這五個中國製造，肩負著探索宇宙的使命

從世界上最大的射電望遠鏡到世界上第一顆量子衛星，從中微子探測器再到超級計算機，它們肩負著各自的使命，探索著宇宙的奧秘。

1.天眼

「天眼」（FAST）是世界最大單口徑（直徑500米）的射電望遠鏡，耗資7億元，坐落在貴州省平塘縣克度鎮大窩凼群山環繞的天然喀斯特窪坑裡。「天眼」是由4450塊反射面板拼在一起組成的，是一個球冠狀反射面，像是一口巨大的鍋，攤開來有30個足球場那麼大。

作為世界上最大的射電望遠鏡，它能夠探測到137億年前的宇宙，也就是宇宙誕生1億年後發生的事情。天眼肩負著探索宇宙的使命，主要有如下科學目標：

2. 墨子號

2016年8月16日，世界上第一顆量子通信衛星「墨子號」從酒泉發射升空。作為未來一系列量子通信衛星的探路者，這是構建全球範圍內絕對安全的量子通信網路體系的第一步。墨子號有兩個目的：一是驗證量子力學的有效性，二是發展量子通信和加密技術。

更詳細的說，量子力學中最神秘的就是疊加態，而「量子糾纏」正是多粒子的一種疊加態。以薛定諤貓為例，如果兩隻貓處於糾纏態，那麼無論他們相距多遠，當其中一隻貓「死」的時候，另一隻貓必然是「活」的。這種跨越空間瞬間影響雙方的量子糾纏，被愛因斯坦稱為「鬼魅般的超距作用」，並以此來質疑量子力學的完備性。而「墨子號」的任務之一就是研究量子糾纏，並在空間尺度上通過實驗來檢驗量子力學本身的完備性。

另一個任務則是利用量子的特性發展一套不可竊聽的通信方式。量子衛星利用光的偏振特性來傳遞量子密碼，這要比傳統密碼安全的多，因為量子通信的密碼不是預先規定的，而是在通信的時候隨機產生的。量子力學可以保證這樣的密碼在傳輸的過程中不會被竊聽和破解。因為一旦有人想要竊聽這個密碼，光的狀態就會改變，因此接受者立刻就會發現，就可以馬上告訴衛星有人竊聽。

這次的量子通信衛星是人類第一次在天地之間進行量子通信。

3.天宮二號

作為」天宮一號「的繼任者，天宮二號於2016年9月15日發射成功。此次隨天宮二號上天的任務，涵蓋了微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測、空間環境監測、對地觀測及地球科學研究應用以及應用新技術試驗等八大領域。

這裡稍微介紹三個隨著天宮二號一起上空的任務：

空間冷原子鐘：天宮二號攜帶了上海光機所研製的」空間冷原子鐘「，相比於之前太空運行的最高精度300萬年誤差1秒的熱原子鐘，這隻冷原子鐘將時間精度提升了10倍，是目前最高精度的原子鐘。「空間冷原子鐘」可以在太空中對其他衛星上的星載原子鐘進行無干擾的時間信號傳遞和校準。另外，空間冷原子鐘還可以測量引力紅移。根據廣義相對論，在天上的原子鐘和地面的原子鐘時間的流逝會不一樣。如果它們都很準確，通過比較時間相差多少，就可以測量引力紅移。

天極望遠鏡：是搭載在「天宮二號」空間實驗室上的伽瑪射線偏振探測儀。其主要科學目標是探測研究遙遠宇宙中突然發生的伽瑪射線暴現象，並在國際上首次對伽瑪暴的偏振性質實現高精度、系統性地測量，從而深入地研究恆星演化、黑洞形成以及伽瑪暴爆發的物理機制。

擬南芥和水稻：「天宮二號」還將在太空中人工光照實現高等植物（擬南芥和水稻）的培養實驗，探索在太空環境中如何控制植物開花結種的技術和方法，為建立保障人類長期空間生存所必須的生命生態支持系統奠定基礎。

4.大亞灣中微子實驗室

位於中國大亞灣中微子實驗成立於2006年，大亞灣核電站有6個核反應堆，而中微子實驗有3個地下實驗室。3個實驗室中共有6個反中微子探測器，每個都包括20噸的液體閃爍劑，被光電倍增管和屏蔽包圍。其中有3個探測器較遠，3個較近。

反中微子與液體閃爍劑作用會發出閃光，並被光電倍增管記錄。科學家現在知道中微子至少有三種，或稱為「味」，當它們在飛行的途中，中微子的味會發生轉變，即所謂的中微子振蕩。大亞灣的任務是探測中微子振蕩。就像中微子，反中微子也會發生味的轉變。科學家試圖找出近探測器和遠探測器探測到的反中微子數目的區別，因為它們在飛行的過程變味了，這樣就可以測量反中微子的「消失」率，從而計算出混合角 。2012年，實驗室宣布他們發現了中微子的第三種振蕩，並測到振幅sin22θ13 = 0.092（信號顯著性為5.2倍標準偏差）。大亞灣中微子實驗團隊「因中微子振蕩的基礎性發現和研究，揭示了超越標準模型的新前沿」而獲得2016年基礎物理學突破獎。

5.神威·太湖之光

中國自主晶元製造的「神威·太湖之光」取代了「天河二號」成為了世界上最快的超級計算機，是世界首台峰值運算速度超過十億億次、並行規模超千萬核的劃時代的新型超級計算機。

「神威?太湖之光」應用領域涉及天氣氣候、航空航天、生物醫藥、新材料、新能源等等，未來也可用於對宇宙進行模擬，揭示宇宙的演化進程等等。基於「神威?太湖之光」完成的應用「千萬核可擴展大氣動力學全隱式模擬」，一舉拿下了2016年度「戈登?貝爾」獎——該獎被稱為高性能計算領域的諾貝爾獎。

未來，我們或許還可以期待中國建造巨型對撞機，將對基礎物理學做出巨大貢獻。