量子卫星（资料图）

　　世界首颗量子科学实验卫星将于8月中下旬择机在酒泉卫星发射中心发射升空。目前，这颗卫星发射前准备工作已经基本完成。15日，记者从中科院获悉，我国即将发射的全球首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。

　　为何被命名为“墨子号”？

　　“关于这颗卫星的命名，我们考虑了好久。”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士说，最终命名为墨子，缘起于已故著名教育家、中国科学技术大学老教授钱临照。

　　据了解，钱临照作为老一辈光学、科技史研究者，早年对墨家经典著作《墨经》有过深入研究，发现其中有不少与现代科学知识相通的记载，比如墨子在《墨经》中提出的“光学八条”。

　　“墨家逻辑是全球三大古老逻辑体系之一，而逻辑体系是科学的基础。”潘建伟说，墨子在两千多年前就发现了光线沿直线传播，并设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。

　　“就像国外有伽利略卫星、开普勒望远镜一样，以中国古代伟大科学先贤的名字来命名全球首颗量子卫星，将提升我国的文化自信。”他说。

　　量子通信是什么？

　　量子世界中存在一种类似“心电感应”的现象，即量子纠缠。就好比有些双胞胎，虽然哥哥在北京，弟弟在上海，当哥哥特别高兴时，弟弟也会特别高兴；而哥哥特别痛苦的时候，弟弟也会特别痛苦。

　　量子纠缠是指在微观世界里，有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系，不管它们相距多远，只要一个粒子状态发生变化，另一个粒子状态也会发生相应变化，即两个或两个以上的稳定粒子间会有强的量子关联，但为什么会这样？科学家们直到今天还没搞清楚。

　　实验已证明，具有纠缠态的两个光量子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化。量子保密通信就是利用这个特性实现的，即基于量子纠缠态的理论，通过量子密钥传输和量子隐形传态的方式实现信息传递。

　　其过程如下：事先构建一对具有纠缠态的光量子，将这对光量子分别放在通信双方，把具有未知量子态的光量子与发送方的光量子进行联合测量，则接收方的光量子瞬间变化为某种状态，这个状态与发送方的光量子变化后的状态是对称的，然后把联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对变化的光量子进行幺正变换（相当于逆转变换），就可得到与发送方完全相同的未知量子态。

　　量子通信的关键要素是量子密钥，用具有量子态的物质作为密码。在传递信息的过程中，量子密钥一旦被截获，其自身状态会立刻发生改变，截获量子密钥的人只能得到无效信息，而信息的合法接收者也能立刻察觉，直到一把新的密钥安全无误地被接收。

　　量子卫星有啥任务？

　　在实现天地光学设备对准之后，卫星将执行三个任务，其中主要任务就是量子保密通信即是卫星和地面之间的安全通讯。

　　据了解，传统的通信加密和传输安全都是依赖于复杂的算法，但是只要对方的计算能力足够强大，再复杂的保密算法都能够被破解，所以都不能够做到绝对安全。量子通信能做到绝对安全，是由量子自身的特性所决定的。作为光的最小颗粒，单个的光量子在传输信息的时候具有测量不准、不可克隆等性质，这些特性构成了量子通信安全的基石。“量子保密通讯的这种手段，原理上都是无条件安全的，哪怕计算能力再强，也是破解不了的，所以从这个角度上讲，它就是一种革命性的技术。”

　　墨子简介：

　　墨子，公元前480年～公元前390年，名翟，鲁小邾国人（今山东省滕州市人）。战国时期著名的思想家、教育家、军事家、社会活动家，也是先秦诸子中唯一的自然科学家，墨家学派的创始人，并有《墨子》一书传世。其主要思想史兼爱、非攻、尚贤、尚同、节用、节葬、非乐、天志、明鬼、非命十项。

　　墨子与几何光学

　　《墨经》中记载的许多几何光学知识是很有价值的，几个“光线直进定律”的例证很有说服力。

　　（1）“景二。说在重”。（《经下》） 这是说，一个光体发出的光线被不透光物体遮住形成“本形”和“副影”两个影子（景，同“影”），原因在于影子重复。

　　这里，说明由光成影之理。由于发光体包含许多发光点，光线又沿直线传播，自然生成多层物影。这些物影的相重和相差就形成了浓黑的“本影”和模糊的“副影”，这就是所谓“影二”。

　　（2）“景到在午有端，舆景长。说在端”。（《经下》）这是说，物影之所以倒立（到，同“倒”），在于发光体发出的光线的交点（午，交叉），恰巧就是隔屏上的小孔（端，点，此指“小孔”）。光体和照壁距离交点的长短，关系到（舆，通“预”，此指“关系”）倒影的大小。成倒象的关键是隔屏上的孔极小。

　　这里，说明小孔成象之理（虽然《墨经》讲的不是成象而是成影，但道理是完全相同的）。由于屏孔极小，光线沿直线传播，所以物体必成倒立之象。

　　（3）“景不徒。说在改为。”（《经下》）这是说，飞鸟的影子在某一瞬间是不动的。为什么飞鸟的形看上去又在活动呢？其原因在于：鸟在飞行过程中，前后瞬间的影子接连更新着，并且依次变动其位置，造成了我们视力上的错觉。

　　这里，解释鸟影动与不动的辩证关系。就某一瞬间而言，鸟影是不动的，因为光线沿直线行进，照到鸟的身上，被鸟体遮住，生成鸟影。就某一过程而言，鸟影又是动的，因为鸟在飞行过程中，前一瞬间光线被鸟体遮住出现影子的地方，后一瞬间就有光线照射；前一瞬间在这里生成的影子消失，并且在稍前一点的地方生成新影。如此连续不断，前后两瞬间足够短，前后两影的投落处足够近，当人们的视力不能分辩这些单个的、不动的影子的时候，就觉得鸟影也在运动了。

　　用物影生成、小孔成象和瞬间鸟影不动三个例子来说明光的直进定律——光线（在同一种均匀媒质中）是直线传播的——是十分有力的。

　　过去，人们总是说“光线直线传播”的记载应该归功于欧几里得。但欧氏关于光线直进的记载，只是一种主观的叙述，并不是由观测实验得来。《墨经》中的记载则不然，它是从观察外界事物并对这些事物进行客观分析得来的。因此，这些记载是合乎辩证唯物规律的。如前所述，欧氏大约比墨翟迟一百年，因此，可以这样说，最早研究几何光学的是中国人。（综合 央视新闻 新华网 重庆商报）