错过中微子和引力波，不再错过量子比特（下
  近日，央视综合频道和各省市电视台陆续播放了六集电视纪录片《辉煌中国》，广大观众在纪录片的第二集《创新活力》中看到了中国在科技创新领域取得的巨大成就。科技对中国经济增长的贡献率达到了百分之七十，科技创新作为第一生产力推动了中国经济、文化、社会生活方式的转变和进步，中央政府大力实施的创新驱动发展战略在最近的五到十年取得了显著成效，国外媒体将中国的科学创新能力排在了世界的前列，国内的民众实实在在地感受到科技以一种不可逆转、不可抗拒的力量日益改变了人们的交往和消费方式，比如：中国居民只要携带一部智能手机，就可以解决日常购物、出行、餐饮、娱乐的各种消费需求。高铁加地铁，航空加高速公路，电动公交加共享单车，中国人出行的效率和便捷性接近、甚至超过了发达国家。《创新活力》简略地介绍了中国在关键而重要的科技项目中所取得的突破性进展，中国科学在最近五年出现的一个突出变化是国家加大了对基础科学的资金和人才要素的投入，改变了过去那种重应用科学、工程科学，轻基础科学、前沿科学的倾向和做法。

  中国科学在“十三五”期间聚焦当今国际重大的基础科学领域，在超级计算机、载人航天、探月工程、量通讯、北斗导航、载人深潜、航空和海洋工程等诸多领域取得了跨越式的发展，为中国从一个经济大国转换为一个经济强国提供了坚强的科技支撑。国内外媒体已经将中国、日本、美国和欧盟列为“并驾齐驱”的四大经济、科技体，我们可以用经济学术语的“四架马车”来形象地刻画四大经济、科技体在当今国际舞台的份量和力量。在当今新科技革命浪潮的推动下，中国科技人员抢抓机遇，精心谋划，充分发挥了中国管理体制“集中力量办大事”的优势，在欧美国家“长期包办”的多个科技领域取得了赶超式的成果。拿“民间科学家”最为关注的相对论和天体物理学来，中科院将宇宙学列为“第一科学”，中科院空间科学研究院将宇宙的起源、黑洞、引力波和原初引力波探测、月球和火星登陆、太阳和太阳系行星探索等项目编入空间科学和宇宙学的前沿研究计划，已经发射和准备发射的空间探测卫星达到二十多颗，其中包括中科院和欧洲航天局联合研制的太阳风—磁层相互作用的全景成像卫星。本作者发现“民间科学家”关心的科学课题和项目恰恰也是中国、乃至世界科学家关注的，我们可以用哲学认识的“等效原理”来看待专业和业余科学家对研究对象、研究课题的共同关注，不必对民科人士提出的理论、观点和看法始终怀有一种嘲笑、讽刺和挖苦的态度，由于“广义测不准原理”的存在，我们既不能“包打天下”，也不能穷尽对自然学科的一切认识。

  中国科学家没有放弃太空望远镜的研制和发射，《辉煌中国》的第二集《创新活力》在展示中国科技的成果时，“一不心”地遗漏了中科院空间科学研究院在今年6月15日发射的“硬X射线调制望远镜卫星”，本作者甚至相信，民科人士对硬X射线探测卫星的关注程度甚至超过了中科院在2016年8月发射的全球首颗量通信科学实验卫星“墨号”，主要的原因是X射线探测卫星不同于量通讯实验卫星的功能，它能通过X射线辐射探测大质量黑洞和其它高能天体的性质，量通讯的实验可以在地面进行，而对黑洞和其它高能天体释放的硬X射线的探测只能在太空完成。X射线根据波长的大划分为两类，波长较短、能量较高的被称之为硬X射线，波长较长、能量较低的被称之为软X射线。像黑洞和中星、超新星暴和伽玛射线暴会发射不同波段的X射线，主要发出的则是硬X射线，由于X射线在穿越地球大气层时会发生严重的衰减，所以科学家需要将X射线望远镜发射到大气层以上的空间轨道。X射线望远镜、特别是硬X射线望远镜是科学家研究高能天体的重要工具，世界上只有少数几个国家掌握了这一探测技术，美国早在1970年就发射了第一颗X射线探测卫星，开创了高能天体物理新的研究方式。中国在今年第一次发射了硬X射线探测卫星，填补了在这一空间科学探测活动的空白，中国科学家在X射线天文学探测领域虽然起步晚，但是起点高，具备了迎头赶上的技术实力。

  中国发射的硬X射线调制望远镜卫星也能配合地面和未来的空间引力波探测活动，中科院和中山大学分别制定了引力波空间探测的“太极计划”和“天琴计划”，目前处于前期论证的阶段。LIGO国际合作团队已经发现了三次引力波信号，欧洲的引力波观测站近日发现了一次引力波信号，这些引力波信号是由两个中等质量的黑洞在碰撞和合并的过程中发射的，国际团队的科学家计算了黑洞合并事件的太空位置，但是，现有的地面和太空望远镜没有捕获到相应的天文信号，如果借助X射线太空探测器的手段，能够发现黑洞异常活动的迹象，那么科学家可以确定引力波的真实来源，这将极大地推动黑洞动力学的研究。为了观测和研究神秘的黑洞物理学、或黑洞天文学，科学家需要调用多种观测手段，硬X射线调制望远镜卫星能够在其中发挥关键的作用。目前，中科院空间科学研究中心除了发射硬X射线调制望远镜卫星以外，还发射了暗物质探测卫星“悟空”号，量科学实验卫星“墨”号，在今后的空间探测活动中还将发生地球物理、太阳物理探测卫星，实现空间探测卫星的多样化、组合化和序列化，美国和欧盟曾经在空间科学探测领域处于“带头大哥”的地位，新闻媒体时常播出旅行者号探测器飞离太阳系、卡西尼号探测器坠毁土星、新视野号探测器飞近冥王星的震撼性画面，现在，中国科学家不会缺席空间和天文科学前沿的探测计划，将会用一代又一代的太空探测器将遥远星空的消息带回地球。

  《辉煌中国》第二集《创新活力》透露了中科院在量通讯科学领域的最新动态，2016年8月16日，世界首颗量科学实验卫星“墨号”发射升空，2017年8月，潘建伟团队在国际上率先实现了千公里级的星地双向量纠缠分发，实现了千公里级星地高速量密钥分发，通过卫星中转实现广域量保密通信，这些成果标志了中国的量通信技术在国际上处于领先、优势的地位，为了在国际科学界上抢占量科技的制高点，成为量通讯科技领域的标杆和领跑者，国家的科研管理机构加大了后续的资金投入，准备建设大型的量计算和量通讯的实验基地，让中国科学家不仅在量通讯的理论研究和工程应用方面保持既有的先进性，而且在量纠缠和量引力的物理实验中开启新的路径。上个世纪的中叶，物理学家应用电和光、原的量效应开发了半导体、激光和超导技术，引起了“第一次量科技革命”，为加快人类信息社会的到来奠定了量科技的基础，近些年来，随着以“量比特”概念为核心的量计算和量信息技术获得了突破性进展，量计算机不再是一个概念化的产品，量科技革命的“第二次浪潮”即将席卷而来，尽管目前的量通信技术面临了许多不确定性的因素，处于早期开发应用的阶段，但是，中国科学家没有错失研制“量比特”信息技术的良机，挺立在世界量通信科技的潮头之上。

  （邓如山2017-9-29邮箱：deepmind_123@163.）

  (Wemissedthediscoveryofrinosandgravitationalwaves,thediscoveryandapplicationsofQuantumbit.)



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