【摘要】人类尝试正确认识宇宙以及地球在宇宙中的地位ღღღ★★,历经数千年的漫长岁月ღღღ★★,但直到1957年成功发射第一颗人造地球卫星后ღღღ★★,人类才真正进入太空疆域ღღღ★★。通过系统回顾人类探索宇宙的阶段性历史ღღღ★★,梳理人类在观察ღღღ★★、理解ღღღ★★、开发ღღღ★★、利用宇宙的过程中认知不断深化的历史动因ღღღ★★,能够较为全面地展现宇宙探索活动的复杂性ღღღ★★、必要性和紧迫性ღღღ★★,进而更为深刻地理解航天事业的时代价值九博健康管理有限公司ღღღ★★。
2022年6月5日ღღღ★★,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星中心成功发射ღღღ★★,三名航天员顺利进驻天和核心舱ღღღ★★,意味着中国空间站首次在有航天员的状态下迎接航天器来访武昌分校教务ღღღ★★,标志着天宫空间站的关键技术验证阶段圆满结束ღღღ★★,建造阶段正式开始ღღღ★★。2022年11月29日ღღღ★★,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射ღღღ★★,三名航天员顺利进驻中国空间站ღღღ★★,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”ღღღ★★。建成空间站是建设科技强国的标志性成果ღღღ★★,对建设航天强国具有里程碑意义ღღღ★★。习近平总书记指出ღღღ★★:“建造空间站ღღღ★★、建成国家太空实验室ღღღ★★,是实现我国载人航天工程三步走战略的重要目标ღღღ★★,是建设科技强国ღღღ★★、航天强国的重要引领性工程ღღღ★★。”
人类尝试正确认识宇宙以及地球在宇宙中的地位ღღღ★★,历经数千年的漫长岁月ღღღ★★,但直到1957年成功发射第一颗人造地球卫星后ღღღ★★,人类才真正进入太空疆域ღღღ★★。在不到70年的时间里ღღღ★★,航天为何已经成为国家整体战略中不可或缺的部分?人类为何要孜孜以求地研究天体的运动方式ღღღ★★、航天器的设计制造以及外层空间的生态环境?通过系统回顾人类探索宇宙的阶段性历史ღღღ★★,梳理人类在观察ღღღ★★、理解ღღღ★★、开发ღღღ★★、利用宇宙的过程中认知不断深化的历史动因ღღღ★★,能够较为全面地展现宇宙探索活动的复杂性ღღღ★★、必要性和紧迫性ღღღ★★,进而更为深刻地理解航天事业的时代价值ღღღ★★。
对于古代先民而言ღღღ★★,掌握日月星辰位置变化的规律ღღღ★★,可以为日常生活ღღღ★★、农业生产ღღღ★★、典礼祭祀等服务ღღღ★★。不同地区的人们都通过对天空和星体的观测划分季节和编制历法ღღღ★★。公元前3000年左右ღღღ★★,古埃及人根据对尼罗河河水涨落以及天狼星的长期观察ღღღ★★,制定了最早的太阳历ღღღ★★。这一历法将一年定为365天ღღღ★★,与回归年只有四分之一天的岁差ღღღ★★。大约在公元前5世纪ღღღ★★,古巴比伦人就已经知道了黄道ღღღ★★,并把黄道带划分为十二个星座ღღღ★★,以神话中的神或动物命名ღღღ★★,这套符号(即黄道十二宫)沿用至今ღღღ★★。中国出土的武乙时期(约公元前1300年)的牛胛骨上已经完整地刻上了六十干支ღღღ★★;在甲骨卜辞中还有相当数量的日月食ღღღ★★、新星ღღღ★★、超新星的记载ღღღ★★。中世纪ღღღ★★,阿拉伯人建造了巴格达智慧宫ღღღ★★、马拉盖天文台及撒马尔罕天文台等世界一流的天文观测机构ღღღ★★;创制了精巧便携的观星导航工具星盘ღღღ★★。同时通过翻译和研究包括托勒密的《天文学大成》在内的大量古希腊文献ღღღ★★,将天文学这门重要的自然学科传承了下来ღღღ★★。
