Rainer Weiss，麻省理工学院荣休教授、1955届校友、1962年博士毕业生，一位以开创性工作证实宇宙基本性质的杰出实验物理学家和诺贝尔奖获得者，于8月25日辞世，享年92岁。他的逝世标志着物理学界一个时代的落幕，然而他留下的科学遗产，特别是对引力波探测领域的贡献，将持续照亮人类对宇宙的探索之路。
引力波探测的愿景与实现：LIGO的诞生
Weiss教授最为人所知的成就，莫过于他构想了激光干涉引力波天文台（LIGO）——一个旨在探测时空涟漪，即引力波的宏大项目。他不仅是LIGO概念的提出者，更领导了该观测站的建设团队，并最终实现了引力波的首次直接探测。2017年，他因此项划时代的工作与其他合作者共同荣获诺贝尔物理学奖。此后，在国际合作者的努力下，LIGO团队持续探测到更多宇宙回响，为科学家们开启了观察宇宙的全新途径。
引力波的存在是阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的一项核心预测。然而，由于引力波极其微弱，其探测被普遍认为是一项几乎不可能完成的任务。正是Weiss教授在20世纪70年代的课堂上，将其作为一项教学练习，思考如何设计一个足够灵敏的仪器来捕捉这些微小的时空扰动，LIGO的最初构想由此萌芽。他设想通过使用精密的激光干涉仪，测量由引力波引起的数千米臂长上的极微小变化，这种精度甚至需要达到质子直径的万分之一。
为了将这一大胆设想变为现实，Weiss于1976年与加州理工学院的物理学家基普·索恩（Kip Thorne）展开合作，索恩基于与Weiss的交流，很快在加州理工建立了引力波实验小组。1979年，已故的苏格兰物理学家罗纳德·德雷弗（Ronald Drever）也加入了这一团队。这三位科学家——LIGO的共同创始人——共同致力于完善探测器的尺寸和科学要求，以确保其足以探测到引力波。巴里·巴里什（Barry Barish）后来也加入加州理工团队，协助筹集资金并推动探测器的最终建成。在国家科学基金会的支持下，LIGO于20世纪90年代中期动工，分别在华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿建造了两个相同的干涉仪探测器，两者相距1865英里，以最大限度地降低局部噪声干扰，确保信号的可靠性。
Rainer Weiss教授，2016年留影。
跨越引力波：多维度的科学探索与贡献
Weiss教授的卓越贡献远不止于引力波探测。在他非凡的职业生涯中，他还在多个领域取得了突破性进展。他开发了更为精确的原子钟，极大地提升了时间测量的精度。此外，他还通过利用气象气球成功测量了宇宙微波背景辐射（CMB）的频谱。这项工作为后续的宇宙学研究奠定了基础。他随后共同创立并推动了美国国家航空航天局（NASA）的宇宙背景探测器（COBE）项目，该项目的测量结果为描述宇宙膨胀的大爆炸理论提供了关键的观测支持。COBE团队的精确定量工作，最终也获得了诺贝尔物理学奖，再次彰显了Weiss教授在实验物理学中的核心地位。
麻省理工学院理学院院长、柯蒂斯和凯瑟琳·马布尔天体物理学教授内尔吉斯·马瓦瓦拉（Nergis Mavalvala）博士，曾在20世纪90年代作为Weiss的博士生，与他一同构建了引力波探测器的早期原型。她回忆道：“Rai的创新精神和洞察力，无论是作为实验物理学家还是理论物理学家，都是传奇。”她强调，Weiss教授不仅创造了科学的巨大进步，还培养了一批批具备最高水准和正直品格的科学家，将他的严谨和正直传承给了两大学术领域。
2016年1月，麻省理工学院LIGO团队，在科学家宣布首次直接探测到引力波之前合影：David Shoemaker, Rainer Weiss, Matthew Evans, Erotokritos Katsavounidis, Nergis Mavalvala, and Peter Fritschel。
导师风范与科学传承
