一百年前的今天，一個被嘲笑不懂高中物理的人，開啟整個太空時代

100 年前的今天，1926 年 3 月 16 日，美國馬薩諸塞州奧本鎮(zhèn)一片覆著薄雪的農(nóng)田里，一個瘦削的中年物理學(xué)教授和他的幾個助手站在寒風(fēng)中，盯著一個三米高、由管道和儲罐纏繞而成的古怪裝置。它看上去更像一件實驗室里走丟的廢品，而非任何意義上的“飛行器”。

下午兩點半左右，裝置底部噴出火焰，整個結(jié)構(gòu)搖搖晃晃地離開了發(fā)射架，爬升了大約 12.5 米，在空中飛行了 56 米遠(yuǎn)，然后在 2.5 秒后一頭栽進(jìn)凍硬的泥地。現(xiàn)場沒有記者，沒有攝影機，甚至沒有一個當(dāng)?shù)鼐用褡⒁獾桨l(fā)生了什么。

（來源：WikiPedia）

這就是人類歷史上第一枚液體燃料火箭的首飛。飛行高度約 41 英尺，航程 184 英尺。按任何常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，這都算不上一次成功的飛行。但正如萊特兄弟在 1903 年基蒂霍克那次 12 秒的滑翔一樣，重要的不是它飛了多遠(yuǎn)，而是證明了“能飛”。

羅伯特·H·戈達(dá)德（Robert H. Goddard），這位克拉克大學(xué)的物理學(xué)教授，用加壓液氧和汽油的組合替代了自中國宋代以來使用了近千年的固體火藥推進(jìn)劑。固體燃料火箭點燃之后就無法關(guān)閉，推力也難以調(diào)節(jié)，比沖性能低下。

而液體燃料意味著發(fā)動機可以啟停、可以調(diào)節(jié)推力、可以在真空中工作。這個區(qū)別在當(dāng)時看起來只是一項技術(shù)改良，但它劃出了一條根本性的分界線：在此之前，人類只有煙花和軍事火箭彈；在此之后，太空旅行才從科幻概念變成了工程問題。

今天，美國 SpaceX 的獵鷹 9 號和星艦、藍(lán)色起源的新格倫，中國用于空間站建設(shè)和火星探測任務(wù)的長征五號系列、正在為載人登月做準(zhǔn)備的長征十號系列，以及全球幾乎所有主力運載火箭的核心級，都使用液體燃料發(fā)動機。

從土星五號到航天飛機的主引擎，從發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克”的蘇聯(lián) R-7 到 NASA 的阿爾忒彌斯重返月球計劃，液體推進(jìn)技術(shù)始終是人類進(jìn)入太空的基石。這一切，都可以追溯到奧本鎮(zhèn)那片農(nóng)田里的 2.5 秒。

戈達(dá)德 1882 年出生于馬薩諸塞州伍斯特市。1899 年秋天，17 歲的他爬上自家后院一棵櫻桃樹修剪枯枝時，突然產(chǎn)生了一個念頭：如果能造出一種裝置，從腳下的草地起飛，一路飛向火星，那該是什么樣的景象？他后來把這一天記為自己畢生事業(yè)的起點，并在此后每年把 10 月 19 日稱為”周年紀(jì)念日“。一個少年在樹上的白日夢，推動他走上了一條長達(dá)四十多年的孤獨道路。

圖丨戈達(dá)德和他的火箭（來源：NASA）

他在伍斯特理工學(xué)院拿到學(xué)士學(xué)位，又在克拉克大學(xué)取得碩士和博士學(xué)位，研究方向就是火箭推進(jìn)的物理學(xué)基礎(chǔ)。1914 年，他獲得了兩項開創(chuàng)性專利：一項描述多級火箭，另一項涉及液體和固體燃料火箭。他的專利律師查爾斯·霍利把這些稱為“藍(lán)天專利”，意思是它們覆蓋的范圍大到“幾乎涵蓋了整個宇宙”。

事實的確如此，此后幾十年里幾乎所有的現(xiàn)代火箭都綁不開他在那兩份專利里描述的基本架構(gòu)。到他 1945 年去世時，他名下?lián)碛?214 項火箭相關(guān)專利，涵蓋陀螺穩(wěn)定、尾氣偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片、燃料泵、冷卻燃燒室等幾乎全部液體火箭的核心技術(shù)。

1919 年，史密森學(xué)會出版了他的專著《到達(dá)極端高度的方法》（A Method of Reaching Extreme Altitudes），其中不僅包含固體火箭的實驗數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，還大膽地探討了將有效載荷送往月球的可能性。

