现代宇宙学确定无疑地告诉我们，每天早晨在东方升起的太阳是一颗燃烧的气球，再过大约50亿年就会因燃尽而熄灭。似乎，这是一个令人沮丧的事情。如果说对于我们每个人，“生死两茫茫”的困惑可以泯灭于对于人类精神归宿的恒久认同，但如果整个人类都必将被太阳离弃呢？难道人类的宿命就是在这个茫茫宇宙之中的昙花一现？
人，是不甘于此的。
20世纪初，在俄国靠近莫斯科的一个小城卡卢加，一位耳聋的中学教师说了这么一句话：
“地球是人类的摇篮，但人不可能一辈子呆在摇篮里。为了不懈地争取自己的生存空间，在最初怯生生地超越大气层之后，人类必将控制整个太阳系。”
这是一个很谨慎的预言，但很明确地肯定了人类并非只能死守地球而与之共存亡。他就是齐奥尔科夫斯基，被后人称为宇航之父，因为他在历史上第一个提出了人类利用火箭以挣脱地球引力的完整而详尽的方案，他作出这个预言正是基于他自己从牛顿力学出发，经过充分论证计算与工程设计的结果，而非科幻家想像的图景。
在我们已经对航天飞机或长征火箭的频频升空有些麻木的今天，可能已经很难回头去想像人类走到今天这一步，曾经经历了多少心智的煎熬，多少意志的考验，甚至生命的威胁。
在幸福的人类童年，大地是值得信赖﹑值得托付的永恒的母亲；在古希腊人的宇宙图景里面，地球是一切的中心，亚里斯多德把物体的下坠视为万物的天然运动，上升则是违反自然意愿的行为。在这样的世界观的支配下，人类犹如自得的昆虫，根本无须担心未来是不是会天崩地裂，更加不会想到人类在某天需要一直向天空冲刺，才有可能挽救自己的生命。
这样的幸福在亚里斯多德之后，还持续了将近2000年，到16﹑7世纪才由哥白尼﹑伽利略和牛顿彻底结束了人类的幼稚，他们宣告人类和地球在宇宙当中并不具有特殊的地位。这样一来，就好像是把人从美梦当中叫醒，总会受到责怪一样，哥白尼和伽利略就为此而受到了人类无知的反噬，哥白尼一生噤若寒蝉，而伽利略则最终受到教廷的审判。到牛顿的时候，人类才总算清醒过来，接受了牛顿所描绘的新的世界图景，从而启动了西方科学的革命，奠定了现代世界的基本面貌。
牛顿首先彻底抛弃了亚里斯多德对于运动的简陋观念，指出只有匀速直线运动才是最自然的运动，而任何其他改变速度大小和方向的运动，都是受到大小非零的物理作用下的运动。由此他总结出力学三大定律，然后马上用这种观念来研究物体下落的运动和月亮围绕地球的运动。那个脍炙人口的苹果的故事，尽管多半是后人虚拟的，但真切地说明了牛顿研究天体运动的突破口，即发现地面物体的下落和月球的运动，乃至一切天体的运动在本质上是一码事：所有这些运动的唯一原因，就是万有引力。这个发现惊人的简单，更加具有惊人的力量！因为这意味着月球实际上和苹果一样，也是一直在向地球坠落，它和苹果的唯一差别，只是它们在与到地心连线相垂直的方向上的速度不同。因此要想让月球象苹果那样砸向地面，很简单，只要让它飞行的速度慢下来即可；反过来，要想让苹果象月球那样围绕地球不停地转，也很简单，只要水平向前方扔出苹果的速度足够高就行了！
这是一个非常违反当时一般人的直观的结论，但是科学最坚强的原则就是，它的结论能够接受检验。牛顿发表他的理论不久，就有人用来计算彗星和太阳系其他行星的运动，因为按照牛顿的理论，它们都无非是在作向太阳坠落的运动，发现计算结果与观测结果非常一致，而那些验证里面最激动人心的部分，则是完全运用牛顿三大定律和万有引力定律，通过计算而预测了暂时看不到的海王星和冥王星的存在。至此，牛顿力学取得了完全的胜利，人们对于使用牛顿力学来推测事物的运动具有了绝对的信心。也因此，人们开始利用纸笔来设计自己的探险，并频频以背叛大地为目的。