1576年ღღღ★★,丹麦天文学家第谷在汶岛建立了世界上最早的大型天文台ღღღ★★。第谷一生中进行了四十余年不间断的天文观测ღღღ★★,为16世纪提供了最完整ღღღ★★、最精密的观察资料ღღღ★★,是望远镜出现以前仅用肉眼观测所能达到的最高水平ღღღ★★。他的工作是近代科学精密定量精神的体现ღღღ★★。1609年ღღღ★★,意大利物理学家伽利略首次使用自制的望远镜观察太空ღღღ★★,发现了凹凸不平的月面ღღღ★★、太阳自转ღღღ★★、金星的相位变化以及木星的四个卫星等一系列重要现象ღღღ★★。1668年ღღღ★★,英国物理学家牛顿发明了第一台反射式望远镜ღღღ★★。1781年ღღღ★★,英国天文学家威廉赫歇尔用自制的反射式望远镜发现了天王星ღღღ★★。1840年ღღღ★★,美国科学家约翰W德雷珀拍摄了已知的第一张清晰月球照片ღღღ★★,自此天体摄影逐渐取代裸眼观察成为天文学的主要研究方法ღღღ★★。
20世纪50年代ღღღ★★,美国天体物理学家斯皮策首先提出把望远镜放入太空ღღღ★★,以消除地球大气层遮蔽效应的建议ღღღ★★。20世纪70年代ღღღ★★,美国开始实施“大型轨道天文台计划”(Great Observatories)ღღღ★★,共研制并发射了4台大型空间望远镜ღღღ★★,取得了证明超新星存在黑洞ღღღ★★、测得目前最精确的宇宙膨胀速度等重大成果ღღღ★★。2021年12月25日ღღღ★★,詹姆斯韦伯太空望远镜从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空ღღღ★★,被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”ღღღ★★。
在天象测录之外ღღღ★★,人类也一直试图对表象背后更深层的宇宙运行机制作出合理解释ღღღ★★。古希腊人将天文学视作关于天体运动的科学ღღღ★★,使用严密的数学和物理理论来创建宇宙模型ღღღ★★。亚里士多德提出宇宙是以静止的地球为中心的同心球体ღღღ★★,并分为不完美的月下区域(成分是四元素)和完美的月上区域(成分是以太)ღღღ★★。他的观点经几代哲学家不断改进ღღღ★★,最终在公元2世纪由罗马属埃及的天文学家托勒密形成完善的“地心说”ღღღ★★。“地心说”复杂的圆周理论(本轮均轮模型)能够以较高精度计算天体的轨道ღღღ★★,又与中世纪基督教神学思想契合ღღღ★★,因此长期盛行于古代欧洲ღღღ★★。但由于“地心说”无法解释的观测事实越来越多ღღღ★★,在文艺复兴和人文主义运动的影响下ღღღ★★,人们开始尝试描绘一幅新的宇宙图景ღღღ★★。
