在牛顿第三运动定律中指出的作用力与反作用力，相信大家都是非常熟悉的了。在日常生活中，作用力与反作用力可以说是无处不在，比如说我们平常走路的时候，实际上就是我们的脚给了地面施加了作用力，然后利用地面提供的反作用力前进。

类似的例子还有很多，这里就不再一一列举了，时至今日，人类对反作用力的利用早已不是局限于地面上的行动了。其中最令人骄傲的就是，我们制造出了可以进入外太空的宇宙飞船，完成了自古以来人类就一直期待的飞天梦想。

我们都知道，宇宙飞船的动力来自于自身的火箭发动机，而且火箭发动机的推力也是来自于反作用力。于是一个让人困惑的问题就出现了，在地球的大气层里，火箭发动机向后喷气，空气就会给宇宙飞船提供反作用力，但是太空里没有空气，不能提供反作用力，宇宙飞船又是怎么前进的？

没有反作用力的真空环境中是如何利用喷气式发动机来推动飞船或者宇航员的？关于这个问题，我们可以用一个简单的实验来加以说明，下面有请这次实验的主角——小明出场。

现在小明穿上了溜冰鞋，并且站在光滑的滑冰场内，同时他的手中还有一个篮球。小明的实验目标是让自己移动一段距离，条件是只能利用手中的篮球传递给自己的力，而且篮球不能与其他物体接触。为了达到这个目的，小明是这样做的。

刚开始的时候，不管小明怎么挥舞这个篮球，他都无法移动，但后来小明忽然想通了，只见他将手中的篮球用力地向正前方扔了出去，不出意外的话，这时你就会观察到，在篮球被小明扔出去的同时，小明也在向后退行。

好的，现在实验做完了（小明同学你已经成功了，可以退下了），现在我们来分析一下这个实验结果告诉了我们什么原理。

牛顿告诉我们，只有两个独立的物体之间，才会产生作用力与反作用力，因此，当小明挥舞手中篮球的时候，实质上他和这个篮球可以看成是一个物体，那么小明当然无法从中获得反作用力了。而当小明扔出篮球的时候，小明和篮球就变成了两个独立的物体，根据牛顿第三运动定律，在这个时候，蓝球就会给小明一个反作用力，从而导致了小明向后退行。

同样的道理，因为太空里没有空气，不能提供反作用力，所以当宇宙飞船在太空中飞行时，宇宙飞船前进动力的来源就是，火箭发动机向后喷出的物质所提供的反作用力。为了方便理解，我们可以将宇宙飞船比做上述实验中的小明同学，而将宇宙飞船向后喷出的物质，比做小明手中的篮球，这样我们就可以很清楚地了解到，在太空中宇宙飞船是怎么前进的了。

我们利用这种方式进行推进的发动机，称之为工质发动机，它必须利用可以实现热能和机械能互相转化的工作物质才可以得到推力。我们可以看到，这种发动机需要携带大量的推进工质，这无疑是人类探索外太空的一个巨大的障碍。

所以科学家们都对无工质发动机相当感兴趣，对此，英国工程师罗杰.索耶（Roger.Shawyer）曾经提出了一种无工质发动机的模型，即电磁驱动装置（EmDrive），据称该装置可以利用大量的电磁波，在一个封闭的容器里产生动力。

电磁驱动装置因严重违反了牛顿第三定律而饱受质疑，然而奇怪的是，在实验过程中研究人员发现，这种装置的原型机似乎真的可以提供极其微小的动力。可以想象的是，如果该装置可以在宇宙飞船上得到有效应用，那么必定是人类航天史的一个重大突破。

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首先厘清一个概念，“喷气式发动机”一般指用于大气层的航空发动机，

但题目中明显指的是用于太空的发动机，用于太空的发动机通常称为“火箭发动机”。

两者的结构和工作原理是不同的，不过两者都是借助反作用力，都向外喷气。为了顺应题目，因此在本文中，我们用“喷气发动机”这一名词粗略地指代火箭发动机，有时也指航空发动机。

反作用力的实质和产生条件，反作用力的产生与是否真空无关。的确，反作用力必须产生于两个以上的物体之间，一个物体是产生不了反作用力的（当然也不会产生作用力，作用力和反作用力总是成对出现）。如果不借助外物外力，一个物体内部的力再大，也不会使物体相对外部运动。除非有物质脱离物体，这些物质就会成为另一个独立的物体，可以对原来物体施加反作用力。

真空中确实没有实物粒子可供借力，但处于真空中的物体可以自己不断向外抛射物质，这些被拋射的物质就会对物体施加反作用力。真空就是空间，本身并不提供反作用力，提供反用力的是这些处于真空中的物质，而不是真空本身，这些物质才是最重要的。

喷气发动机就是利用向外喷射燃烧后的尾气物质提供的反作用力，来推动飞船前进。当然，处于地球大气层的喷气式客机，除了借助向外喷射的尾气产生的反作用力，还借助大气层中空气的反作用力。

我们不妨把地球的大气层看作是存在着气体分子的“真空”，或者看作是真空中存在着气体分子等物质。不论是喷气式发动机向外喷射的尾气物质，还是空气分子，它们都可以看作是放置在真空中的物质。因此处于没有空气的太空中的飞船与处于大气层的喷气飞机一样，照样能利用反作用力，只不过太空中不能依靠空气，只能依靠火箭发动机喷射的尾气物质。这些物质当然都是火箭飞船自己携带的燃料产生的。

喷气发动机（火箭发动机）之所以携带能够高效燃烧且释放高能的燃料，是因为必须通过燃烧才能最终产生向外喷射尾气的动力。在拋射尾气的同时，获得了尾气提供的反作用动力，最终推动飞船和宇航员在没有空气的太空中遨游。