《人类飞翔史》：从蒙哥尔费气球到喷气时代，人类突破重力牢笼的三次认知飞跃

今天为你解读的这本书叫《人类飞翔史》。

自古以来，在天空中自由飞翔就是人类的梦想，并大量出现在神话传说中。在古代中国，《山海经》中有关于北方鸡公国的描述，这个国家的人只有一只胳膊，却有三只眼睛，他们出门远行，乘坐风车可以日行万里。在古代欧洲、希腊神话中，也有关于飞翔的描述，建筑师代达罗斯和儿子伊卡洛斯被囚禁在爱琴海的一座小岛上，为了从岛上逃出，聪明的代达罗斯用蜜蜡把羽毛粘合在一起，为自己和儿子做了两对翅膀。在飞越爱琴海时，儿子伊卡洛斯因为飞得太高，蜜蜡被晒化，跌入大海中死去，而代达罗斯则成功地飞越了爱琴海。

经过几千年的努力，尤其是近几百年以来无数次的尝试，我们在天空中飞翔，终于从梦想变为了现实。今天要给大家解读的这本《人类飞翔史》，就将为你详细讲述近代以来，人类是怎样一步步实现飞翔之梦，越飞越高、越飞越稳的。

本书作者夏尔·多尔·菲斯是20世纪上半叶法国著名的热气球和飞艇驾驶员，他曾创建了法国航空博物馆并担任馆长，还曾担任法国国立航空高等学校航空史的教授。夏尔·多尔·菲斯把毕生的精力都用于航空史的研究上，这本《人类飞翔史》就是他的代表作之一。本书写于上世纪30年代，内容超过了50万字，详细地记录了从无动力飞行时代到有动力飞行时代，人们提出的数不清的飞行器设计方案，进行的无数次的升空尝试。书中还收录了作者夏尔花费30年时间收藏的相关版画、照片、设计图及文献。从笨拙的插上翅膀模仿鸟类，到驾驶飞机自由翱翔，人类对天空的征服究竟经历了什么？下面我就将通过三个突破性的飞行工具讲述这一过程，这三个飞行工具分别是气球、飞艇和飞机。

好，下面我们就来讲讲第一个突破性的飞行工具——气球，借助它，人类实现了飞向天空的梦想。说到飞翔，古人最早想到的是像代达罗斯那样制造一对翅膀，像鸟儿那样扇动翅膀飞上天空，也有很多人尝试用翅膀飞上天空。有记载，在中国的西汉时期，有勇士把大鸟的翅膀绑在身上，从高台上跳下，滑翔了几百米，安全落地，但这种尝试往往危险性极大。比如在公元11世纪，阿拉伯人阿尔达瓦里使用自己制作的木质翅膀从塔顶跳下，结果当场毙命。同一时期，英国僧人埃尔默也曾想利用翅膀从塔尖跳下，虽然保住了一命，却摔得双腿骨折。

在文艺复兴时期，著名画家达·芬奇曾深入研究翅膀飞行，并画出许多扑翼机的设计草图。所谓的扑翼机，就是像鸟儿那样能上下扑动飞翔的机器，依靠人力扇动翅膀飞上天空。但达·芬奇已经意识到，人类很难不借助外力，靠翅膀扑动来实现飞行，他留下了一段笔记，奉劝后人放弃这种思想。

为什么扇动翅膀难以让人类飞上天空呢？这是由人的身体构造决定的。鸟类一般都有颗大心脏，这个大是相对于自身体重而言的，比如说蜂鸟，心脏的重量占到了体重的22%，这样的心脏每分钟超过500次的快速搏动，才能给飞行提供足够的氧气和能量。而人类的心脏只占体重的0.5%，心跳每分钟最高也超不过200次，很难为飞行提供足够的能量。即便人类的心脏足够强大，人类的肌肉也没有足够的力量来煽动翅膀。鸟的胸肌都很发达，比如鸽子的胸肌重量占了体重的1/4，有人计算过，如果人长有足够大的翅膀，至少需要有一米厚的胸肌，才能扇得动翅膀飞上天。

