康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）：测绘太空的失聪教师

1903年5月，一位在俄罗斯卡卢加镇任教的乡村数学教师发表了一篇论文，计算出航天器要进入地球轨道需要约8000米每秒的速度，并提议使用液氧和液氢作为推进燃料。当时莱特兄弟甚至还未飞行。这位进行计算的人自幼几乎全聋，十四岁便辍学，一生从未担任过大学教职。

与声音隔绝的少年

他于1857年9月17日出生在伊热夫斯克，即现在的梁赞州，在一个大家庭中长大——据称有十八个孩子。他的父亲马卡里·爱德华·埃拉兹姆·齐奥尔科夫斯基（Makary Edward Erazm Ciołkowski）是一名迁居俄罗斯的波兰罗马天主教护林员；他的母亲玛丽亚·伊万诺夫娜·尤马舍娃（Maria Ivanovna Yumasheva）则是拥有伏尔加鞑靼和俄罗斯血统的东正教徒。

九岁或十岁时的猩红热夺走了他的听力。这也中断了他的学业：耳聋使他无法进入普通小学教室，而十三岁时母亲的去世让他失去了最能补偿他的人。他十四岁离开正规学校，转而通过阅读自学数学和物理。十几岁时，他已经在脑海中思考人类是否能够离开地球的问题。

莫斯科图书馆的三年

1873年至1876年间他身处莫斯科，几乎生活在图书馆里。其中一位图书管理员是尼古拉·费奥多罗夫（Nikolai Fyodorov），他是俄罗斯宇宙主义的一位古怪而强大的先知，其追随者认为人类的命运是征服死亡并占有宇宙。齐奥尔科夫斯基完全吸收了这一理念并从未动摇：他开始相信殖民太空将带来“人类物种的完善，实现永生和无忧无虑的生活”。儒勒·凡尔纳提供了意象，费奥多罗夫提供了形而上学，而这位年轻的失聪男子提供了方程式。

十九岁时，父亲因担心他的前途将他带回家。他通过了教师资格考试，并于1879年成为一名数学教师。他被派往博罗夫斯克，在那里与瓦尔瓦拉·索科洛娃（Varvara Sokolova）结婚，并于1892年迁居卡卢加——一个小离任何学术中心都很远的小镇。他在那里度过了余生，并完成了让他成名的工作。

公寓里的风洞

由于没有实验室，他在公寓里建了一个。1897年，他建造了被认为是俄罗斯第一个带开放式试验段的风洞，并研究出了实验方法。到1900年，在科学院的资助下，他开始系统地测量球体、平板、圆柱体、圆锥体和其他形状的阻力。通常被称为俄罗斯空气动力学之父的尼古拉·茹科夫斯基（Nikolay Zhukovsky）受到了这项工作的影响。

从1892年起，他一直致力于设计轻于空气的飞行器，并提出了第一种全金属飞艇的设想，同年在《可控金属气球》（A Controllable Metallic Balloon）中发表了关于金属外壳飞艇的科学论证。他制作了一个模型。他向军队航空部门请求支持但被拒绝；俄罗斯物理化学协会也拒绝资助他。他自己承担了这项工作。1894年，他关于“飞机或鸟类飞行机器”的文章描述了一种单翼机，其特征在随后十五到十八年内并未出现在实际飞行器中。用他自己痛苦的总结来说，俄罗斯的科学界既没给他钱，也没给他道义支持。

公式

他于1896年开始研究火箭运动的力学，并将关键推导日期记录为1897年5月10日。他所谓的航空公式现在被普遍称为齐奥尔科夫斯基火箭方程：它确定了火箭速度变化、喷气速度以及初始质量与最终质量之比之间的关系。这就是太空飞行困难的原因。它实际上说明，获得更高的速度需要以严酷的指数增长速率消耗推进剂，它至今仍支配着每一种发射载具的设计。

该方程于1903年5月在《利用火箭装置探索外层空间》（Exploration of Outer Space by Means of Rocket Devices）中印刷出版。该论文是太空飞行理论的奠基文件。早在1895年，他受新落成的埃菲尔铁塔启发，构思了一个延伸至轨道的结构——这是太空电梯的首次构想。他一生创作了四百多部作品，其中约九十篇是关于太空旅行的出版物，描绘了带有转向推力器、气闸、空间站和维持殖民者生存的闭环生物系统的火箭。1929年，在《太空火箭列车》（Space Rocket Trains）中，他阐述了多级火箭的设想，这种安排最终使人类飞离了地球。

他最常被引用的一句话来自1911年的通信，这一句子被整个航天时代所铭记：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远留在摇篮里。”

损失

那个世纪对他很残酷。他的儿子伊格纳蒂（Ignaty）于1902年自杀。1908年的一场洪水毁掉了他积攒的论文。他的女儿柳博芙（Lyubov）于1911年因革命活动被捕。战争爆发后，他暂时搁置了航空学，转而撰写关于贫困的文章。十月革命后，契卡曾将他短暂关押在卢比扬卡。随后苏联政府认定他是一项资产：他当选为社会主义学院院士，于1920年六十三岁时从教学岗位退休，并于1921年获颁终身养老金。从1920年代中期开始，他的收入稳定下来，科普作家雅科夫·别莱利曼（Yakov Perelman）和尼古拉·雷宁（Nikolai Rynin）将他塑造成了一位全国性的人物。

康斯坦丁为何被称为天才

这个称号基于非常精确的事实，值得严格表述，因为含糊的说法毫无价值。齐奥尔科夫斯基在没有任何硬件来测试的情况下，凭直觉、在孤立状态下、在几十年之前就从基本原理推导出了正确的火箭飞行物理学——质量比方程、轨道速度数值、液体推进剂的必要性、分级的必要性。他是在耳聋、自学、没有任何机构支持的情况下，生活在雇主指定的偏远小镇完成这些工作的。他1894年的单翼机和1895年的太空电梯展现了同样的能力：从物理定律向前推理出尚未有人需要的机器。

反对的观点是真实的，不应被忽视。他没有建造任何飞行物。美国的罗伯特·戈达德（Robert Goddard）和德国的赫尔曼·奥伯特（Hermann Oberth）独立得出了相似的结论，并且戈达德实际上发射了液体燃料火箭。齐奥尔科夫斯基的许多成果更多是哲学而非科学——例如《宇宙意志》（The Will of the Universe，1928）中的泛灵论，以及人类将殖民银河系的信念——属于神秘主义传统而非物理学。其中一些内容确实很怪异。但在怀疑论中存留下来的是数学，那是正确的，并且在他之前无人做到。他自己的主张很谦逊：“我一生都梦想着通过我的工作，人类至少能进步一点点。”

后续的影响

他于1935年9月19日在卡卢加去世，享年七十八岁，生前患有胃癌，他在手术后将自己的论文留给了苏联国家。谢尔盖·科罗廖夫（Sergei Korolev）和瓦连京·格鲁什科（Valentin Glushko）——这些后来建造了人造卫星、东方号和苏联登月计划的工程师——在年轻时就读过他的著作，并着手使他的设计成为现实。韦恩赫尔·冯·布劳恩（Wernher von Braun）研读了他的论文的德文译本，并做了大量的批注。

卡卢加现在设有以他命名的国家航天历史博物馆。一个月球陨石坑以他的名字命名，阿穆尔州的一个城镇被更名为齐奥尔科夫斯基。他于1976年入选国际太空名人堂，并于1989年入选国际航空航天名人堂。