百年清华

1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在追授“两弹一星功勋奖章”的七名功臣中，有一个令许多人感到陌生的名字，那就是郭永怀。

　　郭永怀是我国著名力学家、应用数学家，他历任中国科学院力学研究所研究员、副所长，中国科技大学化学物理系主任、教授，中国力学学会和航空学会副理事长，全国人大第二届代表，全国政协第二届委员会委员，1961年加入中国共产党，1968年12月，不幸因公殉职，被授予烈士称号。郭永怀去世后，著名科学家钱学森悲痛地说：“中华民族失去了一个天才的儿子。” 　　

少年时代

　　1909年4月4日，郭永怀出生于荣成市西滩郭家村一个家境殷实的普通农户，是郭文吉夫妇的第四个儿子。

　　略通文墨的郭文吉知道读书的重要，1919年春，便把儿子送进本村小学读书，郭永怀天资聪颖，学习成绩优异，连年跳级。1922年，他考入石岛明德高级小学，学习成绩一直名列前茅。1926年1月，他以优异成绩考入青岛中学。1929年9月，他又考入天津南开大学预科理工班。因郭永怀勤奋好学，天资聪颖异常，不久就被申又枨教授看中，经申教授重点指导，郭永怀对数学产生了浓厚兴趣，为今后的数学研究打下了坚实的基础。

　　1931年7月，郭永怀预科班毕业后，即转入本科攻读物理专业，深得顾静薇教授垂爱。她经常为其单独开课，使其学业大有长进。1933年，顾教授推荐他到北京大学光学专家饶毓泰门下深造。1935年，郭永怀在北京大学毕业，因成绩突出，被饶教授留在身边做助教和研究生。郭永怀非常珍惜这来之不易的机会，积极参与各项实验工作。期间，他参与了吴大猷、郑华炽等知名教授正在进行的喇曼效应（RamanEFFeet）的研究工作，使他在科研实践中得到了很大锻炼。 　　　　　　1937年7月，卢沟桥事变爆发，日本侵占华北，北大、清华、南开等大学相继停课。郭永怀只得返乡应聘到威海中学任教。因郭学识渊博，教学认真，虽然只教了半年，却深得学生爱戴。

　　1938年3月，日本侵占威海，威海中学被迫解散。郭永怀又辗转到了昆明西南联合大学。目睹日军野蛮侵略，郭永怀更加坚定了科学救国信念，他认为要挽救民族危亡，首先要发展军事科学技术，发展航空事业。于是，在西南联合大学期间，他毅然放弃光学，学习航空工程。航空工程与力学研究密切相关，他为此加入了空气动力学的研究。这期间，他在周培源教授的指导下学习流体力学，研究流体力学中一个有名的难题???“湍流理论”。1938年夏，中英庚子赔款留学委员会举办免费留学招生考试，郭永怀和钱伟长同时被录取。 　　　　　

留学生涯

　　1940年9月，郭永怀进入加拿大多伦多大学攻读，他与钱伟长一起在应用数学系主任辛格教授的指导下进修，仅半年，他们就完成了硕士生的必修课程。郭永怀以《可压缩粘性流体在直管中的流动》论文获硕士学位。他们的突出业绩，使辛格教授大为赞叹：“想不到中国有这样出色的人才，他们是我一生中很少见到的优秀青年学者！”

　　1941年5月，郭永怀转到美国加州理工学院深造。该院国际空气动力学研究中心???古根汉姆航空实验室条件优越，研究气氛浓厚，交流活动频繁，为郭永怀在空气动力学领域一试身手提供了有利条件。当郭永怀大胆向著名力学导师冯卡门提出要对跨声速流体的不连续性进行研究时，卡门导师非常高兴，很钦佩这位中国学者的胆略和勇气。从此，郭永怀便全力以赴地投入到这项研究中去。他凭借自己在数学和物理学及空气动力学的扎实功底，于1945年出色完成了有关跨声速流动不连续解的论文，获得博士学位后，被留在该校实验室做研究员。

　　1946年，郭永怀和钱学森合作发表了“可压缩流体二维无旋亚声速和超声速流的混合型流动及上临界马赫数”重要论文，首次提出了上临界马赫数概论，并得到实验证实。由于郭永怀、钱学森等成功地解决了跨声速飞行中的空气力学理论问题，1947年10月14日，人类才首次突破声障，实现了超声速飞行。

　　同年，W?F?Sears教授在康乃尔大学创办航空研究院，聘请郭永怀共同主持研究院的工作，并担任教学和指导研究生工作。10年来，郭永怀指导培养了数名研究生和助手，后来，这些研究生均成为美国、日本和中国的知名学者，有的还担任了重要学术领导职务。同时，他从事的跨声速理论研究取得重要突破。并且，他还从事了粘性流体力学和超声速空气动力学的研究，发表了“关于中等雷诺数下不可压缩粘性流体绕平板的流动”论文，得出几个有重要实际意义的规律，是奇异摄动理论的一个重要方法，被命名为PLK方法，即庞加勒、赖特尔、郭永怀方法。这项成果在许多科学中得到广泛应用。

