综合新闻

想象力跨越时空,物理学预见未来

美国科学院院士Jim Gates做客第13期Global Wisdom Talk,畅谈理论物理人生与青年学者成长

2026年5月13日中午,致远学院第13期“Global Wisdom Talk”系列讲座在206未来教室举行。本期讲座特邀美国国家科学院院士、美国马里兰大学杰出教授Sylvester James Gates Jr.(“Jim Gates”)担任主讲嘉宾,带来了题为“My Life as a Theoretical Physicist”的精彩报告,活动由李政道研究所讲席教授季向东主持。

Gates以在超对称、超引力及超弦理论领域的开创性贡献享誉全球,他的到来吸引了众多师生参与交流。李政道研究所讲席教授季向东、特聘教授何红建,物理与天文学院副院长、致远学院物理学方向项目主任王伟,致远学院副院长李茜,溥渊未来技术学院副院长夏伟梁等出席了本次活动。

讲座正式开始前,Gates还与物理方向学生代表进行了深入探讨及交流。围绕科研求索的奥秘及乐趣、理论物理的前沿方向、学术生涯规划以及跨学科研究等话题,Gates耐心细致地解答学生提问,并多次鼓励年轻学子勇敢追求基础科学梦想,保持对真理的敬畏与热爱。

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从漫画启蒙到科学巅峰:想象力打破环境桎梏

讲座中,Gates深情回顾了其鲜为人知的成长背景。作为一名在美国东南部成长的非裔美国人,他曾就读于佛罗里达奥兰多一所教育资源匮乏、平均成绩处于地区底部的黑人高中。改变他命运的是童年对漫画书和科幻电影的热爱,这些读物激发了他对宇宙规律的最初想象。他以此勉励学子:“最限制人的不是环境,而是想象力。”他认为,“敢于想象”是科研工作者最重要的品质。

即便在进入麻省理工学院(MIT)后,他的道路也并非坦途。Gates坦言,在精英云集的MIT第一年,他曾因无法适应高强度的学习压力而深感挫折。“不要躲在角落里哭泣,而是去寻找自己真正擅长的事情,”他强调,在逆境中保持自信与灵活性,是最终走向成功的关键。

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数学与物理的交响:预见未见的宇宙模型

作为撰写了超弦理论经典著作《超空间》(Superspace)的顶尖学者,Gates详述了数学对称性在物理预言中的核心作用,并分享了数学与物理之间深刻而奇妙的联系。他指出,许多重要物理发现最初都来源于数学中的对称性。例如,希格斯玻色子早在实验发现的数十年前,便已经由理论物理学家基于数学结构进行了预言,而这一粒子直到2012年才被实验最终证实。至今,理论物理中仍存在许多尚未被实验观测到、但由数学理论所预言的新粒子与新结构。

AI时代的科研范式:是“认知眼镜”而非替代品

针对师生热议的人工智能问题,Gates分享了极具前瞻性的“工具观”。他引用自己2005年的预言:“计算机终将像乐器之于音乐一样,成为数学和科学的创造性工具。”他提到自己现在每天至少使用五次GPT,并将其比作“帮助研究者看到更大世界的一副眼镜”,认为AI能极大增强人类处理并发信息的能力。

然而,他也对AI在基础科学原创领域的表现持谨慎态度。他认为,AI在处理蛋白质折叠等海量数据问题上表现卓越,但在缺乏数据、需要原创想象力的物理突破中,AI目前仍无法替代人类提出全新的物理图景。他预言未来可能会出现一类“非传统”科学发现者,他们通过善用AI整合未被连接的数据,从而产生惊人洞见。

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寄语青年学者:在真实的热情中建立“立身之本”

Gates不仅深耕理论研究,更拥有极其广博的视野。1980年,他曾进入NASA宇航员候选人最终评估环节,这段跨界经历让他对人类探索的边界有了更深刻的认知。此外,他还曾担任奥巴马总统科技顾问委员会委员及美国物理学会主席,致力于将科学智慧转化为社会契约与公共政策。

在现场问答互动环节中,Gates对现场师生代表的积极提问予以耐心解答及回应,并对青年学子的个人成长给出了四点核心建议。一是建立“立身之本”。他建议青年学者先在一个具体领域建立扎实根基,实现“生存与执行”,随后再跨入交叉学科。二是倾听内心而非金钱。面对工业界的高薪诱惑,他认为应坚守热爱,相信“当能力足够时,机会自然会来到”。三是绝不留下遗憾。他分享了自己75岁仍能在长途飞行中连续工作10小时的动力源泉——“绝不让自己走到回头看时后悔当初没尝试的地步”。四是科学兴趣的自发传承。他以自己的家庭为例(两个孩子均成为科学家),指出培养科学兴趣不在于刻意灌输,而在于让孩子观察到成人“正在做一件充满乐趣的事”。

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整场讲座气氛热烈,现场师生围绕理论物理、科研创新、AI与科学发展等问题展开了深入交流。Gates教授富有感染力的分享,不仅展现了一位世界顶尖理论物理学家的科研历程,也为青年学者如何面对未来、保持创造力与科研热情带来了深刻启发。

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讲座最后,现场师生与教授合影留念。正如讲座所启示的,这不仅是一场知识的传递,更是一次关于梦想、勇气与创造力的精神接力。作为美国国家科学院成立150年来首位非裔理论物理学家,Jim Gates教授用他跨越半个世纪的科研人生,为“科学家”这一身份做了最生动的注脚。

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Jim Gates(博士,麻省理工学院,1977年;荣誉博士,哈佛大学,2024年)是一位杰出的理论物理学家,因在超对称、超引力和超弦理论领域的开创性贡献而闻名。他目前在马里兰大学帕克分校从事物理学与数学交叉,以及公共政策领域的研究。

Gates于2013年被时任美国总统巴拉克·奥巴马授予国家科学奖章,这是美国在科学和技术领域杰出成就与领导力方面的最高荣誉。他是美国国家科学院、美国艺术与科学院和美国哲学学会院士,还是美国数学学会和物理学会的双会士—这一双重荣誉和认可在美国研究者中仅有不到1%的人获得。在研究之外,Gates还是一位致力于科学教育的倡导者。他曾任职于马里兰州教育委员会,并且是美国科学促进会、美国国家黑人物理学家学会等多个学术组织的会士。

范文芳、张宇瑒
致远学院
鹿文丽