能如鳥一樣在天空飛翔是人類的夢想。史前時期，人們仰望天空，目光追隨空中翱翔的飛鳥，觀看日月星斗的運(yùn)轉(zhuǎn)，云層翻滾的自然美景。人類向往離開地面自由飛翔的夢想見于神話傳說和宗教形式。中國最早記錄是大舜帝年幼時曾身穿羽毛服裝逃脫追捕者，人類大部分神話傳說和宗教故事都廣泛存在神仙飛天的場景，中國最著名的神話故事，《封神榜》和《西游記》中這種故事是最經(jīng)典的。
 

2000年前的中國人就發(fā)明了能飛物體風(fēng)箏。據(jù)說魯班用木頭和竹子制作了一個會飛的喜鵲，飛了3天。推測這種飛翔物就是一只風(fēng)箏。中國古代還有一個能飛的玩具，是一種木制紡錘，一端插羽毛，當(dāng)拋出下落時，能迅速旋轉(zhuǎn)使其緩緩垂直落地。這正是今天直升機(jī)飛行的基本原理。歐洲文藝復(fù)興時期最著名的意大利科學(xué)家達(dá)芬奇，在其筆記中留下許多關(guān)于飛行的資料。他設(shè)計(jì)了一種彈簧驅(qū)動的帶螺旋線的直升機(jī)模型。他曾經(jīng)進(jìn)行了熱氣球升空試驗(yàn)和金字塔形狀的降落傘裝置。
 

一般認(rèn)為，1766年英國物理學(xué)家亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)的氫氣。其實(shí)早在16世紀(jì)，瑞士著名醫(yī)生帕拉塞斯就描述過鐵屑與酸接觸時有一種氣體產(chǎn)生，許多著名化學(xué)家都研究過這種氣體，但都沒有非常全面了解。17世紀(jì)時，比利時海爾蒙特曾偶然接觸過氫氣，但沒有把它分離收集;波義耳雖偶然收集過氫氣，但并未進(jìn)行研究。他們只知道這種氣體可燃，此外就很少了解;1700年，法國藥劑師勒梅里在巴黎科學(xué)院報(bào)告上也提到過氫氣。1766年，卡文迪許發(fā)現(xiàn)氫氣燃燒能生成水的特征，法國化學(xué)家拉瓦錫重復(fù)了這一現(xiàn)象，并根據(jù)這一性質(zhì)將該元素命名為“hydrogenium”(“生成水的物質(zhì)”之意)。
 

13世紀(jì)英國哲學(xué)家羅杰·培根提出空中航行的假說。認(rèn)為理想中的飛行器應(yīng)該是體積非常大，中間空的金屬球，重量要足夠小，這樣可以借助空氣密度維持在空中飛行。培根根據(jù)空氣也能像水給魚提供浮力一樣給飛行器提供浮力的想法。培根的這一思想思想和浮力有關(guān)，浮力理論是早他1500年的阿基米德提出來的。浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體豎直向上托的力叫做浮力。浮力產(chǎn)生的原因是浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差。
 

根據(jù)氫氣浮力大的特點(diǎn)，卡文迪許對培根的氣球飛天假說提出了更具體設(shè)想?？ㄎ牡显S對氫氣有比較全面了解，卡文迪許根據(jù)氫氣密度非常小這個性質(zhì)，在1766年提出用氫氣作為氣球填充氣能制造出升空的氣球，能給人類提供一種飛行工具。
 

雖然卡文迪許根據(jù)浮力氣球理論建議用氫氣為載體，但載人飛行最早成功是利用熱氣球，空氣加熱密度會下降，這樣浮力超過氣球重力就可在空氣中上浮。人類航空史的先驅(qū)法國人Montgolfier(蒙特哥菲爾)兄弟兩個是實(shí)現(xiàn)熱氣球載入的關(guān)鍵人物，他們最早利用熱氣球成功飛天和載人。蒙特哥菲爾兄弟是成功富有商人，也是最早研究氫氣球的人。根據(jù)卡文迪許的理論假說，氫氣浮力很大的特征被發(fā)現(xiàn)后，他們對氫氣進(jìn)行了認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和前人對氫氣的描述類似，使用紙袋子采集氫氣時，氫氣很快從袋子內(nèi)泄漏。換用高級絲綢袋收集氫氣，也以失敗告終。今天我們都知道，用紙張和絲綢收集氫氣就好比竹籃子打水一樣。后來他們放棄了用氫氣球，換成用熱空氣升空并取得成功。蒙特哥菲爾兄弟是利用自家財(cái)富搞研究，純粹是興趣使然。
 

同一時期法國科學(xué)院正支持年輕官方物理學(xué)學(xué)家Jacques-Alexandre-César Charles(查理定律提出者)開展熱氣球升空的研究。查理的想法是使用氫氣，當(dāng)時氫氣還沒有名字，叫易燃?xì)怏w。查理制作了一個直徑3.65米(27立方)的氣球。為了獲得足夠多氫氣，他使用226公斤硫酸和450公斤鐵粉進(jìn)行反應(yīng)(土豪)。經(jīng)過反復(fù)嘗試，在1783年8月27日查理制成氫氣球，并在巴黎無人升空到1000米。
 

查理氫氣球升空，當(dāng)時美國駐法國大使富蘭克林也在現(xiàn)場，當(dāng)一位懷疑者說，“有意思，可有什么用?”，這位美國大使氣憤地大聲反駁“剛出世的嬰兒有什么用!”。
 

