1.模仿动物飞行
人类在征服太空的斗争中取得的伟大成就，主要是靠人类自身的智慧和力量。但是，人类也从动物的飞行中得到不少的启示。
人们在幻想太空飞行的过程中，发现鸟类、昆虫等动物能在空中自由地飞翔，于是决定模仿飞行动物飞上太空。
最初，人们只是对鸟类的飞行进行简单的模仿，把大鸟羽翼都绑在身上，靠重力从高处滑翔而下。据说早在1900多年前，中国西汉时期有一位飞行家，在京都长安举行了一次飞行表演，他用鸟羽做成两只翅膀装在身上，并在头和身体其他部位上都连上羽毛，结果飞行数百步就落地了，这是有文字记载的人类第一次飞行。后来，国内外有许多人制造了各式各样的翅膀，将它绑在手臂上，试图简单模仿鸟类飞向太空。结果，不是飞不起来，就是翼破人亡，全都失败了。
人类从简单模仿鸟类飞行的一次又一次失败中不断总结经验教训，使自己逐渐地聪明起来，开始认真研究鸟类和昆虫飞行的原理和飞行动力学的问题。认识到鸟和昆虫之所以能飞，不仅仅是因为它们有翅膀，还在于它们经过亿万年的自然演化，整个身体结构都适应飞行的需要。研究发现鸟类具有流线型的体型，飞行阻力很小；骨骼中空，重量轻；肌肉集中于胸部，功率大。而人类的体型不但不符合流线型，而且骨骼很重，肌肉分散，功率低。因而得出结论，人如果不借助机械动力，单靠自身的体力作扑翼飞行是难以飞上天的。从此以后，人类从对鸟类、昆虫飞行的简单模仿发展到创造性的仿生，即根据动物飞行的原理，从动物身上索取蓝图，加上人的聪明才智，制造飞行器。
早在2000年前，墨子曾带领300多名弟子用3年时间，制成了一只“会飞的木鸟”，古书上把它叫作“竹鹊”或“木鸢”，据说春秋时代著名工匠鲁班和张衡等也曾制造过类似的飞行器。15世纪，德国人米勒曾制造过“铁苍蝇”和“机械鹰”，并进行过飞行。400多年前，意大利著名科学家、艺术家达·芬奇，在总结前人制造飞行器的基础上，进一步对鸟类和蝙蝠的飞行进行观察研究，设计了一个像人大小的扑翼飞机，试图用人脚的登力扑动翅膀而飞行，他虽然没有成功，但在人类飞行的道路上迈出了可喜的一步。
大约在公元1800年，气体力学创始人之一的英国科学家凯利，从鸟的身上索取蓝图，模仿鸟翼设计了一种与现代飞机机翼截面曲线几乎完全相同的机翼。法国生物学家马雷在广泛研究鸟类飞行之后，写了一本名为《动物的机器》的书，介绍鸟类飞行的知识和原理。后来，俄国科学家茹可夫斯基也在研究鸟类飞行的基础上，提出了空气动力学的理论。至此，人类经过几千年的探索和千千万万飞行爱好者的共同努力，终于揭开了鸟类飞行的奥秘，找到了人类飞行的关键之所在。从此，人类进入了制造飞机的时期。
19世纪蒸汽机的发明，为动力飞行提供了良好的条件，人们开始采用大功率轻便发动机推动螺旋桨进行飞行试验：1903年12月17日，美国自行车修理匠莱特兄弟，经过对鸟类飞行的长期研究，认真吸取了前人研究的成果，用木料、帆布、自行车零件和一个12匹马力的汽油内燃机，制造了一架名叫“飞行者1号”的举世闻名的双翼飞机。在天空中飞行了12秒钟，36米远，最高时速为48公里，从而为人类开辟了通往天空的道路。
随着仿生学和其他科学技术的发展，人们全面而深入地研究鸟类和昆虫飞行的原理，不断地优化飞机的结构和技术性能，研制出各式各样的新型飞机。从莱特兄弟发明第一架飞机至今，飞机已经发展成为成千上万种不同类型的大家族，使人类获得了在空中飞行的自由，在征服太空的征途上迈出了重要的一步。
2.聋哑青年与“魔星”
1786年，在英国约克郡的汉兴古尔下葬了一位年仅22岁的聋哑青年、天文学家约翰·古德利克。他的安息地上甚至连墓碑也没有，然而后世天文学家却对他十分敬仰。这位英国奇才在18世纪后期的一些发现和思想，奠定了恒星天文学中的一个重要分支——变星研究的第一块基石。他的早逝令人痛惜，然而浓缩在他短短一生中的科学成就，已足以使他在科学史上赢得永久的一席。