史密森學(xué)會的航空航天史學(xué)家弗蘭克·溫特曾評價這份報告是“1920 至 1930 年代國際火箭運動背后的關(guān)鍵催化劑之一”，全球分發(fā)了 1,750 份，是 20 世紀(jì)火箭科學(xué)最重要的文獻(xiàn)之一，與俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基的開創(chuàng)性論文并列為該領(lǐng)域的奠基之作。

但這份報告在當(dāng)時給他招來了災(zāi)難。媒體的注意力完全集中在“月球旅行”這個噱頭上。1920 年 1 月 13 日，《紐約時報》發(fā)表了一篇匿名社論，嘲笑戈達(dá)德不懂基本的高中物理，聲稱火箭在真空中無法工作，因為“沒有東西可以推”。這篇社論的邏輯是錯的。

火箭依靠的是牛頓第三定律，向后噴射燃?xì)猱a(chǎn)生的反作用力，跟外部有沒有空氣毫無關(guān)系。但在 1920 年，這種錯誤認(rèn)知并不罕見，而一份權(quán)威報紙用如此居高臨下的語氣把它印成鉛字，對一位學(xué)術(shù)聲譽剛剛起步的年輕教授來說，打擊是毀滅性的。

《紐約時報》直到 1969 年 7 月 17 日才刊出一則簡短的更正，承認(rèn)當(dāng)初那篇社論搞錯了基礎(chǔ)物理。措辭極其輕描淡寫：“本報對此錯誤表示遺憾。”刊發(fā)那天恰好是阿波羅 11 號升空的日子。此時戈達(dá)德已經(jīng)去世 24 年了。

圖丨《紐約時報》1920 年與 1969 年發(fā)表的相關(guān)文章（來源：X）

這段被嘲笑的經(jīng)歷深刻地塑造了戈達(dá)德此后的行事風(fēng)格。IEEE Spectrum 在 2026 年 3 月發(fā)表的一篇評論文章中，工程學(xué)者古魯·馬達(dá)文（Guru Madhavan）把這種現(xiàn)象稱為“Alpha 陷阱”：一個先驅(qū)者在早期需要極強的內(nèi)在確信才能頂住外界的否定和嘲笑，但這種確信如果不能隨時間演化，最終會變成封閉和孤立的來源。

在 1926 年首飛成功后，戈達(dá)德獲得了古根海姆家族和史密森學(xué)會的持續(xù)資助。整個 1930 年代，他帶著妻子埃絲特和一個小團(tuán)隊搬到新墨西哥州羅斯威爾，在沙漠中繼續(xù)試驗。火箭越飛越高，到 1930 年代中期已經(jīng)能達(dá)到上千米的高度。

1926 年至 1941 年間，他和團(tuán)隊總共發(fā)射了 34 枚火箭，最高飛行高度達(dá)到 2.6 公里，最快速度達(dá)到每小時 885 公里。他在那段時間里開發(fā)了陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)、燃?xì)舛妗⑷剂侠鋮s燃燒室、渦輪泵等關(guān)鍵技術(shù)，幾乎每一樣后來都出現(xiàn)在了現(xiàn)代火箭上。

問題在于，他做這一切幾乎完全是獨自完成的。

馬達(dá)文在他的文章中指出，嘲笑把戈達(dá)德推向了內(nèi)心深處。他不愿發(fā)表論文，擔(dān)心競爭者竊取他的創(chuàng)意；他拒絕與其他研究者合作；他與美國軍方有過接觸，但從未建立起實質(zhì)性的合作關(guān)系。他把專業(yè)知識集中在自己的小作坊里，像守護(hù)一個脆弱秘密一樣護(hù)著它。在那個階段，火箭技術(shù)已經(jīng)從“不可能”變成了“很困難”，而“很困難”的問題需要的是團(tuán)隊，不是獨行俠。但戈達(dá)德仍然表現(xiàn)得好像最大的威脅還是“沒人相信”，而不是“沒有足夠的人手和資源”。

與此同時，大西洋彼岸正在發(fā)生完全不同的事情。在波羅的海沿岸的佩內(nèi)明德（Peenemünde），以韋恩赫爾·馮·布勞恩為核心的數(shù)百名德國工程師按照推進(jìn)、制導(dǎo)、結(jié)構(gòu)、測試、生產(chǎn)等條線分工協(xié)作。他們獲得了納粹政府的大規(guī)模資金支持和工業(yè)化生產(chǎn)能力，包括使用集中營奴隸勞工，這是這段歷史中無法回避的黑暗面。到 1942 年 10 月 3 日，V-2 火箭首次試飛成功，飛到了 84.5 公里的高度，跨過了卡門線，成為人類歷史上第一個進(jìn)入太空的人造物體。

