摘要：吉姆·盖茨 （Jim Gates） 与玛格丽特·哈里斯 （Margaret Harris） 谈论了他可以从他的“理论家遗愿清单”中勾选的发现，添加了一些新的发现，并深入研究了当今美国的科学和社会状况

吉姆·盖茨 （Jim Gates） 与玛格丽特·哈里斯 （Margaret Harris） 谈论了他可以从他的“理论家遗愿清单”中勾选的发现，添加了一些新的发现，并深入研究了当今美国的科学和社会状况

2014 年，美国数学物理学家小詹姆斯·盖茨 （S James Gates Jr） 分享了他的“理论家遗愿清单”，他希望看到物理学发现发生，正如他所说，他“摆脱了这个凡人的线圈”。十年后，《物理世界》的玛格丽特·哈里斯 （Margaret Harris） 再次采访了现在在美国马里兰大学的盖茨，看看他可以从他的清单上勾选哪些发现;他仍然希望看到发现、证明或探索什么;以及到 2025 年，他可能会在清单上增加什么。

[2015 年] 首次成功探测到引力波，对我们很多人来说都是非凡的一天。几乎从探测器 [激光干涉仪引力波天文台，或 LIGO] 诞生以来，我就一直在关注它的发展。我第一次听说探测引力波是在 1985 年左右。我是马里兰州的一名新副教授，有一天，一位名叫 [Richard] Rick Isaacson 的绅士，他是美国国家科学基金会 （NSF） 的项目官员，他把我叫到他的办公室，给我看加州理工学院和麻省理工学院合作资助探测器的提案。我读了它，我说这永远不会奏效。幸运的是，Isaacson 是一位超级英雄，他做到了这一切，因为几十年来，他一直是 NSF 中相信这种情况可能发生的人;所以当它发生时，那真是美妙的一天。

阿尔伯特·爱因斯坦 （Albert Einstein） 的最后一个重大预言是宇宙中将存在可观测的引力波。这非常有趣——如果你回到文献中，他首先说是的，这是可能的，但在某个时候他又改变了主意。想想人类来回弹跳是多么有趣，然后让大自然母亲说，你第一次就做对了。因此，坦率地说，对广义相对论的如此尖锐的确认与我有生之年所能想象的任何事情都不同，尽管它就在我的遗愿清单上。

另一件事是，我们物种之所以知道天堂，主要是因为存在类似于水星的“实体”，水星是希腊的神，从奥林匹斯山传递信息。在我们的故事版本中，水星被光子取代。数十万年，也许是一百万年，正是光一直在告诉我们，外面有东西，这推动了几百年来科学的发展。随着引力波的探测，有一个新的孩子来传递信息，那就是引力子。就像光一样，它既有粒子也有波的方面，所以现在我们已经探测到了引力波，下一件大事是能够探测引力子。

我们并不完全清楚究竟如何看到引力子，但一旦我们有了这些知识，我们将能够做一些我们作为宇宙中的物种从未能够做到的事情。在大爆炸的最初时刻之后，有一段黑暗时期，当时物质太热了，无法形成中性原子，光无法穿过致密的等离子体。电子花了 380,000 年的时间才被困在围绕原子核的轨道上，形成了第一批原子。

最终，宇宙膨胀得如此之大，以至于粒子的平均温度和密度下降到足以让光传播。现在真正有趣的是，如果你通过光子观察宇宙，你只能追溯到光第一次能够穿过宇宙的那一刻，通常被称为“第一次黎明”。我们在 1960 年代探测到这种光，它被称为宇宙微波背景。如果你想进一步回顾这段时期之后的时光，你不能使用光，但你可以使用引力波。作为一个物种，我们最终将能够一直追溯到宇宙大爆炸，这很了不起。

在 LIGO 探测到引力波时，有三个不同的探测器，两个在美国，一个在法国和意大利的边境，称为 Virgo。现在印度有一个新的 LIGO 网站上线，所以，如果全球继续就继续从事这项科学工作达成共识，将会发生什么，更多这样的网站将上线，这将为我们提供更高保真度的图片。这将是一个类似于从黑白电视到彩色电视的差异。