在1865年和1870年，法国闻名遐迩的科幻作家凡尔纳先后发表了《从地球到月球》和《环游月球》这两部作品，他通过计算在纸上完成了他的月球探险。他想到了牛顿很早就给出的一个建议，即如果使用威力足够强劲的大炮平射，就可以把炮弹发射到月球上去。为了获得象月球那样的运动，从而能够靠近月球，他的3位主人公也建造了一座巨大的炮，把一颗巨大的炮弹改装成自己的飞船，然后由巨炮把飞船发射出去，以期获得足够的速度。这个故事立刻流传到了全世界，迷住了无数对未来充满好奇心的人，其中就包括俄罗斯年轻而贫困的齐奥尔科夫斯基。
似乎上帝预先就知道了齐奥尔科夫斯基所具有的非凡的人类战胜自己宿命的野心，因此不断地对他加以惩罚，试图摧毁他的意志。他于1857年9月17日出生在俄国依兹汉斯科一个贫寒家庭，父亲是护林员，母亲是农民。10岁时他因患猩红热而失去听力，于是小学3年级后就不得不辍学。然而顽强的求知欲望促使他在家坚持自学，在5年内自学完了中学课程。同时失聪使得他习惯于独自思考，而不是和别的儿童一起玩耍。他利用简陋的材料给自己制作了很多玩具，包括根据书上一幅插图而制作的一台能够测量森林的三角观象仪。这种异乎寻常的动手能力对他将来完全依赖理论计算来进行宇航飞行的工程设计是非常重要的。
很自然地他开始对数学﹑物理和天文产生了特别的兴趣，特别是能够飞行的热气球令他异常神往，由于热气球常常面临破损的危险，他于是设想可以制造金属热气球，当然对于贫寒的齐奥尔科夫斯基来说，这些都只能是想想而已。
齐奥尔科夫斯基的父亲非常地了解和支持自己的儿子，到他16岁时，建议他前往莫斯科，申请进入莫斯科技术学院学习，以求深造，可是由于耳聋，加上没有任何文凭，无法进入大学成为正式的学生。幸好俄罗斯的图书馆并不拒绝任何人，于是他租了一间简陋的屋子，以图书馆为家开始了艰辛的自学之路。2年后，便自修完了高等数学等大学课程，同时对物理和工程的研究兴趣更加高涨，但是由于家里已经无法供养自己的自学生活，他只好搬到维亚特卡，以给人做家庭教师为生。
1878年，齐奥尔科夫斯基回到家乡以便照料多病的父亲，并考取了中学教师资格，进入一个县立中学教书，至此他才获得相对稳定的环境，以便全心进行他的个人研究。由于从小就具有的自由飞行的梦想，他把研究飞行力学理论作为自己最主要的研究主题。
人类对于飞行一直具有特别的情愫，也许是鸟的自由飞翔自古就令人羡慕，达芬奇就仿照鸟的翅膀设计过一种飞行器，不过由于对飞行力学一直缺乏成熟的理论，一直只能用生命来尝试各种飞行方案。后来由于人们学会了使用加热空气或氢气来制作热气球，才总算圆了飞行之梦，然后到1903年才发明使用机翼和螺旋桨的现代飞机。不过在这个19世纪末人类狂热追求飞行的时期，齐奥尔科夫斯基已经完全脱离了单纯的新技术发明者的境界，而成为了一个成熟的科学家，因此他对于人类的这个探索进程有着自己独立而清醒的认识，他选择了从基础理论入手作系统的研究，同时尽量争取实验的验证，而不是在缺乏理论的前提下盲目摸索。
1881年，他独立于19世纪最伟大的物理学家麦克斯韦尔提出了气体动力学理论，完成了《气体理论》一书，但他绝对不停留在纯粹的理论家上面，为了研究气流对飞行器的影响，开始他只有身披被单迎着大风飞跑，或者拽着风筝在乡间泥路上狂奔，为此还被人视为精神不正常。后来他依靠积攒微薄的收入，自费建造了俄国历史上最早的风洞，用于对自己的理论和自己所设计的各种飞行模型进行验证和试验。他甚至还极端超前地发明了自动驾驶仪。因此齐奥尔科夫斯基以最纯粹的做科学的方式，在最简陋的条件下，使得自己独步于当时航空飞行研究的世界最前沿。