圖丨V-2 火箭（來源：The War Zone）

戰(zhàn)后，當(dāng)美國分析人員拆解 V-2 的殘骸時，他們在其中看到了大量戈達(dá)德早已測試或申請過專利的概念：液體推進(jìn)劑、陀螺穩(wěn)定、尾流偏轉(zhuǎn)葉片、燃料冷卻燃燒室、高速渦輪泵。NASA 在其官方介紹中明確寫道，戈達(dá)德的工作在技術(shù)細(xì)節(jié)上預(yù)見了后來的 V-2 導(dǎo)彈。

但德國人是否真的“抄襲”了戈達(dá)德？2016 年發(fā)表在《航空航天科學(xué)進(jìn)展》（Acta Astronautica）上的一篇學(xué)術(shù)論文詳細(xì)考證后認(rèn)為，“抄襲”的說法并不準(zhǔn)確。戈達(dá)德的 1919 年論文和部分專利在 1930 年代之前已經(jīng)公開出版，德國工程師確實閱讀過；德國軍事情報部門也曾派人搜集戈達(dá)德的公開資料。但 V-2 的大量工程細(xì)節(jié)，如何造出 25,000 公斤推力的發(fā)動機、如何解決超音速氣動穩(wěn)定問題、如何實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，是德國團(tuán)隊在赫爾曼·奧伯特（Hermann Oberth）的理論基礎(chǔ)上獨立完成的。

馮·布勞恩本人在 1960 年的一封信中說，在他參與佩內(nèi)明德項目的全過程中，他和同事們并不知道戈達(dá)德專利的存在。不過他在其他場合也承認(rèn)，戈達(dá)德在液體燃料方面的實驗“為我們節(jié)省了數(shù)年時間”。兩種說法之間的張力至今仍是航天史學(xué)者爭論的焦點。

1945 年春天，身患喉癌的戈達(dá)德在安納波利斯海軍實驗室看到了一枚被繳獲的 V-2 導(dǎo)彈。他當(dāng)時已經(jīng)虛弱到有時只能用鉛筆敲擊桌面，以莫爾斯電碼與下屬溝通。面對那枚巨大而精密的火箭，他確信德國人使用了他的構(gòu)想。1945 年 8 月 10 日，他因喉癌去世，終年 62 歲。

戈達(dá)德的故事里最讓人唏噓的，大概不是他遭受的嘲笑，嘲笑是所有先驅(qū)者的標(biāo)配，萊特兄弟、達(dá)爾文、塞麥爾維斯都領(lǐng)教過。讓人唏噓的是外部環(huán)境始終沒有給他一個合理的臺階去走出孤立。

《紐約時報》的羞辱在前，學(xué)術(shù)界的冷漠在后，軍方的漠視貫穿始終。一個被公開嘲笑過的人選擇保護(hù)自己的工作成果，這算不上什么性格缺陷，更接近于一種合理的自我防御。早期創(chuàng)新所需要的那種頑強獨立，和后期規(guī)模化所需要的開放協(xié)作，對同一個人的要求幾乎是矛盾的。

戈達(dá)德困在了這個矛盾里，但把他困住的力量遠(yuǎn)不止他自己的選擇。他的夢想指向星辰，最終是別人組建的團(tuán)隊把它送上了天，而那些團(tuán)隊擁有的資源和制度支持，是戈達(dá)德終其一生都不曾得到的。宇航員巴茲·奧爾德林就曾指出：如果戈達(dá)德得到了馮·布勞恩在德國享有的那種軍事支持，美國的火箭技術(shù)在二戰(zhàn)中的發(fā)展會快得多。

戈達(dá)德去世后，他的遺孀埃絲特花了十多年時間為丈夫爭取應(yīng)有的認(rèn)可和法律權(quán)益。她指出美國軍方在戰(zhàn)后的火箭項目中大量使用了戈達(dá)德的專利技術(shù)卻未獲授權(quán)。1951 年，她和古根海姆基金會正式起訴美國政府侵犯專利權(quán)。1960 年，政府以 100 萬美元和解，承認(rèn)侵犯了戈達(dá)德的多項火箭專利。那是 1960 年的 100 萬美元，約合今天的 1,000 多萬美元。

還一個容易被忽視的事是：戈達(dá)德的研究經(jīng)費中約三分之二來自私人來源，主要是古根海姆基金會。NASA 前首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞歷山大·麥克唐納（Alexander MacDonald）曾寫道，太空飛行的主流敘事集中在冷戰(zhàn)時期大規(guī)模政府資助的太空競賽上，而戈達(dá)德依靠私人資金進(jìn)行開創(chuàng)性研究這一事實，至今沒有被充分納入這個敘事框架。

從這個角度看，戈達(dá)德不僅是液體火箭的先驅(qū)，也是私人資助太空探索的先驅(qū)。埃隆·馬斯克、杰夫·貝索斯和他們身后的一整個商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)，在精神血統(tǒng)上與戈達(dá)德之間存在著一條不那么顯眼的連接線。