虽然用翅膀的尝试失败了，但人类并没有放弃飞行。在1783年，依靠热气球，人们实现了飞上天空的梦想。热气球的发明者是一个法国人，叫约瑟夫·孟格菲。据说他是在壁炉前构想出热气球的，他看到炉火上的烟雾飘升起来，从烟囱中冒出去，灵机一动，用绸布制作了一个小的气球，灌入热气，让它飞到了房顶上。约瑟夫马上把这个消息告诉了他的弟弟埃蒂安，两兄弟用帆布制成了一个直径11米的热气球，这是一个下方有开口的气球，利用火盆加热气球里的空气，空气就会膨胀，球里热空气的密度小于气球外的空气，利用浮力原理就能升空了。就这样，1783年6月4日，他们的热气球在法国小镇阿诺奈飞上了几百米的高度，震惊了在场的所有人。

热气球飞上天的消息很快传到了巴黎，热气球不仅吸引了法国科学院的许多科学家，也让国王和王后很感兴趣。1783年9月，孟格菲兄弟应邀来到凡尔赛宫，为法国国王路易16及王后表演了热气球飞行。当时热气球下面还悬挂着一个吊篮，里面放了一只绵羊、一只公鸡和一只鸭子。热气球在升到了500多米的高度后，降落在3 km外的一片草地上。第一个赶到坠落现场的是法国物理学家皮拉特·德·罗齐耶，看到吊篮里的动物们降落后还活得好好的，于是他自告奋勇，在次月乘坐孟格菲兄弟热气球飞上了天，他也成了第一个乘坐热气球上天的人。第一次，他飞到了20米的空中，只待了4分25秒，随后他的胆子越来越大，并通过调节火盆火焰大小，掌握了气球升降的技巧。在第三次飞行时，他和同伴达朗德侯爵上升到了100米的高度，在巴黎上空飘了25分钟，平安降落在了10 km以外的地方。

不久后，法国的另一位物理学家夏尔受到孟格菲兄弟热气球的启发，发明了氢气球。和下面有开口的热气球不同，氢气球是一个完全密封的球体，不需要点火，靠冲入比重比空气小的氢气升入空中。氢气的密度比热空气小，更容易升空，相比需要携带燃料不断加热的热气球，氢气球更稳定，也更适合长时间飞行。1783年12月，夏尔乘坐自己制作的氢气球多次飞上了天，其中一次他减轻了吊篮的重量，氢气球快速地上升，一直飞到了2700米的高空，他感到非常寒冷，还呼吸困难，于是赶紧给氢气球放气，才平安回到了地面。这件事也让人们认识到，气球载人飞行是有高度极限的。

次年，气球在法国各地升上了天空，乘坐气球成为一种时尚，许多法国人都跃跃欲试，想尝尝从空中俯视大地的滋味儿，就连气球的图案，也成了法国贵族最时髦的装饰，它被印制在餐具、花瓶、布料以及图书封面上，金表和挂钟也被做成了气球的形状。许多诗人和剧作家以气球为主题进行创作，法国的集市上也经常安排气球飞行表演，用来吸引客流。

到了1785年1月，法国人布朗夏尔和美国人杰弗里斯乘坐热气球跨越英吉利海峡，实现了跨海长距离定向飞行。这次旅行得靠西北风的助力，两个飞行员在英国东南部港口城市多佛苦等半天才等到了大风，他们的装备非常简单，只有三袋子压舱物，包括一些宣传册、两只猫、两件救生衣，以及一些食物和厚衣服。起初一切还算顺利，但后来可能是热气球漏气，它的高度却不断下降，几乎要坠入大海，飞行员扔掉了吊篮上几乎所有的东西，包括身上的衣服，才让气球继续留在空中。最终在两个半小时后，他们顺利降落在法国的加莱。这次成功的飞行，让热气球在整个欧洲都风靡了起来。许多女性也加入到了飞行的队伍，比如布朗夏尔的妻子布朗夏尔夫人，在1804年嫁给布朗夏尔后不久，她就投身于驾驶气球的飞行活动，即使在丈夫去世后，她也没有放弃飞行生涯。布朗夏尔夫人在法国、荷兰、比利时、德国和意大利等地都进行飞行表演，为了让飞行显得更加壮丽，她常在飞行表演时燃放烟花。1819年7月6日，布朗夏尔夫人乘坐的热气球被烟花点着，不幸坠亡，成为了最早为飞行献身的勇士之一。

