青欖君知道，各位爸爸媽媽這幾天肯定被這樣一條新聞刷了屏：中國發射了世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”！
家長們看了新聞後肯定和青欖君一樣，一羣烏鴉從頭頂飛過。這說的是啥啊? 這衛星上天干什麼?發射它對我們有什麼影響?
然而，大人都難以看懂的高科技，要是小孩問起來：爸爸媽媽，“墨子號”衛星是什麼啊?我想很多家長頓時就會傻眼，吞吞吐吐地回答一句:其實我也不太懂。
這麼尷尬的場面，家長們不用擔心！青欖君今天教你怎麼告訴孩子“墨子號”科學實驗衛星是什麼。
我國首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空
8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功地將世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空。
這將使我國在世界上實現衛星和地面之間的量子通信，實現我國信息安全和信息技術水平的跨越式提升。
目前，國際上還沒有一個國家將量子科學實驗衛星送入空間，我國首次發送第一顆量子科學實驗衛星，充滿了坎坷和險阻，但是經過科學家們和技術人員的共同努力依舊完成這項工程，讓我國躋身世界量子通信技術的前列。
這樣給孩子講量子衛星，清晰又明瞭
1“墨子號”第一個上天
中國是世界上第一個發射量子科學實驗衛星的國家，“墨子號”也是世界第一個被髮送到太空的量子科學實驗衛星，這樣世界“雙第一”的名譽，家長可以很驕傲地給孩子說我們國家對量子空間領域的科學研究又領先了世界各國一步。
2“墨子號”名字的來源
很多人看到“墨子號”這個名字非常好奇，爲什麼叫做“墨子號”呢?
難不成跟墨學創始人墨子有什麼關係？但他一個古代思想家，哲學家難不成還會和科技會拉上什麼關係呀?
不用懷疑，您猜對了，這個墨子就是墨學創始人墨子呦～
其實原來，墨子竟然早在戰國時期就在《墨經》中提出了“光沿直線傳播”的道理呢！看看他老人家是怎麼說的吧！“景到，在午有端；與景長，說在端。光之人照苦射，下者之人也高，高者之人也下。在遠近有端與於光,故景內庫也。”
尊敬的墨子先生不僅在戰國時代就提出了光是沿直線傳播的觀點，而且呢，並且還設計了小孔成像實驗。
這回的量子衛星之所以以墨子命名，正是因爲我國科學家認爲，他超前的思想奠定了光通信、量子通信的基礎。就像國外有伽利略衛星，開普勒望遠鏡一樣，以中國古代偉大科學家先賢的名字來命名全球首顆量子衛星，將提升我國的文化自信。
看來，我們國家的科學家真是用心良苦啊!
3“量子衛星”中的“量子”究竟是怎麼回事？
在電視上我們都看見過火箭帶着一串火尾巴衝上天際，然後衛星脫離火箭旋即在蔚藍星空外，一圈一圈地旋轉。然而，衛星上天后到底幹些什麼，我們卻一無所知，更別說給孩子講講這方面的知識了。這回“量子衛星”中的“量子”究竟是怎麼回事呢？
這說來就複雜了——在物理王國裏，量子理論是一個百歲的“幽靈”，愛因斯坦也曾被它的“詭異”所困擾。
在量子世界中，一個物體可以同時處在多個位置，一隻貓可以處在“死”和“活”的疊加狀態上；所有物體都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；兩個處於“糾纏態”的粒子，即使相距遙遠也具有“心電感應”，一個發生變化，另一個會瞬時發生相應改變……
是不是覺得很玄乎，不可思議呢。沒錯，就是這麼神奇！
說了這麼多，那麼“量子”究竟該如何定義呢？其實，其實世界上能夠弄明白高深莫測的量子到底爲何物的人沒有幾個，所以給孩子講量子的時候可以這樣說：量子就是一個物理量中不可連續的分割的最小最小的單元，比如“光的量子”就是光的單位。量子是構成物質的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小單元，不存在“半個光子”，同理，也不存在“半個氫原子”“半個水分子”等等。
正是由於量子具有這些不同於宏觀物理世界的奇妙特性，才構成了量子通信安全的基石。在量子保密通信中，由於量子的不可分割、不可克隆和測不準的特性，所以一旦存在竊聽就必然會被髮送者察覺並規避。
4我國爲什麼要發射量子衛星?