一小時后，查理氫氣球在24公里外巴黎郊區(qū)熱內(nèi)塞村的田野降落。受到驚嚇的法國農(nóng)民用各種武器對這個氣球發(fā)起攻擊，導(dǎo)致氣球被完全破壞。人類第一個氫氣球，竟然是這個尷尬的結(jié)局。
 

蒙特哥菲爾兄弟熱氣球成功飛天被廣泛傳頌，法國國王路易十六知道后，邀請他們到巴黎凡爾賽宮表演。1783年9月19日，法國國王路易十六攜王后瑪麗·安東尼特親率大批文武官員來到凡爾賽廣場，觀看熱氣球表演，10多萬巴黎市民聞訊后也涌入廣場。蒙特哥菲爾兄弟在氣球下面吊了一個籠子，籠內(nèi)放入一頭山羊、一只鴨子和一只公雞。蒙特哥菲爾兄弟往熱灶里添加了羊毛和干草，灶中噴出了一股股熱氣和濃煙，使這個色彩美麗而奇特的大氣球鼓了起來。上午10點(diǎn)，熱氣球連同掛在籠子里的3位“乘客”升空了。氣球上升到500米左右的高空，飛行了8分鐘，3位籠內(nèi)的“乘客”在大約5公里以外的巴黎郊外降落。山羊迫不及待地跳出籠子大嚼青草，鴨子昂首闊步、神采奕奕，只有公雞遭受了小小的不幸：氣球著陸時它的胸受了點(diǎn)兒輕傷。表演成功后，廣場上一片歡騰，路易十六將圣米歇爾勛章授予了兄弟倆。從那時起，這種熱氣球便有了名字——“蒙特哥菲爾”氣球。
 

1783年11月21日，蒙特哥菲爾兄弟再次將他們精心制作的熱氣球在巴黎市中心放飛，飛行時間25分鐘，創(chuàng)造了人類首次升空的歷史。首次人類升空有2名乘客，分別是醫(yī)生Pilatre de Rozior(皮拉特·德·羅齊爾)和軍官，德·羅齊爾醫(yī)生是化學(xué)家，非常善于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的表演和演講。其中一個非常拿手的表演就是在介紹氫氣的時候，他深吸一口氫氣然后呼出后點(diǎn)燃。這說明，200多年前人類飛天第一人法國醫(yī)生德·羅齊爾曾經(jīng)多次吸入過氫氣。如果先生天堂有知，今天氫氣吸入成為一種醫(yī)療方法，他一定會為自己是最早吸氫氣的人而再次自豪。
 

不過就在蒙特哥菲爾兄弟的熱氣球成功后10天的1783年12月1日，查理的氫氣球也在巴黎上空親自駕駛成功飛行，這次飛行除了查理外還有另一名乘客。飛行吊籃內(nèi)有衣服、食物、壓力表、溫度表和壓重沙袋，下午3點(diǎn)從Tuileres公園升空，2小時隨風(fēng)飛行43公里。乘客離開后查理決定一個人再次升空，這次的高度達(dá)到2750米。他體會到高空的刺骨低溫和下降時耳朵疼痛。
 

此后，法國和英國等歐洲國家出現(xiàn)一股氣球升空探險熱潮，非常令人意外的是，2年有很多次飛行，竟然沒有一次導(dǎo)致死人的災(zāi)難事故。直到1785年，人類第一個飛行員德·羅齊爾，也可能是人類第一吸氫氣的人。為了能再次獲得第一而聞名于世，他不顧勸告，制造了一個熱氣氫氣混合球，就是把查理的氫氣球和蒙特哥菲爾兄弟熱氣球結(jié)合起來。利用氫氣的強(qiáng)大升力，結(jié)合熱氣球的浮力調(diào)節(jié)靈活性，實(shí)現(xiàn)更高的飛行目標(biāo)。這一想法簡單粗暴，帶著可燃?xì)怏w和火種上天飛行，顯然是有巨大燃燒風(fēng)險的愚蠢行為。1785年夏天據(jù)目擊者說，當(dāng)?shù)?middot;羅齊爾和氣球升到1000米高度時，他操作火籃時突然出現(xiàn)藍(lán)色火苗，隨后一聲沉悶爆炸，吊籃拖著長長的煙霧和絲綢碎片直接落地，德·羅齊爾和乘客當(dāng)場死亡。羅齊爾犯了低級錯誤，并為這一錯誤付出生命代價，他不僅是人類第一飛行員，也成為第一個空難事故死難者。
 

氫氣球雖然不是人類第一個升空的動力，但是人類探索飛天過程中非常重要的思想動力，因?yàn)闅錃獾陌l(fā)現(xiàn)者卡文迪許提出的氣球升空原理，就是根據(jù)氫氣這種氣體密度小提出來的。后來人們利用空氣加熱提供的浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氫氣。但受當(dāng)時氫氣制造難度大，一般的氣球材料無法密封保留氫氣，制約了氫氣球的發(fā)展。盡管如此，查理的氫氣球載人也只落后了10天，而且他的飛天顯然有更嚴(yán)密的研究觀察內(nèi)容，也顯得更加從容。如此看，氫氣對人類實(shí)現(xiàn)飛天夢想，確實(shí)發(fā)揮了極其重要的作用。