1543年ღღღ★★,波兰天文学家哥白尼的《天体运行论》出版ღღღ★★,提出了“日心说”ღღღ★★。其革命性的观点地球和其他行星一并围绕宇宙中心的太阳运动打破了地球静止和区分地球与天空的传统观点武昌分校教务ღღღ★★,挑战了人类对自身和世界的认识ღღღ★★。1572年11月1574年3月第谷对仙后座超新星从爆发到不可见的连续观测以及在1577年对大彗星的观察ღღღ★★,彻底推翻了亚里士多德“天体不变”的观点ღღღ★★。1609年1618年ღღღ★★,德国天文学家开普勒一直致力于寻找和量化行星运动的物理原因ღღღ★★,经过缜密的计算ღღღ★★,发现了著名的行星运动三定律ღღღ★★,使得宇宙探索线年ღღღ★★,伽利略用望远镜观察到一系列重要现象ღღღ★★,为“日心说”提供了强有力的证据ღღღ★★,并开辟了依靠精密仪器和实验解释天体运动的新时代ღღღ★★。
1687年ღღღ★★,牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中提出物体运动三大定律和万有引力定律ღღღ★★,奠定了经典力学的基础九博健康管理有限公司ღღღ★★。1705年ღღღ★★,哈雷运用牛顿定律计算并预言了彗星的回归时间ღღღ★★,这颗彗星被命名为“哈雷彗星”ღღღ★★。1759年3月ღღღ★★,“哈雷彗星”如期而至ღღღ★★,完美验证了牛顿的理论ღღღ★★。可以说ღღღ★★,牛顿实现了自然科学第一次理论性大综合ღღღ★★,拉开了18世纪启蒙运动的序幕ღღღ★★,宇宙从此成为完全理性的ღღღ★★、可以认知的研究对象ღღღ★★。1845年ღღღ★★,英国天文学家约翰亚当斯利用万有引力定律ღღღ★★,预言天王星后面还存在一颗行星在影响着天王星的轨道ღღღ★★。一年之后ღღღ★★,人们在理论预言的轨道位置真的发现了这颗行星武昌分校教务ღღღ★★,也就是海王星ღღღ★★,宣告了万有引力理论的彻底胜利ღღღ★★。
1859年前后ღღღ★★,英国天文学家威廉哈金斯通过对天体光谱的分析发现其它恒星和太阳都有相同的组成元素ღღღ★★,首次推翻了太空是由特殊物质“以太”组成的结论ღღღ★★。1868年ღღღ★★,英国天文学家洛克耶和法国天文学家让森通过对太阳光谱的分析发现了“氦”元素ღღღ★★。这些工作标志着天体物理学的诞生ღღღ★★。1916年ღღღ★★,爱因斯坦提出广义相对论武昌分校教务ღღღ★★,指出任何具有一定质量的物体都会使它周围的空间发生弯曲ღღღ★★,使经典力学体系下无法解释的水星近日点进动问题迎刃而解ღღღ★★。他进一步指出时间并非以恒定的速度流逝ღღღ★★,而是和观测者的状态有关ღღღ★★。这个概念对于一些卫星具有很重要的意义ღღღ★★,例如全球定位系统ღღღ★★,因为它们的正常工作都依赖于高精度的原子时钟ღღღ★★。
可以说ღღღ★★,在太空时代到来之前ღღღ★★,依靠人类智慧和辅助工具ღღღ★★,学者们构建的宇宙模型已愈发精确九博健康管理有限公司ღღღ★★。然而ღღღ★★,人类对宇宙全面直观的认知还有待将探测器和宇航员送入太空的努力ღღღ★★。
进入宇宙是人类自古以来的梦想ღღღ★★。在17世纪ღღღ★★,牛顿已经从运动学上计算出迈向星空所要达到的“第一宇宙速度”ღღღ★★。20世纪上半叶ღღღ★★,这一目标分为两个阶段逐渐成为现实ღღღ★★。
