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1857年9月17日，齐奥尔科夫斯基出生于俄国梁赞州的伊热夫斯基村。父亲是护林员，母亲出身工匠之家，家境贫寒，儿时过着艰辛的生活。更不幸的是，齐奥尔科夫斯基10岁时患上严重的猩红热病，双耳失聪，尚未读完小学就不得不辍学在家。在父母的辅导下，他靠顽强的毅力自学了小学和初中课程，并养成了勤于思考的习惯。14岁时，他从物理书中获得知识，尝试着做风箱扇风推动的车模型，做纸袋充氢气飞行，绘制想像中的飞行器草图。
1873年，16岁的齐奥尔科夫斯基怀着强烈的渴望，只身到莫斯科开始3年的求学生涯。由于耳聋无法进入学校读书，只能每天到图书馆自学。他不论寒暑，早出晚归，整天泡在图书馆刻苦攻读，靠父亲寄钱维持起码的生活，3年竟学完了大学理科的课程。在求学期间，他对星际航行产生了浓厚兴趣，自己动手制造金属飞行器，开始研究有关火箭飞行的问题。他后来回忆说：“我很少系统地学习过，只读过使我产生兴趣的和自认为重要的一些书。可以说，我一面学习，一面创造，尽管也经常耽误学习和创造失败。我也很难准确回忆起我是怎样开始计算有关火箭的问题。对我来说，第一颗太空飞行思想的种子是由著名的儒勒.凡尔纳的幻想小说播下的，它使我在头脑里形成了确定的方向，我开始把它作为一种严肃的活动。”
1879年，齐奥尔科夫斯基以优异成绩通过考试，取得中学教师的资格。他一边在波罗沃斯克中学教数学和物理，一边独立研究星际航行问题。他对宇航的研究倾注了全部热情，把课余时间都投在了没有引力的世界，甚至到了痴迷的程度。在他这一时期的笔记本里，画有太阳系的天文图，描绘了能悬挂在太空的“纺锤形塔”和“人造圈”，这可能就是他关于人造卫星和空间站的最早构想。1883年，他写出了《自由空间》论文手稿，指出利用反作用装置作为太空旅行工具的动力的可能性，在地球之外人类受到失重的考验，火箭能在太空中飞行，还绘出了一幅征服太空的火箭发动机原理图。1887年，他应邀去莫斯科作了关于金属飞行器的学术讲演，他的研究成果引起一些科学家的关注。1891年，他从理论上研究了星际航行问题，进一步明确指出只有火箭才能达到这一目的。
这时发生了两件令齐奥尔科夫斯基十分痛心的事情：一件是邻居的草屋失火，将齐奥尔科夫斯基家的图书、工具、模型和手稿焚毁，多年的心血付之东流；另一件是他的才华和正直受到嫉妒，未能再去莫斯科工作，给他的研究工作造成很大困难。1892年，他愤然离开波罗沃斯克城，举家迁居卡卢加小镇。在那里他仍然是一边在中学教物理，一边潜心于他的研究实验工作。1893年，他发表了科幻小说《在月球上》，两年后又出版了《关于地球和天空的幻想及万有引力效应》一书，提出了发射人造地球卫星的设想。他不仅利用学校破旧的物理实验室做小蒸汽机喷气实验；而且还在自家的房顶上用废弃的铁筒制成一个“风洞”，用这种简陋的送风机来测定空气的阻力，获得有关火箭和航天原理的数据，为他创立航天理论打下了基础。
功夫不负有心人。齐奥尔科夫斯基的研究，几乎涉及到实现太空飞行从火箭燃料选择到人如何克服失重影响的各种课题，在理论研究上取得了突破性的进展。1898年，他完成了《利用喷气装置研究宇宙空间)的经典论文。这篇论文凝结了他多年的研究成果。但几经周折，这一划时代著作5年后才在莫斯科的《科学评论》杂志上发表。随后，他又在《航空报告》杂志上陆续发表了几篇关于火箭和太空飞行的论文，奠定了航天学的理论基础。这些确立了齐奥尔科夫斯基作为航天理论奠基者的地位。
齐奥尔科夫斯基发表的《利用喷气装置研究宇宙空间》，为人类飞向太空开辟了道路。在这本科学著作中，他论证了火箭作为星际航行工具的可能性，推导出了火箭运动的基本方程。这个方程后来被命名为齐奥尔科夫斯基公式。它引出了火箭质量比，即火箭起飞前的质量与火箭所携带燃料耗尽后的质量之比的概念，还首次提出了火箭推进剂比冲的概念。质量比越大，比冲越高，火箭性能就越好。因此，火箭质量比和推进剂比冲对于利用火箭实现太空飞行具有重要意义。同时，他还推算出火箭要克服地球引力所需的最小速度，即第一宇宙速度，首次明确提出液体火箭是实现星际航行的理想工具。这标志着火箭飞行理论的真正开端，是航天发展史上的一个里程碑。