愿望实现意大利 Virgo 探测器鸟瞰图。该设施于 2017 年成为继美国的两个 LIGO 探测器之后第三个探测引力波的设施。随着世界各地越来越多的引力波设施上线，我们探测引力子的机会增加了。（CCO 1.0 处女座合作）

在现在的宇宙中，探测引力子的途径包括两个步骤。首先，你可能想测量引力子的极化，而法布里-佩罗干涉仪，如 LIGO，具有这种能力。如果它是一个偏振引力子波，那么时空的弯曲就有一定的特征，无论是左旋还是右旋。如果我们足够幸运，我们真的会看到这种极化，我猜在未来 10 年内。

第二步是量化，这将是一个挑战。早在 1960 年代，马里兰大学一位名叫约瑟夫·韦伯 （Joseph Weber） 的物理学家开发了现在所谓的韦伯棒。它们是大金属棒，我的想法是你把它们冷却下来，然后如果引力子撞击这些金属棒，它会在金属中引起晶格振动，你会检测到这些。我怀疑会有很大的推动力来升级这项技术。最令人兴奋的事情之一是它们可能是量子韦伯条。这就是我能看到的真正确定引力子存在的道路。

第二次世界大战结束时，在广岛和长崎原子弹爆炸后对日本人民的演讲中，日本天皇 [在日本被称为昭和，在西方被称为裕仁] 使用了“局势发展不一定对我们有利”这句话，我相信我们可以将其应用于超对称性。2006 年，我发表了一篇论文，其中明确表示我不期望大型强子对撞机 （LHC） 能够探测到超对称性。这是一个粗略的计算，我正在研究异常磁矩的问题。因为磁矩对你实际上无法检测到的粒子很敏感，所以通过观察异常磁矩，然后将测量值与你知道的所有粒子的预测值进行比较，你可以为你不知道的粒子设定下限，这就是我得出这个数字所做的。

在我看来，最轻的“超级伙伴”可能在 30 Tev 的范围内。LHC 的初始运行速度为 7 TeV，目前为 14 TeV，所以我对这个问题感到满意。如果在我们达到 100 Tev 时没有找到它，那么，当我们获得这项技术时，我可能会大费周章。但我相信，由于量子稳定性的原因，SUSY 在自然界中是存在的。

此外，粒子物理学的观测——特别是高精度观测、磁矩、分支比、衰变率——并不是考虑寻找超对称性的唯一方法。特别是，我们可以想象，在弦理论中，可能存在宇宙学影响 （arXiv：1907.05829），这些影响主要局限于暗物质和暗能量的问题。当谈到宇宙中暗物质的贡献时，如果你看一下超对称性的数学，你很容易发现有些粒子我们还没有观察到，这些可能是最轻的超对称粒子。

除非我有幸拥有像玛土撒拉一样长寿的生命，否则我不指望看到那样。我认为，超弦理论要赢得观测的认可，它可能不是来自单一的实验，而是来自宇宙学和天体物理学类型的观测的汇合，也许到那时就会找到最轻的超对称粒子。顺便说一句，我不指望能找到额外的维度。但是，如果我真的能活几百年，我可能会有这些期望。

是的，但我不太知道如何用语言来表达它。它与围绕量子力学和信息的事物的融合有关。在我自己的研究中，我们为理解超对称性的表示理论（我们称之为“adinkras”）而开发的图形的一个引人注目的地方是，纠错码是这些结构的一部分。事实上，对我来说，这是我所从事的最引以为豪的研究——发现了一种物理定律，或者至少是物理定律的可能性，其中包括纠错码。我知道历史上没有物理定律包括纠错码的例子，但我们可以在这些图形周围的数学中清楚地看到它 （arXiv：1108.4124）。

这对我思考信息论的方式产生了深远的影响。在 1980 年代，约翰·惠勒 （John Wheeler） 提出了这种非常有趣的量子力学思考方式（“信息、物理学、量子：寻找链接”Proc. 3rd Int. Symp. Foundations of Quantum Mechanics， Tokyo， 1989， pp354–368）。描述它的简写短语是“it from bit”——意思是我们在宇宙中看到的信息以某种方式与比特相连。作为一个年轻人，我认为这是我听过的最疯狂的事情。但在我自己的研究中，我看到物理定律有可能以纠错码的形式包含比特，所以我不得不重新考虑我拒绝我认为是一个疯狂的想法。