气球的发明不仅满足了人类飞上天空的愿望，还在战争中发挥了实用作用。1793年，也就是气球首次升空10年后，法国就为军队配备了氢气球，并成立了第一个气球飞行连，专门培养气球飞行员，在高空侦察敌军的情况。正是利用气球飞行员的侦察情报，法国军队在1794年与奥地利的战争中大获全胜。在半个多世纪后的普法战争中，氢气球再一次帮助了法国。1870年，法国战败，普鲁士军队把巴黎层层包围，巴黎人正是利用气球把信件送出巴黎，才实现了与外界的通信，打破了信息的封锁。

以上我们讲完了第一个飞行工具——气球。1783年，热气球和氢气球先后在法国被发明，终于把人们送上了天，气球时代从此开启。不过，人们也很快意识到了热气球和氢气球的缺点，它们虽然升空容易，但是方向不可控，如果想从一个地方飞到另一个特定的地方，就只能靠风了。比如前面讲到的跨越英吉利海峡的气球飞行，就必须等待强劲西北风的出现。那么人们能否自由地掌握飞行的航向呢？沿着这个思路，发明家们对氢气球进行了改进，于是飞艇诞生了。

下面我们就来讲讲第二个突破性的飞行工具——飞艇。其实早在气球被发明后不久，就有人提出了飞艇的设想。一位叫莫尼耶的法国军官设计了一架飞艇，他把氢气球的球形气囊改为了椭圆形的气囊，这样可以减少水平移动时的阻力，他设计了平衡装置，可以让飞行更加平稳，它还增加了人力驱动的推进器，就是用自行车来推动一个转动的螺旋桨，人就可以像骑自行车那样来驾驶飞艇。遗憾的是，由于缺少经费，他并没有能造出飞艇的实物来。

此后，有许多人沿着莫尼耶的思路设计出了飞艇，但是都难以飞上天，主要原因是他们都使用人力来提供动力，相对于天空中强烈的气流，人力实在是太微弱了，提供不了足够的动力让飞艇水平前进。不过席卷欧洲的工业革命解决了这一难题，到了19世纪中叶，机器动力驱动的飞艇终于飞上了天空。第一个完成这一壮举的仍然是一个法国人，他叫亨利·吉法尔。在1852年，他造出一个长44米，最大直径为12米的梭型飞艇，飞了22 km远。这艘飞艇的梭形气囊里充满了氢气，吊篮里配备了一台150 kg重的蒸汽机，起飞时再携带60 kg的煤炭和水，就能驱动一只三叶螺旋桨了。螺旋桨的桨片非常巨大，每个直径有3.4米，在如此巨大的桨片推动下，飞艇就在空中快速前进了。

不过这种飞艇也有一个严重的问题，那就是要把很重的机器携带到空中，气囊就要做得很大，比如吉法尔制造的飞艇，气囊就达到了2500立方米，大约相当于一个小型宫廷大厅的大小，这样的飞艇很难飞高，因为随着高度升高，大气压不断下降，飞艇的气囊就会不断膨胀，有破裂的危险。为此飞艇就得留个气孔，不断进行放气，这样就很难进行长距离连续飞行了。

