追光的人——记中国科学院院士、中国科学院大学杭州高等研究院院长王建宇

人物名片：王建宇，1959年生于浙江宁波，中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员、中国科学院大学杭州高等研究院院长。

他是一名光电技术专家，长期从事空间光电技术与系统研究，主持国际首颗量子科学实验卫星“墨子号”系统的设计和研制，攻克星地量子实验中光束对准、偏振保持、单光子探测等多项核心技术难题，保障星地量子密钥分发、纠缠分发和地星量子隐形传态等科学实验的完成。

王建宇先后获国家技术发明奖二等奖2项，国家科技进步奖二等奖1项、三等奖1项，中国科学院杰出成就奖2项，省部级科技进步奖一等奖多项，并获2023年度“钱学森杰出贡献奖”。

王建宇头发全白了。商业航天热潮翻涌的这几年，年近七旬的他奔波于实验室、讲台、生产线，日程比身边的年轻人还满。他说，事情归根结底，不过是基于空间光电技术，换了一处场景、再向前的一步。

“对技术的追求、对技术使用的追求，无止境。”回望来路，这串脚印包括：国际首颗量子科学实验卫星“墨子号”工程常务副总设计师兼总指挥、我国首颗空间引力波探测实验卫星“太极一号”工程总师，再到创办企业，实现异轨星间激光通信，首次完成跨星座、跨轨道、跨厂商建链通信，打破国内跨系统星间数据传输壁垒。

“王建宇”三个字，几乎与空间光电探测领域的一次次“从0到1”绑在一起。头衔越攒越多，他反倒越不爱提。在中国科学院大学杭州高等研究院的新生开学第一课上，他的PPT首页只署三个字：研究员。

在“放轻松地聊一聊”的两个多小时里，王建宇鲜少提及自己的高光时刻，更多谈的是失败、迷茫，以及那些豁然开朗的瞬间，那些漫漫人生路上撞见的科学之美、自然奥妙。

100次失败，101次重建

地面上的机器坏了，可以拆开、返厂、重装。而卫星离地几百公里，要尽可能把问题挡在地面。王建宇说，航天还有窗口期，一拖就错过。遇到难题连崩溃的工夫都没有，只能限时、限刻解决。

外行看火箭腾空、卫星入轨；内行知道，最险的垭口其实在有效载荷——卫星上真正“干活”的部分，不只“好用”，还要“管用”。实验室摆着的那只真空罐，让王建宇想起“嫦娥一号”的星载激光高度仪。彼时我国激光器从未上过天。地面测试一切正常，一进真空罐就出问题。真空带来的失重、温差剧变、大能量冲击，无一不是拦路虎。

2016年6月，“墨子号”通过出厂评审。启程前最后一次测试，一台激光器能量突然掉了20%。有人说80%也够用，“走吧，专列等着呢”。王建宇没让步：“做工程可不能止于99%。”他扛住压力、步步排查，最终锁定症结：既非设计缺陷，也非器件问题，而是装配过程中残留的应力让光路偏移。设计寿命2年的“墨子号”在2个月后发射升空，硬是工作了9年7个月，直到今年年初才结束在轨工作。

2025年小年将近，“蓝碳一号”A星——这枚承载着浙江海洋碳汇监测使命的首颗卫星，终于走到了发射前最后测试的关口。负责载荷调试的年轻工程师只要测出一点偏差就急得坐立不安。王建宇安慰他：“成功，往往就在于再坚持一下的努力之中。恨不得把设备砸了的时候，再坚持一下，就离成功不远了。”

36年间，在一次一次“挺一挺”中，王建宇越来越清楚：航天工程注定艰难，办法却也简单——发现问题、应对它、找到答案。

2022年，王建宇入局商业航天，创立星遥光宇（常州）科技有限公司。谈及此，无论是他本人还是团队，话里都没有“困难”二字，只有“发现问题、再解决问题”。卫星越发越多，“星—星”对话成了星座能力的关键。同一轨道面内激光通信技术已成熟，硬骨头在异轨对接：相对运动更快、捕获跟踪更难、链路时刻在变，还得跨厂商、跨系统互通。