第一阶段是现代航天理论的建立ღღღ★★。1903年ღღღ★★,俄国科学家康斯坦丁齐奥尔科夫斯基发表《利用反作用力设施探索宇宙空间》一文ღღღ★★,从理论上论证了利用液氧和液氢做燃料的多级火箭可以达到地球轨道的逃逸速度ღღღ★★,奠定了火箭运动的基本理论ღღღ★★。1919年ღღღ★★,美国物理学家罗伯特戈达德发表了《到达超高空的方法》ღღღ★★,这是第一篇关于使用火箭进行太空旅行的实用论文ღღღ★★。1923年ღღღ★★,德国物理学家赫尔曼奥伯特的《飞往星际空间的火箭》一书ღღღ★★,确立了火箭在宇宙空间推进的基本原理ღღღ★★,并推动了1927年火箭业余团体“太空旅行协会”的成立ღღღ★★。赫尔曼奥伯特的著作使得大批德国青年对火箭产生兴趣ღღღ★★,其中就包括“现代火箭之父”冯布劳恩ღღღ★★。
第二阶段是火箭技术的发展与应用ღღღ★★。因对长程攻击武器的需求ღღღ★★,德国陆军在1932年开始推进液态燃料火箭实验ღღღ★★。1942年ღღღ★★,冯布劳恩带领团队研制出世界上第一种弹道导弹(V-2导弹)ღღღ★★。1944年6月20日ღღღ★★,德军V-2火箭试射(编号MW 18014)成功穿越卡门线进入外太空ღღღ★★,成为人类历史上第一个飞行至太空的人造物体ღღღ★★。V-2火箭是之后所有太空发射器的原型ღღღ★★。
二战结束后ღღღ★★,美国和前苏联均在德国的研究基础上继续从事火箭及其他航天技术的研究ღღღ★★,例如1946年1952年ღღღ★★,美国将V-2火箭改装为探空火箭ღღღ★★,创立了X射线年代ღღღ★★,各种类型的导弹武器相继问世ღღღ★★,形成了导弹武器系统ღღღ★★,同时也积累了研制运载火箭的经验ღღღ★★,建立了与之配套且初具规模的工业设施ღღღ★★。聚硫橡胶和高氯酸铵复合推进剂等的研制成功九博健康管理有限公司ღღღ★★,使制造大型固体火箭发动机成为现实ღღღ★★。经过近半个世纪的积累ღღღ★★,将人造卫星送入轨道已具备可行性ღღღ★★。
1957年10月4日ღღღ★★,前苏联成功把世界上第一颗人造地球卫星(斯普特尼克1号)送入太空ღღღ★★。这次任务探知了地球高空大气的密度ღღღ★★,且为后续发射积累了宝贵的经验ღღღ★★,正式宣告太空时代的到来ღღღ★★。首颗卫星的成功发射震惊了西方世界ღღღ★★,甚至在美国引发了“斯普特尼克危机”ღღღ★★,直接导致1958年10月美国国家航空航天局(NASA)的成立ღღღ★★。此后美苏两国更是展开了持续20余年的太空竞赛ღღღ★★。航天活动频率增加ღღღ★★、目的多样ღღღ★★,推动宇宙探索进入利用太空ღღღ★★、管理太空的新阶段ღღღ★★。
1957年至今ღღღ★★,人类送入地球轨道的卫星已经超过1.3万颗ღღღ★★;仅2021年ღღღ★★,全球就实施了146次发射任务ღღღ★★,发射航天器总数量达1846个ღღღ★★。可以说ღღღ★★,宇宙探索已经进入以航天活动为主的规模化时期ღღღ★★。航天活动因任务的目的和难度有所区别ღღღ★★,可以分为地球应用卫星ღღღ★★、载人航天和深空探测三大领域ღღღ★★。
地球应用卫星是发射数量最多的航天器ღღღ★★。应用卫星的发展非常迅速ღღღ★★。1960年4月1日ღღღ★★,美国发射了全球第一颗气象卫星“泰罗斯1号”武昌分校教务ღღღ★★,开创了从太空观测地球大气的新时代ღღღ★★。1960年8月12日ღღღ★★,美国发射了第一颗专门用于全球通信的卫星“回声1号”ღღღ★★,奠定了现代卫星通信的基础ღღღ★★。从20世纪70年代起ღღღ★★,通信ღღღ★★、遥感ღღღ★★、导航等不同用途的应用卫星体系开始建立ღღღ★★。美国在1973年启动全球定位系统计划ღღღ★★,1995年达到完全运行能力ღღღ★★。20世纪80年代以后ღღღ★★,应用卫星朝着长寿命ღღღ★★、多用途方向发展ღღღ★★,基本形成了商业卫星发射服务市场ღღღ★★。进入21世纪ღღღ★★,应用卫星朝着低成本ღღღ★★、小型化发展ღღღ★★,卫星产业成为商业航天的主要组成部分ღღღ★★。
