一百年前的今天，一個(gè)被嘲笑不懂高中物理的人，開(kāi)啟整個(gè)太空時(shí)代

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

下午兩點(diǎn)半左右，裝置底部噴出火焰，整個(gè)結(jié)構(gòu)搖搖晃晃地離開(kāi)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(chǎng)沒(méi)有記者，沒(méi)有攝影機(jī)，甚至沒(méi)有一個(gè)當(dāng)?shù)鼐用褡⒁獾桨l(fā)生了什么。

（來(lái)源：WikiPedia）

這就是人類(lèi)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(guó)宋代以來(lái)使用了近千年的固體火藥推進(jìn)劑。固體燃料火箭點(diǎn)燃之后就無(wú)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(dòng)機(jī)可以啟停、可以調(diào)節(jié)推力、可以在真空中工作。這個(gè)區(qū)別在當(dāng)時(shí)看起來(lái)只是一項(xiàng)技術(shù)改良，但它劃出了一條根本性的分界線(xiàn)：在此之前，人類(lèi)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(wèn)題。

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

從土星五號(hào)到航天飛機(jī)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(jì)劃，液體推進(jìn)技術(shù)始終是人類(lèi)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(shù)修剪枯枝時(shí)，突然產(chǎn)生了一個(gè)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(lái)把這一天記為自己畢生事業(yè)的起點(diǎn)，并在此后每年把 10 月 19 日稱(chēng)為”周年紀(jì)念日“。一個(gè)少年在樹(shù)上的白日夢(mèng)，推動(dòng)他走上了一條長(zhǎng)達(dá)四十多年的孤獨(dú)道路。

圖丨戈達(dá)德和他的火箭（來(lái)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(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性專(zhuān)利：一項(xiàng)描述多級(jí)火箭，另一項(xiàng)涉及液體和固體燃料火箭。他的專(zhuān)利律師查爾斯·霍利把這些稱(chēng)為“藍(lán)天專(zhuān)利”，意思是它們覆蓋的范圍大到“幾乎涵蓋了整個(gè)宇宙”。

事實(shí)的確如此，此后幾十年里幾乎所有的現(xiàn)代火箭都綁不開(kāi)他在那兩份專(zhuān)利里描述的基本架構(gòu)。到他 1945 年去世時(shí)，他名下?lián)碛?214 項(xiàng)火箭相關(guān)專(zhuān)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(huì)出版了他的專(zhuān)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(shí)驗(yàn)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(huì)的航空航天史學(xué)家弗蘭克·溫特曾評(píng)價(jià)這份報(bào)告是“1920 至 1930 年代國(guó)際火箭運(yùn)動(dòng)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(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基的開(kāi)創(chuàng)性論文并列為該領(lǐng)域的奠基之作。

但這份報(bào)告在當(dāng)時(shí)給他招來(lái)了災(zāi)難。媒體的注意力完全集中在“月球旅行”這個(gè)噱頭上。1920 年 1 月 13 日，《紐約時(shí)報(bào)》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(chēng)火箭在真空中無(wú)法工作，因?yàn)椤皼](méi)有東西可以推”。這篇社論的邏輯是錯(cuò)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(méi)有空氣毫無(wú)關(guān)系。但在 1920 年，這種錯(cuò)誤認(rèn)知并不罕見(jiàn)，而一份權(quán)威報(bào)紙用如此居高臨下的語(yǔ)氣把它印成鉛字，對(duì)一位學(xué)術(shù)聲譽(yù)剛剛起步的年輕教授來(lái)說(shuō)，打擊是毀滅性的。

