天國家，特別是中國，在自身初始專案的基礎上，發展出更強的技術專長」「可以肯定：太空不再是蘇聯和美國航空航天探索者的專利」。此章的專題「不斷擴大的太空俱樂部」，將參與世界航天的70多個國家看作構成了5個基本層次的金字塔。「有很長一段時間，金字塔的頂部都由蘇聯和美國占領，由這兩個國家把其他國家的公民送入太空。1991年蘇聯解體後，俄羅斯聯邦繼承了蘇聯的航天計劃。大約10年後，中國的‘神舟’飛船壯大了自己的載人航天能力。自2011年美國太空穿梭機艦隊退役以來，美國一直沒有能力自己將太空人送入太空……當時，僅有俄羅斯和中國這兩個國家，能夠利用自己的航天器和運載火箭把人送入軌域。」
第六章中有一個專題是「中國的太空探索」。文中說：「中國的太空計劃離不開一個人的努力，他就是中國科學家錢學森。」
所配的錢學森照片有一個耐人尋味的標題「人才引進與人才流失」，其說明文字是「錢學森獲得獎學金，於1935年8月首次來到美國，前往麻省理工學院求學。這位中國學生極具天賦、才華橫溢，最終在加州理工學院獲得博士學位」。以及第二次世界大戰期間「他參與了美國軍方的各種火箭專案，還是噴射推進實驗室的創始成員。但戰後美國普遍存在偏執的反共情緒，錢學森毅然踏上返回祖國的歸途」。
書中有多處提到中國的航天事業，包括中國的載人航天計劃，並配上楊利偉坐在「神舟五號」飛船返回艙中的大幅照片。在談論中國建設空間站的計劃時，譯者加了一個「點睛」的註腳：中國「用短短20個月如期建成空間站，創造了世界航天史上空間站建設的最快紀錄，跑出了中國航天的‘加速度’」。
太空探索遠未結束
全書最後一章「對太空探索的渴望」之導語，以航天時代人們研發了各種穿越地球大氣層的工具破題：「先是發射人造衛星；接著，把人送入太空；隨後，是一系列國家太空探索計劃——人類登月，建立空間站，以及把探測器發往太陽系的每顆行星和更遠的恒星際空間。但是，更大的挑戰還在後面。」
未來太空探索的更大挑戰，是從地球之外獲得深空探測所必需的更多資源，如太陽能發電和勘測小行星礦產資源等。從長遠來看，目標會更宏大。「人類將來可能會進行更遠的恒星際旅行，我們的後代甚至可能會發現很多類地行星，並移居過去……再經歷數十年發展，人類會更接近這些目標。太空探索甚至能讓人類懂得，該如何更好地生活在我們這個體積不大，但又彌足珍貴的星球上。」
可見，作者也像卡爾·薩根和艾薩克·阿西莫夫那樣，是一位理性而非盲目的樂觀主義者。
此章從如何研制下一代更便宜、更可靠和更易於維護的火箭，如何降低太空探索的成本談起，接著介紹了空天飛機的研制。空天飛機的概念其實很簡單：它可以從普通飛機跑道上起飛，采用噴射式發動機使之上升到約13700米的高度，達到超音速。然後，飛行員啟動飛機的超音速燃燒沖壓發動機，從大氣中獲得氧氣並進行壓縮作為燃燒液氫所需的氧化劑，將空天飛機加速到超高音速。它可以上升到大氣層的邊緣，再像傳統的飛機一樣降落。空天飛機面臨許多技術困難，人們對此也不乏爭議，但很多人依然堅信：「可重復使用的空天飛機是太空人往返國際太空站更廉價、更安全的方式。」它使太空人重返地球時，能離開原定的軌域，在他希望降落的地方著陸。
本章的後續部份，愈發「腦洞大開」，令人讀來興味盎然。作者雲：「太空探索的故事遠未結束，事實上，它才剛剛起步。」誠哉斯言！
【太空探索通史】英文原著雖然對中國太空探索史時有涉獵，但終究著墨太少。為彌補這一缺憾，鄭永春特撰長文【中國太空探索簡史】作為本書附章，介紹中國在人造地球衛星、載人航天與空間站、月球與深空探測等諸多方面取得的重要成就。附章從中國幾千年來的天文傳統說起，展示國人擁抱航天科技、走向星辰大海的文化基礎，古今銜接殊為得當。
讀罷全書，掩卷沈思。「昨天的夢想，今天的希望，明天的現實。」羅拔·戈達德的警句又浮現腦際。
【太空探索通史——從古代世界到星際未來的發現之旅】
[美] 羅傑·勞尼厄斯 著
鄭永春 劉晗 譯
上海科技教育出版社
（題圖為書中插圖）
欄目主編：顧學文
文字編輯：王一
本文作者：卞毓麟