自古以来，人们一直以为恒星是永不变化的。直到1596年，才有一位名叫法布里修斯的德国天文学家发现鲸鱼座中有一颗3合星在那年10月隐没不见了。后来它重又增亮，当它再度被人们发现的时候，就获得了鲸鱼座“怪星”的称号。
在此之前，阿拉伯人可能已觉察到另一颗星的亮度会发生显著的变化，他们以为这是某种神奇的魔力造成的，因此把它称作“魔星”。我国古人历来把这颗星叫作“大陵五”，国际上通用的名字叫作“英仙座β”。虽然在1670年和1733年都曾经有人注意到这颗星的亮度变化，但却没有一个人系统地观测和研究它。
1782年11月12日，古德利克写下了他对“魔星”的研究结果。
他发现，“魔星”大陵五逐渐暗淡下去，直到亮度降到正常情况的1/3，然后又重新亮起来，一直恢复到原先的亮度。夜复一夜的观测使他认定：大陵五的亮度变化具有严格的周期性，并且求出了极准确的周期数值：2天20小时49分9秒。
1783年5月25日，英国皇家学会宣读了古德利克的论文，公布了这一发现。这在天文学界引起了很大的兴趣，并使这位19岁的青年人荣获了该年度两枚科普利奖章中的一枚。
尤其重要的是，古德利克本人当时就提出了造成大陵五亮度变化的原因：有一颗我们看不见的暗星和大陵五在一起互相绕转，它周期性地遮掩大陵五，情况跟发生日食十分相似。两星遮掩时我们看到的光就减少，于是亮度下降。因此后世天文学家把大陵五那样一类变星称作“食变星”，或者就叫作“大陵型变星。”
在科学史上，对一项重大的新发现迅即作出的第一个猜测性的解释就完全正确的事例，本来就是凤毛麟角；一位不满20岁的青年敢于如此大胆地打破传统观念，提出那么新颖的见解，自然就分外难能可贵了。遗憾的是，跟古德利克同时代的天文学家都无法理解和接受他的思想，就连“恒星天文学之父”、伟大的威廉·赫歇尔也不例外。直到几代人之后，在1889年才有人用分光方法证实了古德利克关于大陵五是“食变星”的天才预见。大陵五果然是由两颗星组成的，它们彼此仅仅相距1100万千米，还不及地球到太阳距离的1/10.其中我们看不见的那颗“伴星”，半径是太阳的3.8倍，亮的那颗“主星”略小些，半径是太阳的3.6倍。但是主星的质量是太阳的5.2倍，伴星的质量仅和太阳相当。
在剩下来的短暂生命中，古德利克又发现了另外两颗肉眼就可以看出的变星：天琴座β（中名渐台二）和仙王座δ（中名造父一）。它们分别是另外两类重要变星的样板：前者是典型的“密近双星”，后者是典型的“脉动变星”——星体不断地一张一缩，所以称作“脉动”，情状犹如一个人在喘着粗气一般。
然而，古德利克的健康状况迅速恶化。1786年2月24日，他写下了自己的最后一次观测记录。同年4月，英国皇家学会选举他为会员。可是仅仅两个星期之后，他就在约克郡无声无息地死去了。导致他死亡的直接原因现已无从稽查，人们只知道他的忌辰是1786年4月20日。
3.第一个乘气球上天的罗齐尔
充满无限奥秘的深邃苍穹，对人类的诱惑力实在太大了。随着历史的进步，人类终于把飞上天空从梦想变成了现实。
时间是1783年10月15日，地点是巴黎。
一个样子奇特、下方喷着火焰的巨大布囊，悬吊在广场上。
驾驶员是一个容貌冷峻的青年。他拿着一顶里面塞满了羊毛的上等丝帽，随身还带有飞行袋、三个降落伞和围巾。此人就是让—弗朗索瓦·皮拉特尔·德·罗齐尔，法国路易十六自然历史博物馆的主任。
他在群众面前绕行一周，随即爬进了座舱。
座舱是一个用柳条编成的篮子，它吊挂在用亚麻布和纸做成的巨囊下面。座舱里的装备简单而又少得可怜，仅有一个节叉，一堆稻草，一桶水和几袋沙子。一个燃烧着稻草和木头的大火盆，装在这个巨囊的颈子里。火盆中产生出来的热空气不断地充入囊中，气球在系住它的绳子上猛烈地摆动着。
一切准备就绪，罗齐尔果断地放开绳子。转眼间，这个奇巧的设计物摇摆着冲上云霄。大约4.5分钟后，罗齐尔安全落地。
在一片欢呼声中，这个年轻的法国人举着双手，激动地宣布：
“朋友们，这一天只要人类有记忆存在，便不会遗忘。这是人类首次依靠航空器离开地面，并且安全返回的日子！”