解决这一难题的是德国的格拉夫·齐柏林伯爵。19世纪末，第二次工业革命在欧美各国展开，随着铝合金被大量制造出来，齐柏林伯爵提出了硬式飞艇的概念。在齐柏林的构想中，硬式飞艇使用铝合金等坚硬不易变形的材料来制作气囊，这样就不会因为膨胀被迫放弃，可以飞到1000米以上的高空，甚至更高。1898年，齐柏林建立了飞艇飞行推动协会，筹集资金来建造硬式飞艇。很快，在1900年，齐柏林一号的飞艇就被建造了出来。齐柏林一号飞艇头部为锥形，艇身为圆柱形，全长128米，它的气囊是铝合金制作的，并且被分成了17个舱室，每个舱室里都储存有氢气，即便是有一个舱室的氢气泄漏，也不会影响整个飞艇的飞行。齐柏林还为这艘硬式飞艇安装了两台汽油发动机，此时，德国工程师戴姆勒刚刚发明汽油发动机不久，它不仅促进了德国汽车工业的迅速崛起，也让德国的飞艇制造走在了世界的前面。

齐柏林又先后造出了齐柏林2号至9号飞艇，并成立了德拉格公司，这是世界上第一家民用航空公司。1910年，这家公司开通了世界上第一条定期空中航线，从德国法兰克福到杜塞尔的航线，这条航线大约有400 km，齐柏林7号飞艇执行了首飞任务，它一次可以搭载20多名旅客，飞行速度大约是每小时70 km，只需半天的功夫就能完成全程的飞行，成为当时非常热门的观光线路。

在齐柏林去世之后，他的合伙人艾肯纳并没有放弃，继续制造飞艇。1927年，他制造出了一艘更大的硬式飞艇，长达237米，为纪念齐柏林，这艘飞艇被命名为格拉夫·齐柏林号。这艘巨无霸配备有五台发动机，最大速度可以达到每小时193 km。在1929年，格拉夫·齐柏林号从美国出发，途经德国、苏联、中国、日本等许多国家，在22天内完成了环球航行的壮举。这次成功的航行也在全球掀起了飞艇热，美国、英国、法国、意大利、苏联等国家也开始大量建造飞艇，这一时期也被称为是飞艇的黄金时代。

然而这个黄金时代仅仅是昙花一现，接踵而来的事故很快又让飞艇销声匿迹。自从飞艇飞上天以后，由氢气燃烧或爆炸引起的事故就接连不断。在这其中，1937年兴登堡号飞艇爆炸事故给飞艇业造成了最为致命的一击。兴登堡号飞艇由德国制造，1936年3月首飞，代表了当时飞艇制造业的最高水平。这艘飞艇制造完成后，主要进行的是跨大西洋客运业务，往返于欧洲与美洲以及欧洲与南美洲之间，它的客舱设计得非常豪华，不亚于一些豪华游轮的高级客舱，因此受到了青睐，经常提前几个月座位就被预订一空。然而在1937年5月6日，兴登堡号完成跨洋飞行，在美国莱克湖基站降落时，却撞在基站的铁塔桩上爆炸起火，飞艇上34人被活活烧死，还有不少人被严重烧伤。事后调查发现，氢气依然是造成事故的元凶，要解决这一安全隐患，用不可燃的氦气代替可燃的氢气是唯一的办法。在当时，美国是唯一能够大量生产氦气的国家，时值第二次世界大战的阴云笼罩，美国禁止向德国出口氦气等物资，这也就让当时飞艇制造业最为发达的德国不得不停下制造飞艇的脚步，其他各国的飞艇制造也因事故的阴影停滞了下来，飞艇在天空中逐渐销声匿迹了。

以上我们讲完了第二个飞行工具——飞艇。19世纪中叶，人类进入了飞艇时代，到了20世纪二三十年代曾经盛极一时，但事故却让飞艇逐渐退出了天空的舞台。不过飞机制造技术却在这个时候不断进步。提起飞机，最为人熟知的是美国的莱特兄弟，飞机的发明者，他们在1903年第一次驾驶飞机完成了人类的首飞。不过在此之前，有无数的先驱者为飞机成功飞上天空做出了各种各样的努力和尝试。下面我们就来讲讲本书的第三个突破性的飞行工具——飞机。