齐奥尔科夫斯基的研究一开始就是非常系统的，同时对多种飞行方案进行探索。1883年他就在《空的太空》一书里面提出，在没有空气的空间，只能通过反作用力来进行太空旅行；在1884年他开始研究飞艇的飞行理论，得到很完善的理论结果；他还完成了一篇《生物机体力学》的论文，以考察生物体依靠自身飞行的能力极限；1885年他开始研制实际的金属气船，并制作了好几个比例模型，一偿童年夙愿；当各国飞行爱好者们正狂热地研制螺旋桨飞机时，齐奥尔科夫斯基把更多的精力投注到了宇航飞行，因为对他来说，在大气层里面依赖空气的飞行，他已经研究透彻，其目标也已经不过瘾了。
1898年他首次提出太空飞行需要用液体推进剂火箭发动机，到1903年，则在《利用喷气工具研究宇宙空间》这篇论文当中，提出了完整的火箭与液体推进剂理论，而当时世界正关注着第一架螺旋浆飞机的试制成功。
在发明火药不久，中国就发明了火箭，除了用于战争，更大量的是作用于娱乐的花炮，甚至在明朝还有人把大量花炮绑在座椅的腿上，然后一齐点燃，想飞到广寒宫去。可惜的是，古代中国人一直没有找到如何进行科学的力学计算的途经，这些可贵的探索，都只能泯灭在历史的黄纸碎叶当中。
而齐奥尔科夫斯基就幸运多了，他掌握了强大的牛顿力学，也知道如何运用微积分进行数值计算，从而使得他能够找到切实可行的飞往太空的方法。首先他排除了使用大炮来推进飞船的可能性，因为大炮对于炮弹的推进作用，只能在炮管的有限行程里面进行，这个推进过程无法使得飞船达到进入绕地飞行轨道的基本速度，而只能又掉下来。这个基本速度称为第一宇宙速度，约为8千米/秒，远远超过了声音的速度。计算表明，要想使得炮弹达到这个速度，除非炮管长达1公里！
齐奥尔科夫斯基认为唯一的推进手段只能是火箭。然后他又详细讨论了这样的火箭应该使用什么样的燃料，他的结论是应该用液体燃料，最好是用燃烧值大的煤油和液态氧。因为固体燃料跟花炮里面的火药一样，会一下子全烧光，很难控制，而液体燃料则可以通过喷注流量阀门的控制来控制火箭的喷射。
那么这样的火箭又需要灌注多少燃料才能够达到一定的速度呢？为此齐奥尔科夫斯基进行了严格的理论推导，得到一个有名的火箭公式，按照这个公式，火箭最终能够达到的速度与它喷射出来的气体的速度成正比，还和火箭起飞重量与燃料烧完后的火箭剩余重量的比值的自然对数成正比。而计算表明即使使用液氧和煤油，其喷气速度也只能达到4.2千米/秒，在这样的喷气速度制约下，再加上从地面起飞的火箭需要克服空气阻力，这样实际的火箭需要达到的第一宇宙速度为9.5千米/秒以上的速度，然后反过来求火箭起飞重量与燃料烧完后的火箭剩余重量的比值，需要达到11以上，这意味着推进剂应占火箭总质量的91%以上，这样的比值跟蛋清蛋黄所占整个鸡蛋的份量差不多，显然这样的火箭是无法制造出来的。
因此齐奥尔科夫斯基在1929年进一步得到结论说，宇航火箭必须使用多级火箭的结构，他称之为火箭列车，即每一级火箭喷射完毕，就必须抛掉，以减轻整个火箭的剩余重量，从而间接提高火箭的质量比。按照这个方案，不仅第一宇宙速度能够轻松达到，脱离地球轨道所需的第二宇宙速度11.2公里/秒，和能够飞出太阳系的第三宇宙速度16.6公里/秒，都可以达到！这就一劳永逸地解决了引力对人类的拘束，从而为从20世纪开始的人类宇宙活动打开了大门。
解决这个关键问题之后，齐奥尔科夫斯基以他工程师一样的细腻感，还向我们描述了他对于宇宙航行更加细微的设想，诸如宇宙飞船的构造设计，人必须穿着的宇航服等等，为了发挥自己神游太空的余兴，他觉得写科学论文不过瘾，于是还开始写科幻小说，向人们讲述他进入未来宇航时代的幸福体验。
齐奥尔科夫斯基在1883年就创作了第一部科幻小说《在月球上》，讲述人类离开地球，来到月球的奇迹。后来又写了一部科幻小说《在地球之外》，把大名鼎鼎的科学家，象笛卡儿、牛顿这些人都拿来当他的主角，似乎是为了回报他们开创科学的功绩，请他们同他一起来分享未来的宇航体验。