自1964年加入麻省理工学院物理系以来，Weiss教授以其投入的导师角色和教师身份而闻名，同时也是一位孜孜不倦的研究者。物理系主任、威廉·A·M·伯登天体物理学教授迪普托·查克拉巴蒂（Deepto Chakrabarty）指出：“Rai作为实验家和物理学家的独创性和洞察力是传奇的。他务实且略显粗犷的风格，掩盖了他与学生、博士后及其他受训者之间亲密、支持和协作的关系。Rai是麻省理工学院的典型产物。”
托马斯·A·弗兰克物理学教授兼前物理系主任彼得·费舍尔（Peter Fisher）表示：“Rai在科学领域拥有独特的地位：他开创了两个领域——宇宙微波背景测量和引力波测量。他的学生们继续领导着这两个领域，并将Rai的严谨和正直带入其中。他不仅创造了重要科学的巨大组成部分，还用最优秀、最正直的人才充实了它们。”这种对人才培养的重视，确保了Weiss教授的科学思想和方法论能够代代相传，持续推动物理学的前沿发展。
20世纪70年代末，年轻的Rainer Weiss在麻省理工学院前20号大楼的实验室里，致力于低温冷却的宇宙微波背景辐射探测器。
一生求索：对难题的执着
Weiss教授于1932年出生于德国柏林。他的家庭为了躲避纳粹的迫害，先后逃往布拉格，最终移民到纽约市。在那里，年轻的Weiss培养了对古典音乐和电子学的热爱，并通过修理收音机赚取零用钱。他在麻省理工学院求学，尽管在大三时一度辍学，但不久后便重返校园，并在前20号大楼找到了一份技术员的工作。在那里，Weiss结识了物理学家杰罗德·扎卡里亚斯（Jerrold Zacharias），后者鼓励他于1955年完成本科学位，并于1962年获得博士学位。
Weiss曾在普林斯顿大学作为博士后，加入了由罗伯特·迪克（Robert Dicke）领导的传奇团队，在那里他开发了验证引力的实验。1964年，他回到麻省理工学院担任助理教授，并在电子研究实验室（Research Laboratory of Electronics）创建了一个新的研究小组，致力于宇宙学和引力研究。他一生对科学难题的执着，从LIGO的超高精度要求到宇宙微波背景的微弱信号捕捉，都体现了他作为实验物理学家无与伦比的才能和毅力。
麻省理工学院物理学家Rainer Weiss的早期档案照片，他与麻省理工学院有着长达七十年的渊源，从1950年的本科生到后来的荣休教授。
荣誉与未来的展望
除了诺贝尔奖，Weiss教授还获得了无数奖项和荣誉，包括ADION奖章、2006年格鲁伯宇宙学奖和2007年美国物理学会爱因斯坦奖。他是美国科学促进会、美国艺术与科学院以及美国物理学会的会员，也是国家科学院的院士。2016年，Weiss与德雷弗和索恩共同获得了基础物理学特别突破奖、格鲁伯宇宙学奖、邵逸夫天文学奖和卡夫利天体物理学奖。他还与索恩、加州理工学院的巴里·巴里什以及LIGO科学合作组织共同获得了阿斯图里亚斯公主技术与科学研究奖。这些荣誉不仅是对他个人成就的肯定，更是对整个引力波探测领域乃至宇宙学研究的认可。
麻省理工学院数学物理学教授马修·埃文斯（Matthew Evans）表示：“我一直对Rai的独创性、正直和谦逊感到惊叹和受其指引，而他最令我印象深刻的是他广阔的视野和在不同领域之间游刃有余的能力。”他能够无缝地从仪器的最微小技术细节，转移到未来观测站的全球愿景。在过去几年里，随着下一代引力波观测站的构想逐渐成形，Rai经常会出现在他的办公室门口，分享如何从各个层面推动项目前进的想法。这些讨论涵盖了从量子力学到全球政治的广泛议题，Rai的深刻见解和不懈努力为未来的发展奠定了基础。
Weiss教授的科学遗产是深远且持久的。他不仅仅是一个发现者，更是一个铺路者，他的工作为探索宇宙的未知领域开辟了新的范式。每一次引力波事件的观测，无论是黑洞合并、中子星碰撞，还是未来可能揭示的宇宙早期奥秘，都将是对Rainer Weiss及其开创性工作的最好纪念。他的贡献将继续激励一代又一代的科学家，以严谨的科学态度和不懈的求索精神，探寻宇宙最深层的秘密。