载人航天是当今世界技术最复杂ღღღ★★、难度最大的航天工程ღღღ★★,目前只有前苏联(俄罗斯)ღღღ★★、美国和中国三个国家能够实现独立将人类送入太空ღღღ★★。载人航天的发展大致可以分为三个阶段ღღღ★★。第一阶段是人类进入太空的尝试ღღღ★★。1961年4月12日ღღღ★★,前苏联宇航员尤里加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船环球飞行成功ღღღ★★,实现了世界上首次载人宇宙飞行武昌分校教务ღღღ★★。这次飞行证明了当时在技术上已经解决失重及再入大气层等难题ღღღ★★。1965年3月18日ღღღ★★,前苏联宇航员阿列克谢列昂诺夫搭乘“上升2号”宇宙飞船ღღღ★★,进行了史上首次太空行走ღღღ★★。第二阶段是载人登月计划武昌分校教务ღღღ★★。为了扭转首轮太空竞赛中的不利地位ღღღ★★,美国于1961年5月宣布启动“阿波罗计划”ღღღ★★,旨在完成载人登陆月球和安全返回地球的目标ღღღ★★。1969年7月20日ღღღ★★,“阿波罗11号”飞船的登月舱降落在了月球表面ღღღ★★。阿姆斯特朗与奥尔德林代表人类首次踏上月球ღღღ★★,成为轰动世界的历史性事件ღღღ★★。第三阶段是多用途载人航天器的开发ღღღ★★。这一时期ღღღ★★,美苏两国都将载人航天活动的重点转向可长期ღღღ★★、重复ღღღ★★、综合利用的载人航天器ღღღ★★,但各有侧重ღღღ★★。前苏联在1971年1982年共发射了7个“礼炮”号空间站ღღღ★★。1996年4月26日ღღღ★★,俄罗斯最终建成人类首个可长期居住的空间研究中心“和平号”空间站ღღღ★★。美国则主要致力于航天飞机计划ღღღ★★。历史上共有5架航天飞机曾执行过飞行任务ღღღ★★。30年中ღღღ★★,5架航天飞机成功完成133次飞行任务ღღღ★★,包括发射ღღღ★★、维修卫星以及空间站ღღღ★★、运送人员和物资等ღღღ★★,最引人注目的是哈勃空间望远镜的发射及其在轨维护ღღღ★★。然而ღღღ★★,两次机毁人亡的灾难性事故暴露了航天飞机在设计和技术上的重大缺陷ღღღ★★,全部航天飞机因安全问题在2011年7月21日正式退役ღღღ★★。空间站和航天飞机虽然是两种不同的技术路径ღღღ★★,但二者的经验都为“国际空间站”的建造提供了助力ღღღ★★。国际空间站于1998年11月开始建造ღღღ★★,采用桁架挂舱式结构ღღღ★★。作为当今功能最完善ღღღ★★、合作范围最广的载人航天项目ღღღ★★,国际空间站为人体学ღღღ★★、生物学ღღღ★★、物理学等众多领域提供了大规模的空间科学研究与试验平台ღღღ★★。
深空探测是指脱离地球引力场ღღღ★★,将飞行器送入行星际轨道的探测活动ღღღ★★。1958年ღღღ★★,前苏联研发出了能够加速到第二宇宙速度的月球探测器“月球2号”及“闪电号”运载火箭ღღღ★★,并连续发射了多个月球ღღღ★★、金星和火星探测器ღღღ★★,开始对太阳系进行深入探索ღღღ★★。迄今ღღღ★★,人类已经探测过太阳系的7颗行星ღღღ★★、太阳ღღღ★★、彗星和小行星ღღღ★★,实现了在火星ღღღ★★、金星ღღღ★★、土卫六等天体上的软着陆ღღღ★★,并于2005年成功执行了撞击彗星的任务ღღღ★★。人造航天器最远已经飞到了太阳系的边缘ღღღ★★。
