内容提要

量子力学主宰着神秘的微观世界，与相对论并称为现代物理学的两大支柱。从应用的角度来看，它直接催生了半导体、激光等一系列关键产业，改变了人类的生活。从科学的角度来看，量子叠加和量子纠缠的本质、量子力学与相对论能否融合等前沿基本问题研究让一代代科学家前赴后继。时至今日，科学家仍在为之不懈探索。2016年8月16日，“墨子号”发射升空，作为世界首颗量子科学实验卫星，它将人类对量子相关理论及技术的探索扩展到了空间尺度，也让我国在空间量子通信领域完成了从并跑到领跑的跨越。

本书共5章，第1章带领大家走进神奇的量子世界，介绍量子力学发展历程及基本原理，为后续介绍“墨子号”的相关工作做铺垫；第2章讲述“墨子号”的诞生始末，重点介绍了科学家在地面做的一系列准备工作；第3章揭开“墨子号”的神秘面纱，前所未有地把“墨子号”的内部构成和工作原理详尽展示出来；第4章讲述“墨子号”的“好朋友”——地面站，以及它们合作完成的一系列重要科学实验；第5章着眼“墨子号”发射之后，梳理国际上的量子卫星发展前沿，以及我国对于空间量子科学实验的未来规划。

这是第一部系统、全面、细致介绍“墨子号”的图书，由打造“墨子号”的科学家团队和擅长科普的科技记者携手创作，用生动的语言讲述“墨子号”的相关知识，集科学性、知识性、趣味性于一体，适合对物理学和航天感兴趣的中小学生、大学生及大众读者阅读，有益于读者开阔视野、扩展知识面并培养科学兴趣。

感谢中国科学院任晖供图

专家委员会

吴伟仁

中国工程院院士、中国探月工程总设计师

潘建伟

中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长

王建宇

中国科学院院士、国科大杭州高等研究院院长

陆军

中国工程院院士、中国电子科技集团公司首席科学家

董瑶海

上海航天技术研究院科技委常委、型号总设计师

以下按姓氏笔画排序：

王大轶

北京空间飞行器总体设计部科技委主任、研究员

朱振才

中国科学院微小卫星创新研究院党委书记、副院长、研究员

杨军

中国气象局风云气象卫星工程常务副总指挥、工程总师、工程办公室主任

张哲

深空探测实验室科技发展部部长兼未来技术研究院副院长、研究员

张正峰

北京空间飞行器总体设计部嫦娥五号探测器总体主任设计师、研究员

陈文强

上海航天技术研究院科技委型号总指挥、研究员

彭承志

中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心研究员

本书编写组

以下按姓氏笔画排序：

王建宇　邓雷　印娟　朱振才　李力

张亮　陈友州　周雷　赵于康　骆贝贝

梅善德　曹原　彭承志　董雪　童娅

童璐　雍海林　蔡文奇　廖胜凯　潘建伟

系列书序

“秋七月，有星孛入于北斗”，早在公元前613年，哈雷彗星就被载入史书《春秋》中；而发现于莫高窟藏经洞经卷中的敦煌星图，更是被吉尼斯世界纪录认定为世界上最古老的星图之一。“冥昭瞢暗，谁能极之”，大约2 300年前，诗人屈原用长诗《天问》向浩瀚无垠的星空发问，表达了中华民族对自然和宇宙空间不懈的探索精神。

1957年，世界上第一颗人造卫星发射上天。1958年，毛泽东主席在中共八大二次会议上提出“我们也要搞人造卫星”，自此开启了我国人造卫星的探索之路。1970年4月24日，在酒泉卫星发射中心，中国成功地将自己的第一颗人造地球卫星送上了太空，响彻全球的“东方红”乐曲宣告中国进入了航天时代。

进入21世纪，我国载人航天、北斗、探月等重大工程相继实施。在通信卫星领域，“东方红五号”卫星平台首发星成功定点，带动了我国大型卫星公用平台升级换代，中国卫星研制能力跨越式提升。在遥感卫星领域，“高分”系列卫星相继发射，推动我国遥感卫星的空间分辨率迈进亚米级时代。在导航卫星领域，多颗北斗卫星交相辉映，北斗卫星全球导航系统组网完成，我国成为世界上第3个独立拥有全球卫星导航系统的国家。