市场开门见山：“性能要比肩美国SpaceX‘星链’，速率连地面5G都不如的，不要。”王建宇第一反应是“这怎么可能”，星链在轨激光链路已是100Gbps级别，而当时我国在轨验证还停留在10Gbps。跟瞄精度、热控、调制解调几乎都要推倒重来。可市场只认一条：便宜又好用。团队又一次带着问题进实验室：精度不够提精度，功耗太大压功耗。2025年，星遥光宇研制的T2型异轨星间激光通信载荷在轨实现国内首次跨星座、跨轨道、跨厂商激光建链，3000公里距离跟踪精度优于2微弧度、零误码，把100Gbps最费劲的“对准”与“稳定”提前走通。

这份性情，他归因于自己“从小到大经历并不出彩”：作为恢复高考后第一届大学生，第一志愿是应用数学，却被杭州大学物理系录取；读研时恰逢出国潮，但阴差阳错没留成学，埋头扎进一个又一个国家任务。“既然接受了任务，我就认真做下去。”王建宇说，走到今天，靠的无非就是踏实、坚持与责任心。

敢于从0开始

王建宇团队的实验室，白墙贴着白板，不宽的过道也挤着几块活动黑板，布满各种公式、抛物线。但他们常去的“办公室”是青海、西藏这些空气干净、人烟稀少、电磁干扰小的地方。

“和去旅游相比是天差地别。”王建宇眼中的青海湖是这样：海拔3200米的高处，风从湖面刮来，吹得帐篷哗哗响。他攥着记录本蹲在接收设备前，等20公里外的模拟光信号——热气球悬停在几十米高的夜空，带着发射设备，摇摇晃晃模拟卫星的随机漂移、姿态起伏。这是“墨子号”发射前，团队给自己出的难题。

时间回到2005年，中国科学院院士潘建伟团队实现13公里自由空间量子纠缠分发，证明光子能穿透等效大气厚度而不失纠缠。潘建伟去敲王建宇的门：“建宇，我想把量子实验搬到天上。这事全世界没人做过，我们做了就是国际领先。”

一个做量子物理，负责出题：要做星地量子密钥分发、千公里级量子纠缠分发、地星量子隐形传态，验证量子力学那套超距作用；一个做光电工程，负责解题：光子怎么发得出去、怎么瞄得准、怎么接得回来。两人一拍即合。

不同于常规“星—地”通信用微波，他们要发的是光子：卫星掠过中国上空只有几分钟时间，地面站得精准接住，而且还要实现“一星对两站”，这两个站相距1203公里。其难度，如同从万米高空的飞机上往下扔硬币，要正好投进地面2个还在慢慢转动的储蓄罐投币口。两地接住一比对，双方就对上了一串只有彼此知道的密钥，用它加密的信息谁也偷不走。

就这样，以潘建伟为首席科学家、王建宇任工程常务副总师兼卫星总指挥、中科大牵头的联合队伍组建起来。目标只有一个：研制世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。国内没有如此高精准的对准跟踪技术，买？没人愿意卖。只能咬牙自己做。

2008年到2016年，8年，从零开始。地面测试、车载移动试验、高空模拟信号发射与接收，从算法、设计到器件、工艺、装配，一个难点一个难点地攻克。心里没底，团队不敢把载荷直接送上天，把设备挂上吊车、卡车，后来动用飞机，最后用起热气球，造一个“会动的东西”，练手到底瞄得准不准。

热气球升空后会随机旋转、颠簸、摇晃，比卫星本身的振动条件还严苛。所有设计几乎都扣着理论的极限在做。整个研制过程，争论无数，解决的问题也无数。2022年诺贝尔物理学奖公布时，官方发的科学背景报告里，用一整段文字点评“墨子号”。王建宇说，那种满足感和成就感，值得一辈子回味。

他记得导师薛永祺说过：做科研，如果用的都是教科书里的东西，那就不要做了。科研要的是原创、是引领。这也是他把目光投向更远处的原因。太空轨道与频率资源，先到先得。上世纪90年代初访美，摩托罗拉工作人员掏出砖头大的手机说它会取代座机，后来果然如此。在他看来，空间互联网短期内是地面互联网的组成部分。一旦空间互联网成本更低，替代地面互联网是迟早的事。如今在讲座、访谈中，他也总会提及“合作”：“很多航天器是通用的，各发各的航天器太浪费，应以城市群合力参与全球科技竞争。”