中國科學家們爲了發射這顆衛星真的是經歷了很多磨難，可謂是起早貪黑，不辭辛勞呀!
他們利用已有的天文觀測臺站，在雲南麗江、新疆烏魯木齊、青海德令哈、河北興隆建設了量子通信地面站。而量子隱形傳態實驗需要從地面向衛星發射光子，爲了避免大氣湍流的影響，空間量子隱形傳態實驗站建在了海拔5100米的西藏阿里。
五千多米的西藏高原呢，青欖君一想到，就頓時覺得呼吸難受，有馬上缺氧暈過去的感覺。
然而，科學家們還要繼續實現天地互動。這可不是一件容易的事啊，簡直比登天還難!
量子衛星的一個顯著特點是要對德令哈與麗江，或德令哈與烏魯木齊兩個光學地面站同時實現對準，星上的光軸與地面望遠鏡光軸要嚴格對準，用一個形象的比喻就是針尖對麥芒。
這顆衛星在人們的頭頂以約8公里/秒的速度飛馳，地面觀測站每次只能持續跟蹤幾分鐘。爲了讓穿越大氣層後光子的“針尖”仍能對上接收站的“麥芒”，爲了保證量子衛星與地面接收站間超高精度地瞄準、捕獲和跟蹤信息，科研人員從2012年起就做了各種實驗，包括用熱氣球來模擬空間探測器的振動、隨機移動和高度變化，用行駛的車輛上裝載的轉盤來模擬衛星的飛馳而過。
看得青欖君我心好累呀，國家費了這麼大的手筆花和這麼多的心力到底是爲什麼呢?
當下我們信息的傳輸主要是靠光纖來完成，但是攜帶量子信息的光子在光纖中隨着傳輸距離的增長，損耗越來越大。量子的信息攜帶者光子在光纖傳播一百公里之後大約只有1‰的信號可以到達最後的接收站，而光子穿過整個大氣層後卻可以保留80%左右的信息。
而且當今社會，信息的海量傳播背後也充斥着信息泄露的風險。而量子科學則爲信息安全提供了“終極武器”。傳統的信息安全都是依賴於複雜的算法，只要計算能力足夠強大，再複雜的保密算法都能夠被破解。量子通信能做到絕對安全，是由量子自身的特性所決定的，計算能力再強也破解不了，因此它是革命性的，可從根本上，永久性解決信息安全問題。
不說不知道，一說嚇一跳呀!
這樣看來，我國的這顆量子衛星是不得不發射呀!
5“墨子號”上天究竟幹些什麼?
目前，“墨子號”科學實驗衛星發射進入太空的主要任務是完成四大實驗任務——星地高速量子密鑰分發實驗，廣域量子通信網絡實驗，星地量子糾纏分發實驗，地星量子隱形傳態實驗。
這個是專業的說法，用簡單的話總結就是: “墨子號”的任務是驗證量子力學的有效性，和發展通信和加密技術。
量子理論誕生已有了百年，但是關於量子理論的檢驗一直都是在實驗室裏不斷地被重複進行。量子理論真的有物理學家說的那麼神祕詭譎嗎?“墨子號”科學實驗衛星發射上天后，將會一一地檢驗，解答這些類似的疑問。這就是“墨子號”的第一個任務。
一直說“墨子號”科學實驗衛星能夠給信息加密，保護信息的安全性，那它到底是怎麼個加密法呢?且聽青欖君慢慢道來：
6量子衛星未來怎樣影響我們的生活
很多家長都認爲“墨子號”科學實驗衛星的發射只是一個球體飛上了天，就像一個氫氣球不小心從手裏滑開，飛走了一樣。其實並不是家長們所想的那樣，“墨子號”科學實驗衛星的發射將在未來改變我們的生活。
“5年左右很多機要部門開始用，10年左右金融業、銀行等大機構開始使用，15年的時間或許走進千家萬戶。屆時，每個人的家裏、手機上或許都會有一個量子加密芯片，銀行轉款、電子賬戶等的涉密操作，都不用擔心被盜用或者攻擊。”領導研發量子科學實驗衛星的潘建偉給出了這樣一個量子通信技術普及的“時間表”。