前面讲到的气球和飞艇有一个共同的特点，那就是它们之所以能飞上天，是因为它们冲入了比空气轻的气体，整体的比重都比空气轻，飞机则不同，它要比空气重。前面我们讲到，人类靠扑扇翅膀是难以飞上天的，但中国人发明的风筝给了欧洲人以启示，如果不像鸟儿那样扇动翅膀，把翅膀固定不动，也能让人飞上天，制造出足够大的风筝，也有可能载着人飞上天空。在达·芬奇之后，19世纪初，英国人乔治·凯利为飞机的发明做出了突出的贡献。乔治·凯利首先提出，人类是可以靠翅膀飞上天的，但是这个翅膀要设定一定的角度并固定，靠气流中的升力克服阻力来飞上天，这也是现代飞机的基本原理，因此，乔治·凯利又被称为航空之父。

乔治·凯利不仅是一个理论家，他还亲手尝试来制造飞机，他制造的飞机称为滑翔机，是因为它只能在空中滑翔，并没有水平飞行动力装置。乔治·凯利所处的是蒸汽机时代，如果把笨重的蒸汽机安装在飞机上，显然是不太可能。早在1809年，他就成功制造过一架滑翔机，这架滑翔机带着他短暂的飞离了地面，飞了几米高。1847年，74岁的乔治·凯利仍然没有停下滑翔机的制作，他又造出一架更大的滑翔机，让他的马车夫进行飞行尝试，据说滑翔机靠着绳索的拖拽飞了几百米远。

除了英国的乔治·凯利，另一位对飞机发明做出巨大贡献的是德国人奥托·李林塔尔，他从研究鸟翅膀的形状和结构出发，得出了许多重要数据，写了《作为航空基础的鸟类飞行》一书，成为航空史上的经典著作。他还做出了各种各样的滑翔机，并亲自试飞。1896年，李林塔尔在试飞滑翔机时遭遇了强风坠地重伤，并在第二天离世，他的临终遗言是：“想要做出飞行，就要做出牺牲。”历史证明，李林塔尔并没有白白的牺牲，在他牺牲后的第7年，美国的莱特兄弟驾驶真正意义上的飞机飞上了天空。

我们之所以把莱特兄弟的飞机称为真正意义上的飞机，是因为它不仅能像滑翔机一样随上升气流升上天空，还配备有动力装置，这样飞机就能持续向前飞了。莱特兄弟中的哥哥叫威尔伯·莱特，弟弟叫奥威尔·莱特，他们都没上过大学，在发明飞机之前，老本行是维修自行车。在19世纪末，随着汽油发动机等内燃机的发明，把它与滑翔机相结合制造飞机的热潮在欧美各国展开，莱特兄弟也加入了尝试的队伍。1900年，莱特兄弟成功地制造出了第一架滑翔机，到了1902年，他们改进的滑翔机已经非常先进了，经过对机翼形状的数千次改进，这架滑翔机的机翼已经能适应各种气流，具备了良好的性能。随后，他们又尝试为滑翔机加装动力装置，让它变成真正的飞机。当时市面上的活塞发动机的个头都很大，主要是放在汽车上用的，通常超过100 kg，这对于他们的飞机来说太重了，于是他们就自己来做。在1903年，经过六个星期的努力，他们终于制造出了一个70多公斤重的发动机，并在此基础上造出了第一架飞机，命名为飞行者一号。

1903年12月17日，飞行者一号第一次成功的飞行是在北卡罗来纳州的一处沙滩上进行的，虽然他们曾张贴出试飞海报，但来观看的观众只有五人。由于飞行者一号只能乘坐一人，兄弟俩掷硬币决定弟弟奥威尔先飞。随着轰隆隆的引擎响起，飞行者一号滑行并腾空飞了起来。莱特兄弟制造的飞机飞行者一号和现在我们常见的飞机有很大的不同。首先，现代飞机采用的是各种合金材料，而莱特兄弟飞机的主要材质是云杉木。和现代飞机的单机翼不同，莱特兄弟的飞机采用的是木制的双层机翼。第二，这架飞机的翼展有12米宽，除了大大的翅膀外，其他部分都非常简陋，飞机的驾驶甚至需要趴在下层的机翼上完成驾驶操作。第三，它的飞行时长非常有限，飞行者一号只在空中停留了12秒钟，总共也就飞行了30多米远，飞机的下面并没有轮子，为了使飞机降落时不受损伤，莱特兄弟在飞机下安装了一副雪橇，这样就可以在沙滩上滑行并顺利地停下来。