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

圖丨《紐約時(shí)報(bào)》1920 年與 1969 年發(fā)表的相關(guān)文章（來(lái)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(píng)論文章中，工程學(xué)者古魯·馬達(dá)文（Guru Madhavan）把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“Alpha 陷阱”：一個(gè)先驅(qū)者在早期需要極強(qiáng)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(shí)間演化，最終會(huì)變成封閉和孤立的來(lái)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(huì)的持續(xù)資助。整個(gè) 1930 年代，他帶著妻子埃絲特和一個(gè)小團(tuán)隊(duì)搬到新墨西哥州羅斯威爾，在沙漠中繼續(xù)試驗(yàn)。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(duì)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(shí) 885 公里。他在那段時(shí)間里開(kāi)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(lái)都出現(xiàn)在了現(xiàn)代火箭上。

問(wèn)題在于，他做這一切幾乎完全是獨(dú)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(jìng)爭(zhēng)者竊取他的創(chuàng)意；他拒絕與其他研究者合作；他與美國(guó)軍方有過(guò)接觸，但從未建立起實(shí)質(zhì)性的合作關(guān)系。他把專(zhuān)業(yè)知識(shí)集中在自己的小作坊里，像守護(hù)一個(gè)脆弱秘密一樣護(hù)著它。在那個(gè)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(wèn)題需要的是團(tuán)隊(duì)，不是獨(dú)行俠。但戈達(dá)德仍然表現(xiàn)得好像最大的威脅還是“沒(méi)人相信”，而不是“沒(méi)有足夠的人手和資源”。

與此同時(shí)，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(guó)工程師按照推進(jìn)、制導(dǎo)、結(jié)構(gòu)、測(cè)試、生產(chǎn)等條線(xiàn)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(yíng)奴隸勞工，這是這段歷史中無(wú)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(guò)了卡門(mén)線(xiàn)，成為人類(lèi)歷史上第一個(gè)進(jìn)入太空的人造物體。

圖丨V-2 火箭（來(lái)源：The War Zone）

戰(zhàn)后，當(dāng)美國(guó)分析人員拆解 V-2 的殘骸時(shí)，他們?cè)谄渲锌吹搅舜罅扛赀_(dá)德早已測(cè)試或申請(qǐng)過(guò)專(zhuān)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(xiě)道，戈達(dá)德的工作在技術(shù)細(xì)節(jié)上預(yù)見(jiàn)了后來(lái)的 V-2 導(dǎo)彈。

但德國(guó)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(shuō)法并不準(zhǔn)確。戈達(dá)德的 1919 年論文和部分專(zhuān)利在 1930 年代之前已經(jīng)公開(kāi)出版，德國(guó)工程師確實(shí)閱讀過(guò)；德國(guó)軍事情報(bào)部門(mén)也曾派人搜集戈達(dá)德的公開(kāi)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(dòng)機(jī)、如何解決超音速氣動(dòng)穩(wěn)定問(wèn)題、如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，是德國(guó)團(tuán)隊(duì)在赫爾曼·奧伯特（Hermann Oberth）的理論基礎(chǔ)上獨(dú)立完成的。

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

1945 年春天，身患喉癌的戈達(dá)德在安納波利斯海軍實(shí)驗(yàn)室看到了一枚被繳獲的 V-2 導(dǎo)彈。他當(dāng)時(shí)已經(jīng)虛弱到有時(shí)只能用鉛筆敲擊桌面，以莫爾斯電碼與下屬溝通。面對(duì)那枚巨大而精密的火箭，他確信德國(guó)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(guò)。讓人唏噓的是外部環(huán)境始終沒(méi)有給他一個(gè)合理的臺(tái)階去走出孤立。

《紐約時(shí)報(bào)》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(gè)被公開(kāi)嘲笑過(guò)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(qiáng)獨(dú)立，和后期規(guī)模化所需要的開(kāi)放協(xié)作，對(duì)同一個(gè)人的要求幾乎是矛盾的。

戈達(dá)德困在了這個(gè)矛盾里，但把他困住的力量遠(yuǎn)不止他自己的選擇。他的夢(mèng)想指向星辰，最終是別人組建的團(tuán)隊(duì)把它送上了天，而那些團(tuán)隊(duì)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(guó)享有的那種軍事支持，美國(guó)的火箭技術(shù)在二戰(zhàn)中的發(fā)展會(huì)快得多。

