三、进入科研领域

有一天，一位同乡到莫斯科办事，受齐奥尔科夫斯基的父亲的嘱托，来探望他。同乡一见齐奥尔科夫斯基，不禁大吃一惊：与三年前的那个年轻人的模样判若两人，站在自己面前的是一个身着破烂衣衫、又黑又瘦、戴着一副高度近视眼镜的人。齐奥尔科夫斯基请同乡不要把自己的近况如实转告他的父亲，以免使父亲担心；但同乡回到家乡后，还是忍不住将他的实际情况告诉了他父亲。这时，父亲才知道以前儿子的来信说他生活得非常好完全是在安慰自己，所以十分心疼儿子的处境，于是便写信给他，要他回家来。

齐奥尔科夫斯基收到父亲的来信后，十分理解这是父亲的好意，加上自己已经快 20 岁了，也应该找个工作独立谋生了，所以他告别了朝夕相处三年的莫斯科、告别了图书馆、告别了费多罗科夫老师，回到了家乡。父亲亲自来到车站接他，后来他回忆亲人重逢时的情景说道：“父亲非常高兴，但又因为我的黑瘦而有些心痛。这很简单，因为在离家的三年中，我用掉了自己的全部脂肪。”

回到家后，齐奥尔科夫斯基就请父亲帮他找份工作，父亲让他再休息一段时间，他执意不肯，说自己已经是成年人了，应该自立更生了。父亲拗不过他，于是就帮他找了一份家庭教师的工作。工作以后，他对待教学勤勤恳恳、一丝不苟，丰富的知识使他讲起课来游刃有余、简洁明了；同时他也不斤斤计较钟点与报酬。所以，这位学识渊博、人品优秀的年轻老师受到了学生以及家长的尊重与欢迎。

在教学之余，他仍然坚持读书，阅读最新的科学杂志并继续各种实验。这时，他对飞行器理论的研究兴趣更加浓厚了。不久，年迈的父亲退休了，维持家庭生活的重担就责无旁贷地落到了齐奥尔科夫斯基的肩上。但他仍然挤出时间，以坚强的毅力按照自己制订的计划进行更深层次的自学。

1878 年夏，他家搬家到了梁赞省的省会梁赞市。就在这里，齐奥尔科夫斯基开始对能否发明一种升到大气层之外的仪器进行认真的实际研究。这个问题，在他之前还没有人进行过深入研究，因此能够参考的资料很少，绝大部分工作依靠自己独立钻研。通过研究，他意识到了外层空间航行的人员是处在“失重”的状态之中的，这同乘热气球在大气层内飞行完全不一样；因此，他设计了一台离心机（可绕转轴高速旋转的一种机械），利用它就可以在地面上研究星际航行中发生的失重现象。

在梁赞市生活一年多的时间里，齐奥尔科夫斯基深入研究了在无引力条件下的失重问题。从这段时期他所留下的手稿中，我们可以发现他已经萌发了许多有远见的思想，这些思想基础在若干年以后，最终奠定了关于星际航行的光辉理论。

1879 年，齐奥尔科夫斯基以校外考生的资格参加了教师职业考试，他顺利过关，并获得了光荣的教师称号。这样，他就成为了国家公务员，政府会为他安排一份工作。不久，他被政府任命为卡卢加省波罗夫斯克县立中学的数学与物理学教师。第二年，他与房东的女儿瓦尔瓦拉·沙柯洛娃结了婚。沙柯洛娃是个勤劳善良的姑娘，在未来的日子里，他对齐奥尔科夫斯基的各项研究都给予了巨大的支持。两个人始终生活在幸福之中。

任教以后，齐奥尔科夫斯基的生活很有规律。每天，他起床很早，通常在上课之前工作上两三个小时；在下课之后，批改完学生的作业，备完课的

下一项任务就是继续自己的科学研究。与当家庭教师时一样，齐奥尔科夫斯基对教学任务极为认真，尤其是各种科学实验做得特别出色，每当上实验课时，学生总是会被牢牢地吸引，这就激发了他们对学习的兴趣。但由于自身的残疾，他生性很孤僻，再加上为人正直，不喜欢当时公务员中风行的相互吹捧、大吃大喝的风气，因此引起了一部分同事的误解与嘲笑，称他是一人“怪人”。在自传中，齐奥尔科夫斯基这样回忆：“那时我没有接待过谁，也没有去拜访过谁，除了学校、家，其他什么地方也没去过。”

这种宁静孤独的生活使他有更多的时间与精力来进一步钻研科学。1881 年，他仔细研究了气体运动理论，并把自己的研究成果写成论文寄到彼得堡的物理化学协会。不过令他感到遗憾的是：他所进行的研究工作，在他以前就已经有人成功地完成了，只是因为他身处信息闭塞的县城，得不到足够的最新资料，因而也就无法了解别人最新的研究成果，所以重复了别人已进行过的工作。物理化学协会对于齐奥尔科夫斯基的这篇论文及其本人作了这样的评价：“这篇论文本身没能提出任何新内容，它的结论也不够完整，但是从论文中可以看出作者所具有的相当高的才华以及刻苦钻研的精神⋯⋯我们希望作者能尽可能多地了解最新研究成果，并继续研究下去。”

这次递交的论文得到如此的评价，是一件很令人扫兴的事，但齐奥尔科夫斯基并没有因此而气馁，反而更激励起他的钻研劲头。后来他回忆：“我作出的许多发现，都是人家比我早发现了的。但是，我还是应该充分肯定这些工作的意义，因为它们使我更加自信，并促使我得到新的成功。”不久，他又写出了第二篇论文《生物机体力学论》。这篇论文材料充分、论证新颖，得到了俄国著名生物学家谢切诺夫的良好评价。因此，在谢切诺夫的推荐之下，齐奥尔科夫斯基被选为物理化学协会的正式会员。

这种荣誉使齐奥尔科夫斯基沉浸在巨大的喜悦之中，但他也没有因此而停步不前。1883 年，他利用假期的时间又完成了一篇题为《自由空间》（指没有引力、没有空气阻力的宇宙空间）的论文。

在这篇光辉的论文中，他第一次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理，并绘制出了第一张宇宙飞船工作示意图。由于当时的理论认识与条件限制，齐奥尔科夫斯基所设计的这种宇宙飞船是球形的，由安装在舱内的大炮所产生的反作用力所推动，在发动机停止工作后，飞船在宇宙空间的位置依靠飞行舱中的两对转动的圆盘来改变。

同时，他还提出了另外一种宇宙飞船的设计方案。这种宇宙飞船的动力来自飞船贮存器中放出的气流而产生的反作用力。在论文中，他是这样叙述的：“让我们假设一只装满大量压缩气体的大桶，如果打开桶一端的活门，那么贮存的气流便会源源不断地从大桶中冲出来。这样，气流产生的气体弹性（反作用力）将会使大桶不停地运动。”在这里，齐奥尔科夫斯基所说的“大桶”，就是现代宇宙飞船最原始的雏型。

在写出这篇卓越的论文之后，由于受到研究条件的限制，关于星际航行问题的进一步探讨被暂时搁下了。齐奥尔科夫斯基新的研究课题是：设计出一种科学的、能在大气层中飞行的、可操纵的金属飞艇。