戈達(dá)德自己也有著同樣的遠(yuǎn)大構(gòu)想。1913 年，31 歲的他寫下這樣一段話：“星際航行必須實現(xiàn)，以確保人類種族的延續(xù)。如果我們相信經(jīng)過億萬年的進(jìn)化，人類是其最高成就，那么生命的延續(xù)和進(jìn)步就必須是人類的最高目的，而其終結(jié)則是最大的災(zāi)難。”這段話讀起來像是一個世紀(jì)后 SpaceX 官網(wǎng)上的使命宣言。

1959 年 5 月 1 日，NASA 以戈達(dá)德的名字命名了它的第一個太空研究中心，位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心。1961 年 3 月 16 日，首次液體火箭發(fā)射 35 周年紀(jì)念日當(dāng)天，中心舉行了正式落成典禮，埃絲特·戈達(dá)德出席了儀式。1965 年，時任美國總統(tǒng)林登·約翰遜宣布 3 月 16 日為“戈達(dá)德日”。

馮·布勞恩在阿波羅計劃期間回顧火箭史時說過一段常被引用的話，大意是：在火箭學(xué)的歷史上，戈達(dá)德沒有同行，他是第一個，他在設(shè)計、建造和發(fā)射液體燃料火箭方面領(lǐng)先于所有人，而正是這些工作最終鋪平了通往太空的道路。

今天是 2026 年 3 月 16 日，恰好是那次 2.5 秒飛行的 100 周年紀(jì)念日。馬薩諸塞州奧本鎮(zhèn)和伍斯特市正在舉行為期一周的百年紀(jì)念活動。克拉克大學(xué)校友查爾斯·斯拉特金（Charles Slatkin）在三年前買下了戈達(dá)德的童年故居以防其被拆除，隨后發(fā)起了“首次發(fā)射百年紀(jì)念”活動，計劃將故居列入美國國家歷史遺跡名錄。全美各地的火箭愛好者俱樂部在今天組織了集體發(fā)射活動。伍斯特地區(qū)機場的“戈達(dá)德大廳”里新樹起了一尊戈達(dá)德的鋼鐵剪影。

已絕版 50 年的戈達(dá)德傳記《這個高大的人》（This High Man）被重新出版，新版題為《戈達(dá)德：太空時代之父》，書中收入了已故阿波羅宇航員吉姆·洛弗爾撰寫的前言（洛弗爾于去年辭世，享年 97 歲），以及卡爾·薩根基金會授權(quán)收錄的隨筆《從櫻桃樹到火星》的片段。

一百年間發(fā)生了什么？從奧本鎮(zhèn) 41 英尺的彈跳，到人類六次踏上月球表面，到旅行者號飛出太陽系，到哈勃和韋伯太空望遠(yuǎn)鏡窺視宇宙大爆炸后的第一縷光，到國際空間站上持續(xù)二十多年的人類常駐，到 SpaceX 的獵鷹 9 號完成第 550 次著陸后已經(jīng)把可復(fù)用火箭從概念變成了日常。

星艦、長征十號系列等正在為人類再次登上月球做準(zhǔn)備。還有藍(lán)色起源的新格倫、Rocket Lab 的中子、藍(lán)箭航天的朱雀系列，以及歐洲、印度的各類新型運載火箭，共同構(gòu)成了一個比冷戰(zhàn)太空競賽時期遠(yuǎn)為多元和活躍的全球發(fā)射市場。

液體推進(jìn)的燃料從戈達(dá)德時代的汽油加液氧，演化出了煤油、液氫、自燃推進(jìn)劑，再到星艦和新格倫采用的液態(tài)甲烷。甲烷燃燒更清潔，有利于發(fā)動機復(fù)用，而且理論上可以在火星上利用大氣中的二氧化碳和地下冰原位合成。但不管燃料配方怎么變，核心原理還是戈達(dá)德一百年前驗證的那一個：將液態(tài)氧化劑和燃料在燃燒室中混合點燃，通過噴管高速噴出，產(chǎn)生反作用推力。

圖丨發(fā)射地點紀(jì)念碑（來源：Aubrun,MA）

2026 年的今天，奧本鎮(zhèn)的那片農(nóng)田如今是一個高爾夫球場。發(fā)射地點上立著一塊不起眼的紀(jì)念碑。而戈達(dá)德在 1899 年那棵櫻桃樹上做的白日夢，已經(jīng)成了整個人類文明最現(xiàn)實的未來之一。

參考資料：

1.https://www.britannica.com/biography/Robert-Goddard#ref47334

2.https://www.wsj.com/opinion/a-centenary-for-rocket-science-758116b6

3.https://spectrum.ieee.org/robert-goddard-leadership

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