尽管飞行时间如此短暂，这一刻却永久地写入了人类的历史，因为这次飞行满足了三个条件：第一，它是有动力的飞行；第二，这是在可操纵情况下持续稳定的飞行；最后关键的一点是，这是一个重于空气的飞行器。此后制造的飞机，都是在莱特兄弟飞机基础上的不断改进。1909年，法国人路易·布莱里奥驾驶飞机第一次飞越了英吉利海峡，让长距离的飞行成为了可能。相比于飞艇，飞机有小、快、灵的特点，因此各国军事学家都在考虑把它用于战争，比如英国早期著名的航空军事学家卡博在1911年就写了一篇叫《战争中的飞机》的论文，讨论如何利用飞机来打赢战争。而第一次世界大战给了这些军事理论以练兵的机会，随着航空兵的出现，战斗机成为战争中最得力的武器之一，飞机在战争中不仅被用于侦察敌情，还被用于轰炸敌方目标。

借着战争的东风，欧美各国都在飞机研制中投入了大量资金，一战结束后，飞机已经成为军队必备的装备。当时飞机和飞艇共同出现在天空里，不过他们起初各有分工，飞艇主要民用用于载客，而飞机则更多地被用于军事领域。然而，随着飞机技术的不断改进，相对低廉的造价、更快的飞行速度让飞机开始在民用领域崭露头角。在1919年，德国、法国、英国等国都开设了自己的民用航空公司，并开通了飞机的定期航路，而美国在1919年也建立了东西海岸之间的固定航线，用于运送邮件。到了1927年，一位叫林德伯格的美国人驾驶飞机从纽约起飞，不间断飞行33个小时，飞了6000多公里，抵达了大西洋对岸的巴黎，成为人类第一次驾驶飞机中途不着陆的跨洋飞行，这也证明了在载人长途飞行方面，与飞艇相比，飞机一点都不落下风，而且当时飞艇最快也要两天多，飞机只要33小时，速度优势显而易见。

到了20世纪30年代，美国开始研制全金属的飞机，相比于最早的木制飞机，虽然它的造价更高，却更结实也更安全了，密封机舱可以抵御寒冷稀薄的空气，飞机可以飞到万米的高空，速度也更快。在这时，波音等一批民用航空公司出现，美国的飞机客运业逐渐起步并发展起来。再加上我们前面提到的1937年兴登堡号飞艇事故成为了彻底压垮飞艇的最后一根稻草，飞机很快填补了飞艇留下的民用航空领域的空白，最终成为空中的主要交通工具。

以上就是第三种突破性飞行工具——飞机。随着莱特兄弟的发明问世，20世纪人类进入了飞机时代，翅膀终于又为人们所用，帮人们更好地在天空飞翔。夏尔·多尔·菲斯的这本《人类飞翔史》写于20世纪30年代末，也就是飞机最终成为人类主要空中交通工具的那个年代。而在此之后，飞机的发展日新月异，第二次世界大战成为了飞机发展的又一次契机，涡轮发动机代替了活塞发动机，为飞机提供了更强的动力。1947年，飞机的飞行速度首次突破音速，如今最快的飞机已经接近于十倍音速，航天飞机则能飞出大气层，载着人们飞向太空，我们还会飞得更远。正像美国航天专家罗伯特·戈达德所说的那样：“很难说有什么办不到的事儿，因为昨天的梦想可以变成今天的希望，也可以变成明天的现实。”

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