作为后发国家ღღღ★★,中国的航天事业采取循序渐进ღღღ★★、逐步扩展的策略ღღღ★★,以“东方红一号”“神舟五号”“嫦娥一号”为三大里程碑ღღღ★★,首先具备了进入宇宙空间的能力ღღღ★★,随后发展了宇宙空间应用能力ღღღ★★,在国家经济实力壮大后ღღღ★★,开始发展载人航天和深空探测能力ღღღ★★。
宇宙探索的历史ღღღ★★,是计时九博健康管理有限公司ღღღ★★、历法ღღღ★★、航海等实际需求促成天文学诞生ღღღ★★,通过探索宇宙指导人类社会生产进步的历史ღღღ★★;是天文学和数学ღღღ★★、物理等其他基础学科相互渗透和促进ღღღ★★,领导自然科学革命的历史ღღღ★★;是借助各种先进仪器研究天体的物理状态ღღღ★★,解析宇宙奥秘的历史ღღღ★★;是航天器ღღღ★★、运载工具ღღღ★★、控制系统等多种要素组合ღღღ★★,完成航天任务的历史ღღღ★★。总体而言ღღღ★★,当前的宇宙探索活动在多个方面体现了自身的价值ღღღ★★。
首先ღღღ★★,宇宙探索是人类认识客观世界的重要途径ღღღ★★。一方面ღღღ★★,作为制高点的宇宙空间提供了全球观察的场所ღღღ★★,可以对地球进行各种目的的大范围观测ღღღ★★;另一方面ღღღ★★,研究其它行星能够帮助人类确切了解地球在太阳系中的地位ღღღ★★。在科学史上ღღღ★★,以“日心说”的提出为肇端ღღღ★★,几代学者接续完成了一场天文学革命ღღღ★★,最终促成以物理学革命为主的科学革命ღღღ★★,深刻地影响了人类文明进程ღღღ★★。
其次ღღღ★★,宇宙探索是高新技术和前沿科学的诞生地和练武场ღღღ★★。一方面ღღღ★★,航天工程是最复杂的科技集成系统之一ღღღ★★,它的发展将会带动巨型火箭ღღღ★★、微波雷达ღღღ★★、无线电制导ღღღ★★、合成材料ღღღ★★、自动控制ღღღ★★、真空技术ღღღ★★、低温技术ღღღ★★、半导体技术等一大批高技术领域的发展ღღღ★★。另一方面ღღღ★★,在外层空间独特的高真空ღღღ★★、微重力ღღღ★★、超低温ღღღ★★、强辐射环境中ღღღ★★,可以开展针对新材料ღღღ★★、新工艺以及生物制品的综合研究ღღღ★★,检验各种极端物理条件下的物理理论ღღღ★★。
最后ღღღ★★,宇宙探索是衡量国家实力的重要标志ღღღ★★。随着各种航天器的大量部署和应用ღღღ★★,国家对宇宙空间的争夺已成为影响战争胜负的关键ღღღ★★。各类卫星从侦察ღღღ★★、监视ღღღ★★、预警ღღღ★★、导航ღღღ★★、通信和气象保障等方面支援地面ღღღ★★、海上和空中作战ღღღ★★,成为不可或缺的作战支援力量ღღღ★★。因此ღღღ★★,在当下和未来的国家安全战略中ღღღ★★,要想不受制于人ღღღ★★,必须拥有明确的宇宙探索目标和相当的宇宙探索实力ღღღ★★。
(作者为北京大学哲学系教授ღღღ★★、博导ღღღ★★;北京大学哲学系科技哲学专业博士研究生李芳薇对本文亦有重要贡献)博九登录ღღღ★★,九博集团ღღღ★★。建筑废物ღღღ★★,博九电竞ღღღ★★!9Bღღღ★★。9B体育ღღღ★★,九博体育