不做科研，还能做什么？

杭高院开学第一课，王建宇没讲卫星、聊航天，他从牛顿说开去，讲科学家的争论和公式背后的故事。

“基础科学里最深的、最美的例子，就是牛顿。”在他的讲述中，一百万年前，人类就知道太阳东升西落，但不懂规律背后精确的数学结构。如今，让卫星上天，让“天宫一号”“天宫二号”在太空完成对接，依旧是遵循牛顿的公式。而且算对的不是分、不是秒，是百万分之一秒。“正是这种精确，让人类对自然有了更进一步的认识，这是最令科研人倾倒的美。”

谈及手上的项目，即便是外行人也能看出他的认真。团队一名成员还记得初见他的情形：那是10年前一次工程讨论，他犀利、专注，认真听每一个细节、不放过每一个差错，“以至于现在见他，我定是做足准备，而且仍会止不住地紧张。”

这份认真不止于物理。国家科学事业的发展，给了这位科学家不断成长的广阔天空，如此机会同样要给现在的年轻人。他把给年轻人上课，看得与做研究一样重。“让高深科技走进年轻人的世界很重要，只有把下一代培养好，科研才会后继有人。”王建宇说。

说起自己的团队，王建宇如此评价：都是悟性高、不张扬的年轻人，“这样的人才，个个都是在工程里历练出来的。”他敢放手，是因为被“接”住过。王建宇常提起青海湖边那次外场实验，他因事提前离开，把任务交给彼时还是博士生的张亮。夜里电话响了，那头带着哭腔：运实验设备的小货车翻了。他在电话里安慰他们，大不了实验明年再做，准备叫他们回上海时，张亮却说仪器砸成了几瓣。只要所里再给这几个人、这几样备件，“我们能修好！”他们真的做到了。“比我做出仪器还高兴，因为年轻一辈成长起来了。”

那几年，团队总有人在出差，实现了多个“从0到1”，却没有一张集体照是“全家福”。如今，王建宇和他的科研团队正在全力推进中高轨量子卫星项目，一批新的科学实验载荷进入工程攻关阶段，光钟便是其中之一。如果在高轨卫星上验证一台高精度的光钟，将对我国参与国际秒定义发挥巨大作用。

有学生曾问他：“如果不搞科研，您会做什么？”他回答：“没想过。不做科研，我还能做什么？”

团队成员赵帮健说，团队每年都有数十个研究生进来，光学、机械、电气、热控等专业的都有。学生留在王院士团队，归根结底是认同团队选的物理目标，“我没见过第二个人像他这样每天都在学新东西，他的物理让他不会变老。”

开学第一课最后，王建宇强调：做科研光有智商不够，还要情商和毅力。“遇到坎，聪明人容易绕，绕过去有小成就，难有大成就。很多事情，如果不是有个目标逼着你，你绝对不会花这么大力气去做，一个团队、一个社会，没有竞争就不会进步。”

链接：什么是量子物理

王建宇

经典物理讲“确定性”。比如牛顿力学里，只要知道一个球的初始速度和位置，未来每一秒它在哪、跑多快，都能精确算出来。但霍金说，哪怕坚信一切皆注定的人，过马路时也要左右看看——因为现实世界里，总有些“偶然”冒出来。

量子物理讲的，正是这份“偶然”。1900年，普朗克发现能量不是流水一样连续变，而是一份一份“跳”上去的，他管这叫“量子”。爱因斯坦更进一步，用光电效应证明光本身就是一颗颗“光子”。于是那场持续百年的争吵有了答案：光既是粒子，也是波。后来人们明白，不光是光，原子、分子乃至万物，到最微观处都是“一份一份”的。

量子有两条最反直觉的规矩：一是“不可克隆”。量子信息不能被完美复制，就像玩综艺节目里“传声筒”游戏，一句话传着传着必然出错。正因如此，用它传密钥才绝对安全，谁偷听，谁就会留下痕迹。二是“纠缠”。举个例子，把一对手套中的一只寄北京、一只寄广州，发货时你根本不知道哪只是右手手套，可只要广州那边的人一拆开“是左手”，北京那只瞬间就确定是右手——哪怕相隔千里。爱因斯坦讽刺这是“遥远的诡异互动”，但实验最终证明：他说对了公式，却错了直觉。

量子不是玄学，它是现代科技的地基：没有它，就没有电脑、激光、卫星原子钟，更没有“墨子号”在千公里太空完成的天地量子实验。物理学家从“把什么都算准”，走到“学会和概率做朋友”，这恰恰是科学最迷人的转身——世界不只有确定的轨道，还有一扇门，必须打开看一眼，才知道通向哪里。