戈達(dá)德去世后，他的遺孀埃絲特花了十多年時(shí)間為丈夫爭(zhēng)取應(yīng)有的認(rèn)可和法律權(quán)益。她指出美國(guó)軍方在戰(zhàn)后的火箭項(xiàng)目中大量使用了戈達(dá)德的專(zhuān)利技術(shù)卻未獲授權(quán)。1951 年，她和古根海姆基金會(huì)正式起訴美國(guó)政府侵犯專(zhuān)利權(quán)。1960 年，政府以 100 萬(wàn)美元和解，承認(rèn)侵犯了戈達(dá)德的多項(xiàng)火箭專(zhuān)利。那是 1960 年的 100 萬(wàn)美元，約合今天的 1,000 多萬(wàn)美元。

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

從這個(gè)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(gè)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(xiàn)。

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(xiě)下這樣一段話(huà)：“星際航行必須實(shí)現(xiàn)，以確保人類(lèi)種族的延續(xù)。如果我們相信經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化，人類(lèi)是其最高成就，那么生命的延續(xù)和進(jìn)步就必須是人類(lèi)的最高目的，而其終結(jié)則是最大的災(zāi)難。”這段話(huà)讀起來(lái)像是一個(gè)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(gè)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(shí)任美國(guó)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(jì)劃期間回顧火箭史時(shí)說(shuō)過(guò)一段常被引用的話(huà)，大意是：在火箭學(xué)的歷史上，戈達(dá)德沒(méi)有同行，他是第一個(gè)，他在設(shè)計(jì)、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(dòng)。克拉克大學(xué)校友查爾斯·斯拉特金（Charles Slatkin）在三年前買(mǎi)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(dòng)，計(jì)劃將故居列入美國(guó)國(guó)家歷史遺跡名錄。全美各地的火箭愛(ài)好者俱樂(lè)部在今天組織了集體發(fā)射活動(dòng)。伍斯特地區(qū)機(jī)場(chǎng)的“戈達(dá)德大廳”里新樹(shù)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(gè)高大的人》（This High Man）被重新出版，新版題為《戈達(dá)德：太空時(shí)代之父》，書(shū)中收入了已故阿波羅宇航員吉姆·洛弗爾撰寫(xiě)的前言（洛弗爾于去年辭世，享年 97 歲），以及卡爾·薩根基金會(huì)授權(quán)收錄的隨筆《從櫻桃樹(shù)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(lèi)六次踏上月球表面，到旅行者號(hào)飛出太陽(yáng)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(guó)際空間站上持續(xù)二十多年的人類(lèi)常駐，到 SpaceX 的獵鷹 9 號(hào)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(zhǎng)征十號(hào)系列等正在為人類(lèi)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(lèi)新型運(yùn)載火箭，共同構(gòu)成了一個(gè)比冷戰(zhàn)太空競(jìng)賽時(shí)期遠(yuǎn)為多元和活躍的全球發(fā)射市場(chǎng)。

液體推進(jìn)的燃料從戈達(dá)德時(shí)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(dòng)機(jī)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(yàn)證的那一個(gè)：將液態(tài)氧化劑和燃料在燃燒室中混合點(diǎn)燃，通過(guò)噴管高速?lài)姵觯a(chǎn)生反作用推力。

圖丨發(fā)射地點(diǎn)紀(jì)念碑（來(lái)源：Aubrun,MA）

2026 年的今天，奧本鎮(zhèn)的那片農(nóng)田如今是一個(gè)高爾夫球場(chǎng)。發(fā)射地點(diǎn)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(shù)上做的白日夢(mèng)，已經(jīng)成了整個(gè)人類(lèi)文明最現(xiàn)實(shí)的未來(lái)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

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