是的，要知道这一天来的多么不易啊！人类为把升空飞翔从幻想变为现实，足足奋斗了几千年。
罗齐尔乘坐的是一只热气球，确切地说是无推进装置的轻于空气的航空器。然而，它一出现就引起了人们的普遍关注。18世纪末叶，玩气球的风气遍传欧美，可以说是气球的全盛年代，也是人类飞行的萌芽时期。
制造航空气球，开始最早、最有名的要推一位名叫约瑟夫·蒙哥尔费的造纸工人。那是1782年冬季的一天，约瑟夫看见他太太偶然挂在壁炉旁烘烤的湿胸衣，突然之间神秘地飞升到天花板上，于是忽发奇念，“把热气搜集起来，利用这些气体将人造物体升起”。为了满足这种好奇心，他用上等丝绸做了一个口袋，在口袋下面点燃一把小火，使他高兴的是，口袋鼓起来之后，就飞上了天花板。约瑟夫没有浪费时间，他立即同弟弟艾蒂安联系，并开始做一次规模更大的试验。这一个试验是在室外进行的，丝绸做的容器大约升到21米高才冷却和瘪下来。经过一系列试验后，约瑟夫决定进行首次公开表演。那一天，气球在人们的惊叹声中飞上天空，直达1800多米，空飘到几百米之外，飞行时间有10分钟。于是，放气球风靡整个法兰西。尤其在巴黎，连国王路易十六和玛丽皇后也亲临会场，御览这一神奇的“科学表演”。
经过无数次表演之后，蒙哥尔费兄弟在他们的航空器上装载了三位乘客——一只绵羊、一只鸭子和一只大公鸡。气球足足在空中飞了10分钟之久。当气球落地后，人们看到三位乘客安然无恙。国王非常高兴，当即将圣米歇尔勋章授予了这两兄弟。
两兄弟并未因获此殊荣而止步，接着便异想天开地宣布，下次气球所载的乘客将是活人。
此举的危险性太大了。因此，路易十六想让几名已被判处死刑的罪犯乘气球飞行，如果他们愿意的话，便恢复他们的自由。
这时候，勇敢的法国科学家罗齐尔挺身而出，他高呼道：“这行吗？把人类第一次升空的荣誉给了犯罪的囚徒！”
之后，罗齐尔便去找路易十六的表兄马尔基·达尔朗德，利用他在宫廷内的关系，说服路易十六恩准他们参加飞行，这便是本文开头讲的第一次气球载人飞上天空。
1783年11月21日，罗齐尔和达尔朗德决定再进行一次自由飞行。那天，人们潮水般地涌向起飞地点。起飞现场，双桅耸立，上装滑轮，热气球在中央发射台上升火待发。由于火星威胁着可燃性极大的气球布袋，所以给气球充气的工作进行得小心翼翼，更显得神秘。
万事俱备，罗齐尔和达尔朗德二人一咬牙，爬进吊篮，随着路易王的攻城大炮一声惊雷似的轰响，罗齐尔把举起的手像铡刀一样猛地挥下，高叫一声“放”！刹那间，只见美丽的气球袅袅升起，在人们的欢呼声中，凌空飘去。
大约飞行了25分钟，气球在巴黎近郊一块麦地里降落下来，罗齐尔两人从球囊下爬出，毫无损伤。他们一下子成了法国人心目中的英雄。此后，达尔朗德的飞行兴趣大为减退，又重新回到了贵族社交界的沙龙生活中。可是飞行的诱惑一再把罗齐尔拖在航空界。
不幸的是，在1785年6月15日，罗齐尔乘坐的氢气球还未起飞，由于一条电线产生静电，偶然出现一星火花，转眼之间，气球炸得粉碎，罗齐尔也不幸遇难。后来，人们痛惜罗齐尔英年早逝，在出事地点为他立了一块纪念碑，来纪念第一个为航空事业献出生命的飞行之子。
4.莱特兄弟：树起航空史上一座丰碑
美国北卡罗来纳州基蒂霍克的小鹰海滨虽是一块不毛之地，却吸引着大批游人，因为这里是人类航空的发祥地——莱特兄弟制造的第一架飞机起飞的地方。
小鹰海滨，地方特点十分鲜明，到处都是莱特兄弟的照片和描绘当时飞行情景的油画，有的地方还摆着那架原始飞机的模型。这一切，既是老板们招徕顾客的手段，更是美国人对自己同胞的成就感到骄傲的一种表露。
是的，莱特兄弟的业绩，不仅仅是美国人的骄傲，也是人类征服自然的骄傲。
威尔伯·莱特和奥维尔·莱特生在俄亥俄州代顿一位主教的家庭。兄弟俩没有受过完整的中学教育，从事自行车修理工作。他们获得如此巨大的历史殊荣，完全靠的是勤奋刻苦和潜心钻研。