這樣看來，將來量子通信的應用前景應該會涵蓋國防、金融、政務、科學研究等領域，它的應用過程也會像電話手機的普及過程一樣，將逐步進行，慢慢改變我們生活的方方面面。
7衛星的研製絕非一蹴而就
科學之路雖然在衆人看起來是光鮮亮麗的，其實它是一條非常坎坷的路。
2001年，31歲的潘建偉從歐洲回國，在中科大組建了量子信息實驗室。2003年，當大多數人仍致力於在實驗室內部的原理性演示時，潘建偉和同事們已經萌生了“天地一體化”量子通信網的初步構想，“量子科學實驗衛星”正是這個構想中的關鍵節點。
“工欲善其事，必先利其器”。圍繞這一遠景目標，潘建偉團隊開始了十餘年的技術積累。他帶領團隊在自由空間量子密鑰分發、量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗等方面不斷取得國際領先的突破性成果。
2005年，潘建偉團隊在世界上第一次實現13公里自由空間量子通信實驗，證實光子穿透大氣層後，其量子態能夠有效保持，從而驗證了星地量子通信的可行性。
隨後，他們又不斷創造“傳奇”：16公里自由空間量子隱形傳態、百公里級自由空間量子通信、星地量子通信的全方位地面驗證實驗……爲星地量子通信打下了堅實基礎。
經過十多年的發展，中國在量子通信領域已成爲名副其實的世界勁旅。而這十多年間，從構想、攻關、立項到突破，人類歷史上第一顆量子通信衛星終成現實。
各位爸爸媽媽，孩子的科學意識需要這樣培養！
潘建偉曾在歐洲留學時遇到一個80多歲的老太太讀過他在《自然》雜誌上刊發的一篇文章，並對量子信息，量子態印象傳輸非常感興趣。他非常感動，一個80多歲的老太太竟然一直保持着對科學的好奇和熱情，這實在難能可貴。後來，他在海德堡大學做手術時，也碰見一位護士知道他是研究量子科學的學者之後，主動請求他講解一些科學知識。
在國外，一個80多歲的老太太和一位工作辛苦繁忙的護士能夠對科學保持興趣的心，更何況是我們正在成長孩子，祖國的花朵呢?
所以，對孩子做科學意識刻不容緩！
那麼接下來我們就一起來看看怎麼培養孩子的科普知識吧!
1啓發探索，培養孩子觀察思考的能力
爲什麼牛頓能通過觀察蘋果落地，從而發現“萬有引力”？因爲這類科學家通常都善於觀察和思考，從而發現很多奇怪的自然現象和規律。
看似每個孩子都會觀察，但觀察不同於看到，而是要看到需要看到的東西。不僅要鍛鍊孩子觀察的敏銳度，更培養孩子從如何觀察單個物體或現象特徵，到如何觀察幾個現象的共同特徵，最後如何把自己的觀察與已有的觀察驗產生新的聯繫。
2分類概括，教孩子多角度多維度看問題
通過觀察，孩子們發現每種事物都有特點，但這時孩子的思維還是單向思維。在學習動物習性的知識時，孩子們通過嘗試來驗證自己觀察總結出來不同動物的共性特點。教師帶孩子們去發現不同動物的共性，對不同種類動物進行分類，幫孩子們建立分類概括思維。
3大膽猜想，培養孩子預測未知的能力
若干年前，誰也不知道大輪船能在水面飄起來，誰也不知道，飛機插上翅膀就能邀遊藍天，科學起源於猜想，應鼓勵孩子們進行猜想，創造性地思維。
在看似漫無邊際的猜想和預測中，孩子們不僅增長了見識，提高了興趣，也邁出成爲科學家的第一步。
4判斷推理，幫孩子養成嚴謹的思維習慣
通常，科學家不僅具有敏銳的觀察能力，根據已知預測未知的能力，還具有嚴謹的思考力，善於判斷推理。科學理念通常都不是老師直接告訴孩子，孩子們就像一個個“小科學家”，通過試驗、與課件互動，對科學現象進行觀察、判斷和推理，養成科學思維的好習慣。