经过长达7年的艰苦努力，1911年，齐奥尔科夫斯基又完成了《火箭与太空探索》的研究论著，更加丰富了他的航天理论。在此书以连载形式发表的前言中，他写道：“开始必须有理想、幻想甚至神话，接着便进行科学计算。这样，最后就可以实现自己的理想，有关宇宙航行的著作便属于创造性阶段。”确实如此，齐奥尔科夫斯基进一步描绘了宇宙飞船发射和飞行，超重对航天员的影响，人在太空中的失重效应，登天观看地球的迷人景象等。所有这些都建立在严格的科学计算基础上，充分展示出了他的创造才能，揭示了利用火箭探索太空的基本原理。
在齐奥尔科夫斯基担任中学教员的十分艰难的日子里，他大约写了130篇论文，但只自费发表了近50篇，还不被人们所理解。俄国十月革命后，齐奥尔科夫斯基的研究工作受到信任和重视，而且逐步有了较好的生活和工作条件，他的关于征服宇宙空间的思想也迅速传播开来。他在印岁以后的18年时间里，写了《飞往宇宙空间的火箭》、《宇宙飞船》等450篇手稿，继续阐述他关于星际航行的认识和思想。特别是1929年完成的《宇宙火箭列车》，对多级火箭作了详细的理论论证，证明了化学推进剂的火箭发动机能够达到宇宙速度。1930年发表的《致航天学家》和1932年发表的《达到同温层》著作，则进一步论证了火箭推进剂的性能和对火箭的各种设计要求。他晚年写成的《宇宙火箭工作》一文，则系统地总结了他在火箭和航天学领域的工作和成绩，论及了火箭、人造卫星、载人飞船、太空基地、星际航行的几乎所有问题，为航天学的创立作出了巨大贡献。他在这篇自述的文章中说：“在我工作和研究过程中，我发表了利用类似于火箭的反作用装置实现太空飞行的理论。基于已被检验的数据推导表明，人类进入太空甚至在地球大气层之外移民都是可能的。也许当我的思想获得应用，人类不仅在地球表面上活动，而且飞到宇宙空间时，上百年已经过去了。”这一预言不是已经并正在变成现实吗!
从20世纪30年代起，齐奥尔科夫斯基已不再是个人摸索和孤军奋战，而是在他的指导和影响下莫斯科和列宁格勒(圣彼得堡)成立了专门机构，培养出了一批火箭专家，专门研究他所开创的火箭和太空飞行问题。1932年，苏联政府为表彰齐奥尔科夫斯基为促进航天科学发展作出的杰出贡献，授予他劳动红旗勋章。1934年还选他为喷气研究所学术委员会名誉委员，把火箭推进剂质量与无推进剂时的火箭质量之比值命名为齐奥尔科夫斯基数值。1935年9月19日，齐奥尔科夫斯基在卡卢加逝世，享年78岁。
现在，一个世纪过去了。人们看到航天已经不再是神秘而被嘲讽为“怪人”的幻想，人类不仅频繁地到太空活动甚至登临月球漫步，而且正在向着一个更远的目标进军。这就是齐奥尔科夫斯基在1933年“五一”劳动节向公众发表的广播讲演中所期望的未来：“40年来，我一直从事有关火箭原理的研究。我始终都坚定地认为，在可预见的将来，人类将可能飞向火星。尽管时代在变，但星际航行的理想总要继续下去。今天我确信，你们之中将有人到星际中航行。”
物理学发展史是怎样的
物理学是一门以实验观察和数学模型为基础的自然科学。
它致力于理解和描述自然界中发生的各种现象，从微观到宏观，从粒子到宇宙，都是物理学所关注的范畴。以下将详细阐述物理学以实验观察和数学模型为基础的特点以及其在科学研究和现实生活中的重要性。
一、实验观察的基础：
物理学的研究始于实验观察。物理学家通过仔细设计和执行实验，观察自然界中发生的各种现象，以获取数据和信息。这些实验通常要求使用各种仪器和设备，以测量和记录物理量，如长度、质量、时间、电荷、能量等。通过实验观察，物理学家能够收集数据，验证或推翻他们的假设，发现新的规律和关系，并深入了解自然现象的本质。
二、数学模型的建立：
物理学不仅依赖于实验观察，还强调数学模型的建立和运用。数学是物理学的一门重要工具，它使物理学家能够将观测到的现象用数学方程式和模型来表示和解释。这些数学模型可以帮助物理学家预测未来的现象，理解自然规律，并提出新的理论。物理学的数学模型通常是差分方程、微分方程、概率统计等数学工具的应用。
三、物理学的分支领域：
物理学涵盖了多个分支领域，每个领域都依赖于实验观察和数学模型。以下是一些重要的物理学分支领域：
经典力学： 经典力学研究物体的运动和相互作用，它是牛顿三大定律的基础，也被称为牛顿力学。