事实上，现在我老了，我已经得出结论，如果你研究理论物理学的时间足够长，你也会变得疯狂——因为这就是发生在我身上的事情！在超对称数学中，没有办法避免纠错码和比特的存在。正因为如此，我的遗愿清单上的新项目是一个实际的观测证明，即量子力学定律需要以比特为单位使用信息。

至于我们什么时候能看到这一点，那要等我走很久之后了。除非我以某种方式再活 150 年。从理智上讲，这就是我估计到目前为止需要多长时间，因为这些暗示是如此明显，它们表明肯定正在发生一些事情。

不幸的是，这是非常可预测的。两年前，我写了一篇名为《被驱逐出山顶》的文章。（科学 380 993）。我从马丁·路德·金 （Martin Luther King Jr） 的一句话中取了这个标题，他说“我去过山顶”，而关于“被驱逐”的部分指的是关闭有色人种的机会。在我的文章中，我谈到了这样一个事实，在我看来，美国正在朝着这样一个方向发展，像我这样的人——一个有色人种、一个非裔美国人、一个科学家——不太可能继续获得做这个（科学）所需的那种教育培训。

我仍然认为最高法院在 2023 年做出的 [关于平权法案] 的决定没有意义。它所说的是，多样性在推动创新方面没有作用。但有很多证据表明这是不对的。您认为城市是如何产生的？它们是创新发生的地方，因为有各种各样的人来到城市。

除此之外，还有一种新媒体——互联网——以及借助这种新媒体，任何人都可以接触到数百万人的事实。为什么这有点可怕呢？嗯，假新闻。误传。

仍然充满希望今年早些时候，吉姆·盖茨在伦敦皇家艺术学院（Royal College of Art）与观众讨论了他的职业生涯以及他对超对称性的毕生兴趣。（图片由 Margaret Harris 提供）

大约一年前，我遇到了一位哲学家，他做了一句我觉得非常深刻的话。他说想想印刷机。它允许书籍以前所未有的方式在西欧社会传播，因此它推动了识字率。识字水平提高需要多长时间？50 到 100 年。然后他说，现在让我们考虑一下互联网。它有什么不同？区别在于，任何人都可以说任何话并覆盖数百万人。因此，挑战在于我们这个物种需要多长时间才能学会在没有错误信息或假新闻的情况下编写互联网。如果他是对的，那就是 100 年、150 年。这是美国面临的挑战的一部分。这不仅对我的国家来说是一个挑战，而且在某种程度上，它似乎对我的国家尤为关键。

那么，这与科学有什么关系呢？2005 年，我应邀在美国科学促进会年会上发表了全体大会演讲。在那次演讲中，我发表了关于科学被关闭的声明，因为即使在当时我的国家，我也很清楚，我们的社会中有一些元素会非常乐意否认科学家提出的证据，而且这些元素正在变得越来越强大。

综上所述，对于科学的延续来说，这将是一个非常重要、充满挑战的时期，因为当然，在基础科学的层面上，公众通常必须说“是的，我们想在这方面投资”。例如，如果社会上有机构和代理人否认疫苗，或者否认有关进化论或气候变化的科学证据，如果公众对此表示认可，那么科学本身就有可能被关闭，这就是我在 2005 年警告的事情。

首先，从象牙塔下来。我参加了一些活动，这些活动通常以恢复公众对科学的信任为主题，我认为这是错误的框架。公众对科学的信仰受到了攻击。所以从我的角度来看，这就是我更希望人们真正思考的问题。

在我心中，如果我相信某件事，我就会倾听。如果我对某件事有信心，我就会倾听并采取行动。对我来说，这是一个明显的区别。

就我个人而言，尽管我预计未来会非常艰难，但我还是充满希望的。我敦促年轻人永远不要失去希望。如果你失去了希望，就没有希望。就这么简单。所以我充满希望。即使人们可能会把我的评论当作“哦，他只是抑郁了”——不，我不是。因为我是一名科学家，我相信一个人必须以清醒的眼光、冷静的态度看待摆在我们面前的证据，而不是感情化地试图回避你所看到的，这就是我。因此，尽管我刚才对你们说了这么多话，我还是充满希望的。

来源：人工智能学家