爱因斯坦曾指出,未来科学的发展无非继续向宏观世界和微观世界进军。空间科学对宇宙、生命的起源与演化,以及基本物理规律进行探索,占据自然科学的宏观和微观两大前沿,是蕴含重大科学突破的前沿科学领域。2011 年 1 月 25 日,中国科学院启动空间科学先导专项,随后“墨子号”等 4 颗科学卫星正式立项。这意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战,走进颠覆性科技的“无人区”。
我国的量子科学实验卫星为什么取名“墨子号”?背后大有深意。众所周知,墨子是我国古代伟大的思想家,实际上他也是世界上最早期的科学家之一,有“科圣”之称。2 000 多年前,在几乎与希腊思想家德谟克利特创立原子论的同一时期,墨子也提出了原子的概念。墨子说:“端,体之无序而最前者也”,其中“端”是物质不能再分的最原始单位。墨子还说:“止,以久也”“无久之不止”。这句话的意思是,如果没有外力的作用,运动的物体不会停止下来。看到这里你有没有觉得很熟悉?这就是中学物理讲到的牛顿第一定律—惯性,任何物体都会保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态。在同时期的西方,另一位思想家亚里士多德还在错误地认为力是维持物体运动的原因。
不仅如此,墨子还做过一个和光学研究相关的有趣工作—小孔成像实验。简单来说实验是这样的:在一间小黑屋朝阳的墙上开一个小孔,人对着小孔站在屋外,屋内的墙上会出现一个倒立的人影。墨子解释说:“景到,在午有端,与景长,说在端”“景,光之人,煦若射……”,意思是影像倒立是因为光线交会处有一小孔,入射的光线会在孔中相交;光穿过小孔如射箭一样,是直线行的……
光恰恰是量子科学实验卫星开展实验的核心,关于量子的一系列研究都是以光子为载体进行的。中国科学家因此决定将这颗量子科学实验卫星命名为“墨子号”,一方面以此纪念墨子在我国科学方面所做出的贡献,另一方面以此体现我们的文化自信和科研自信。
--摘自《星耀中国 我们的量子科学卫星》