电磁学： 电磁学研究电荷、电场和磁场之间的相互作用，包括电动力学和静电学。
光学： 光学研究光的传播、折射、反射和干涉等现象，涵盖了从微观粒子到天文现象的各种光学现象。
热力学： 热力学研究能量传递和转化的规律，包括热力循环、热传导和热辐射等。
量子力学： 量子力学研究微观世界中的粒子行为，包括波粒二象性、不确定性原理和量子态等。
相对论： 相对论研究高速运动物体的行为，包括狭义相对论和广义相对论。
核物理： 核物理研究原子核的结构和性质，以及核反应和放射性衰变等现象。
四、物理学在科学和现实生活中的重要性：
物理学是自然科学的基石，对科学和现实生活都具有重要影响：
科学研究的推动力： 物理学的研究推动了科学领域的发展，启发了其他学科，如化学、生物学、地球科学等。它也为科学家提供了解自然界的工具和方法。
技术和应用的发展： 物理学的成果广泛应用于技术领域，包括电子、通信、医学、航空航天、能源等。例如，半导体技术和核磁共振成像就是物理学的应用。
解决重大问题： 物理学帮助解决了一些世界上最大的问题，如气候变化、核能利用和宇宙探索等。它的研究成果对人类社会产生深远影响。
科学素养的提高： 物理学教育有助于提高人们的科学素养，培养逻辑思维和问题解决能力，使人们更好地理解和参与科学讨论。
从远古到公元5世纪属古代史时期；5—13世纪为中世纪时期；14—16世纪为文艺复兴运动时期；16—17世纪为科学革命时期，以N.哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生，从此之后，科学随各个世纪的更替而发展。近半个世纪，人们按照物理学史特点，将其发展大致分期如下：
①从远古到中世纪属古代时期。
②从文艺复兴到19世纪，是经典物理学时期。牛顿力学在此时期发展到顶峰，其时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科，甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。
③随着20世纪的到来，量子论和相对论相继出现；新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念，人们称此时期为近代物理学时期。
扩展资料：
物理学来源于古希腊理性唯物思想。早期的哲学家提出了许多范围广泛的问题，诸如宇宙秩序的来源、世界多样性和各类变种的起源、如何说明物质和形式、运动和变化之间的关系等。
尤其是，以留基波、德谟克利特为代表，后又被伊壁鸠鲁和卢克莱修发展的原子论，以及以爱利亚的芝诺为代表的斯多阿学派主张自然界连续性的观点，对自然界的结构和运动、变化等作出各自的说明。原子论曾对从18世纪起的化学和物理学起着相当大的影响。
经典物理学形成之初，磨镜与制镜工艺对物理学与天文学都有过帮助和促进。早先发明的眼镜以及在1600年左右突然问世的望远镜、显微镜，为伽利略等物理学家观测天体带来方便，也促使菲涅耳、笛卡尔、牛顿等一大批光学家作出几何光学的研究。
后者的成就又促成反射望远镜、折射望远镜和消色差折射望远镜在17—18世纪纷纷问世。各种望远镜的进步又推动物理学的发展，如用它观察木卫蚀、发现光行差等。当牛顿建立起经典力学大厦时，现代一切机械、土木建筑、交通运输、航空航天等工程技术的理论基础也得到初步确立。
18世纪60年代开始的工业革命，以蒸汽机的广泛使用为标志。起初，蒸汽机的热机效率仅为5%左右，为提高蒸汽机的效率，一大批物理学家进行热力学研究。J.瓦特曾根据J.布莱克的“潜热”理论在技术因素上（加入冷凝器）改进蒸汽机。
但是，当时尚未有人认识到汽缸的热仅仅部分地转化为机械功。此后，卡诺建立了热功转换的循环原理，从理论上为热机效率的提高指明了方向，也因此在19世纪下半叶出现了N.奥托和R.狄塞尔的内燃机。
除了物理学与技术之关系外，在科学发展史上，物理学与邻近的天文学、化学和矿物学是密切相关的，而物理学与数学的联系更为密切。物理学的概念、理论和方法，也帮助其他学科的建立与发展，如气象学、地球科学、生物学等。物理学与哲学的关系也十分特别。
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