莱特兄弟的第一架滑翔机在1900年制成，被运往小鹰海滨的一个沙丘。它的翼展5.18米。滑翔员俯卧在机舱里，其目的是使滑翔员舒适、着陆安全和减少空气阻力。尽管滑翔员进行了几次滑翔，但滑翔机很像风筝。从这些滑翔中，莱特兄弟学到了很多东西。
1901年莱特兄弟制造的第二号滑翔机也是双翼的，但比第一架滑翔机要大。起飞方法是，兄弟中的一人抓住一个机翼，一名基蒂霍克当地人抓住另一个机翼，然后以最快的速度向前疾跑。这一次他们遇到了翼型问题。他们下决心接受李林达尔空难的教训，不用李林达尔的那些研究成果，完全靠自行研究。于是他们制订了一项非常全面的、包括在风洞中对翼型进行试验的计划。通过试验所取得的结果，使他们对将来的成功充满了信心。他们在1902年8月和9月制成了第3号滑翔机，到10月底已进行了近千次滑翔。很明显，按照实际情况，这架滑翔机只需加以复制，稍作修改，并装上发动机，就能成为一架真正的实用飞机。
1903年夏，莱特兄弟制成了第一架有动力的飞机——“飞行者”1号。在12月14日，他们将“飞行者”搬到发射轨道上，从附近基尔德维尔救生站来的朋友站在一边作见证人。兄弟俩掷硬币决定谁先飞，结果威尔伯赢了。飞行中他把机头拉得太高，“飞行者”失速，掉在了沙滩上。
“飞行者”修好后，轮到奥维尔试飞。这样，在1903年12月18日的早晨，奥维尔·莱特成为第一个持续操纵飞机飞行的人。飞机迎风滑行十几米之后，便离开地面升空了。在场的人欢呼雀跃，挥舞着帽子。飞机在空中颠簸着，突然下滑，几乎擦着海滩，最后像鸽子一样轻巧地着陆了。这次具有历史意义的飞行持续12秒，飞行距离36.58米。同一天，又飞了3次，其中一次飞了260米，持续了59秒。
不可思议的是，当时全世界并没有真正了解莱特兄弟具有历史意义的辉煌成就。既然上帝安排人类用两脚在地球上直立行走，“身无彩凤双飞翼”，居然想上天，这无异于痴人说梦。
“一对傻瓜居然违反自然的定律。”——报纸的评论。
“能够让机器升空的只有一种力量，那就是神力，但这两个孩子不是神。”——邻居们的讪笑。
“人类用重于空气的机器去飞行，不仅不可能，而且极不合理。”——莱特飞行成功后，还有一位很有名的教授这样立论。
但是，一切流言对于矢志于航空事业的莱特兄弟来说，却只不过是耳旁风而已。走自己的路，让别人去说吧。
返回代顿后，兄弟俩设计了安装新型发动机的“飞行者”2号，并在1904年5月制造完毕。“飞行者”2号共进行了105次试飞，最长的持续飞行超过了5分钟，飞行距离4.4公里。遇到的一个问题是，在急转弯过程中，“飞行者”2号操纵不灵，因而造成失速并失去操纵。
在这一年的冬季，兄弟俩制造了“飞行者”3号，进行了近50次飞行。为了解决转弯时失速的问题，他们把用手操纵机翼和方向舵的钢索分隔开来，这样既可同时操纵机翼和方向舵，也可单独操纵其中的一个，能取得理想的机翼扭曲和方向舵的转动。经过这次改进后，“飞行者”3号便完全能进行机动飞行，能倾斜、转弯，并能不费力地做圆圈和8字飞行。1905年10月5日，由威尔伯驾驶进行了一次最长时间的飞行，持续38分钟，飞了38.6公里。
这些试飞的最终结果就是，仍然没有引起新闻界的真正重视。虽然莱特兄弟邀请了记者观看第一次试飞，但由于天气不好和发动机出了故障未能飞成，因此被邀的记者们拂袖而去，认为这全是白白浪费时间。结果，当世界仍普遍对这些飞行一无所知的时候，当地农夫对“飞行者”飞过头顶发出的声音却已习以为常，以致他们连抬头看都不看——这时，某些权威人士却仍坚持说：机械飞行是不可能的！
莱特兄弟确信“飞行器的时代终于来到了”。
他们于1908年8月8日进行了第一次公开表演。在随后的数天内，他们又进行了一些飞行，后来在附近的奥尔营练兵场又飞了100次。
这次飞行成了全世界的头条新闻，并备受赞扬。“飞行者”不仅打破了当时所有飞机的各项记录，而且还表明莱特兄弟已经研制出一种能爬高、倾斜、转弯，并能进行平稳的圆圈和8字飞行的飞机。这架飞机和莱特兄弟的飞行技术，都远远超过了当时欧洲在这方面的成就。
莱特兄弟在航空史上筑起了一座丰碑。