他想像着在21世纪，地球上居然消弭了战争，于是为人类的未来着想的科学家们在喜马拉雅山建造了火箭基地，制造出一种长100米，直径40米的纺锤形火箭飞船，当火箭发射时，一种宇宙枪喷射出气体，把20名船员载入环绕地球的轨道飞行。上升时巨大的超重作用把船员们紧紧地压在座位上不能动弹，而当火箭完成推进过程后，失重作用又使人们漂浮在空中。科学家们在飞船里面用极轻极坚韧的网建立了苗圃，种植蔬菜和水果。然后他们又来到月球，两位船员驾驶着月球车游览了月球，发现许多外型奇特的动物和植物。最后，火箭返回地球溅落在太平洋上。
齐奥尔科夫斯基的整个梦幻之旅，除了月球景象纯属臆造之外，都经过他严格的推导，与今天实际的登月飞行有着大量的惊人相似之处，实际上整个20世纪他的后继者们也正是沿着他指引的方向前进的：
1926年 3月16日，美国的哥达德点燃了第一支使用汽油和液氧的火箭，上升到了56米高度，速度则达到了每小时96公里。
1957年10月4日，前苏联把人类第一颗人造卫星扔到了环绕地球的轨道上面。
1957年11月3日，前苏联在发射的第二颗人造卫星上面，就迫不及待地放上一只名叫"莱伊卡"小狗，让它替人打前站。
1959年12月美国也把一只叫"萨姆"的恒河猴送到地球轨道。
动物实验完了，人也终于等不及了，在1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘坐"东方一号"飞船亲自来到了距离地面320公里的地球轨道，绕着地球兜了一圈，历时108分钟，再成功地返回地面。
从此人类上天的欲望再也不可抑制。1969年7月16日，美国"阿波罗11号"飞船，载着阿姆斯特朗，奥尔德林和科林斯三人在美国卡纳维拉尔角航天中心升天，经过75小时的飞行到达了月球轨道。然后阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱于7月20日在月面近海一角降落。整整逗留了二天之后，才恋恋不舍地离开月球回到月球轨道上的指令舱中，再返回地球。这个日子距离齐奥尔科夫斯基离开人世只有不到34年，而我们已经乘坐他为我们设计的挪亚方舟迈出了第一步。
下一步，我们将迈向火星；再下一步我们可能到太阳系边缘的海王星或冥王星的某个类地卫星上面找个短期落脚点；然后呢，我们将一脚迈出太阳系，只是目前我们还没有发现适当的目的地。不过到那时，依靠化学燃烧显然是不足以远行如斯，为此齐奥尔科夫斯基给未来的人们建议使用核燃料，他说：“总有一天，一吨重的火箭只要用一小撮镭就可以挣断与太阳系的一切联系”。确实，单位质量物质的核反应释放能量是化学能的108倍，因此目前科学家们正在紧锣密鼓地研制宇宙飞船上面合用的微型核反应堆，以便首先让探测器飞出太阳系，充当人类的前锋。
不过一旦走出太阳系，人类就再也不能得到齐奥尔科夫斯基的教诲了，因为来到太阳系外面立刻能够感到人类的极度孤独，离我们最近的比邻星都有4.3光年的距离！这样的距离依靠核能绝对是不够的，因为即使是以第三宇宙速度，要达到那里也得需要77710年的时间！所以目前我们只能设想，或许能够制造出光子发动机，使得飞出太阳系的飞船能够以光速向后发射光子，从而把飞船的速度提高到接近光速，这样飞4~5年再达到距离我们最近的恒星，还是可以忍受的，尽管那个恒星并不见得和太阳一样，拥有可供落脚的类地行星。
如何让挪亚方舟行驶到属于其他的恒星的地球上去，我们目前还没有一点线索，唯一拥有的，只是齐奥尔科夫斯基感染给我们的对于未来的乐观，毕竟我们还有50亿年的时间，只要人类没有中途自相残杀殆尽，在太阳熄灭之前，我们还应该有机会找到那艘把人类载到新地球的挪亚方舟。