　　50年代，火箭技术已成为十分活跃的研究课题，发射地球卫星，运载工具是关键。要克服地球引力，运载火箭必须达到第一宇宙速度，因此，在空气力学的理论基础上，高超声速问题成了首要突破口。于是，郭永怀开始探究，1953年，他研究出沿高超声速运动平板的粘性绕流。之后，他又结合prandti的过界理论，解决了长期存在的平板前缘的奇异问题，并发表“弱激波从沿平板的边界层的反射”等论文两篇。他还和潘良儒合作研究了高超声速可压缩粘性流体绕楔流动等课题，发表了“绕平板的超高速粘性流”等论文。这期间他还先后发表了《物体在有旋流中所受的力和力矩》、《大振幅球面波或柱面波的传播和冲击波的产生》、《斜冲击波与片流动边界层的交互影响》、《绕机翼的二维跨声速流》和《二元连续跨声速流的稳定问题》等论著。这些研究成果大多有尝试性和开拓性，受到了国际学术界的普遍重视与公认。 　　　　

开拓力学

　　郭永怀虽然身在异国他乡，却时刻惦念着祖国。在康乃尔大学，他参加了进步组织???科学工作者学会，经常把朋友邀请到家里研讨祖国的前途与命运。1949年10月1日，当中华人民共和国成立的喜讯传到美国，他欣喜若狂，决心把自己的知识贡献给新中国。1956年11月，他毅然放弃了在国外已取得的荣誉地位和优越的工作条件，冲破重重阻力，几经周折，回到阔别16载的祖国。回国后，他不仅受到了党和国家领导人的热情接待，而且担任了中国科学院力学研究所副所长职务。在这个刚成立不久的研究所中，他与所长钱学森、副所长钱伟长等著名科学家通力合作，日夜操劳，使力学研究所的学科设置、研究方向与任务、科技人才的选拔与使用都很快确定下来。同时，他还研究制定了我国近代力学发展方向、近期规划和远期奋斗目标，确定了全国高等院校力学专业的设置。

　　1957年，郭永怀当选为中国科学院学部委员和中国力学学会理事，他积极开拓并领导了新兴的高超声速空气动力学、电磁流体力学和爆破力学的研究，成为我国近代力学事业的奠基人之一。同年10月4日，苏联成功地发射了一颗人造地球卫星，在我国科学界引起了强烈反响。10月13日，中国科学院等单位召开了在京著名科学家座谈会，郭永怀在会上就发射人造卫星的运载工具及推力、火箭发动机的推进剂，卫星入轨时的姿态控制、苏联同西方国家火箭技术的比较等具体技术问题作了简要分析介绍，发表了自己的见解，积极倡导我国研制人造地球卫星。

　　1961年，郭永怀把在京的老、中、青空气动力学工作者组织起来，成立了高超声研讨班。在这个班上，郭永怀提出了钝锥绕流在一定情况下，后身流场中可能产生“悬挂激波”和“云粒子侵蚀效应”的设想，并通过实验，找到了钝锥体绕流头部的激波层分析方法，取得了锥体高超声速绕流的最大熵值线、高温气体效应以及钝体流形状等研究成果，为我国的航天与国防事业做出了重大贡献，这在世界上尚属首例。

　　1961年，他在力学研究所建立了电磁流体力学研究室，对磁流体和等离子体稳定性、磁流体直接发电、同位素的电磁分离等研究出一批成果，撰写出一批专著和论文，受到国内外的关注。另外他还积极倡导爆炸力学的研究，他从培养爆炸力学专业人员入手，对“爆炸成型”、“爆炸筑坝”、“铁路建设”和爆炸力学的军事应用等课题给予极大关注与指导。他还亲自主持领导了6405项目的研究工作，6405是反导弹系统640中的一部分，主要研究再入核弹头的识别问题，这个项目虽然搞的时间不长，但却取得了再入物理现象的理论问题等重大成果，这些成果后来为七机部同类研究工作奠定了基础。

　　1961年4月12日，苏联宇航员驾驶“东方”1号飞船首次进入太空，这对我国又是一次极大触动。三年内，中国科学院共召开了12次星际航天座谈会，郭永怀在会上多次提出自己的见解，在第四次会上，他就星际航行中一个极为关键问题???宇宙飞船回地，作了中心报告，从理论上发表了自己的重要观点。1964年他被选为中国航天理事会副理事长。 　　　　1967年底，国防科工委决定：以空气动力学部分组建第17研究院，钱学森为筹备组长，郭永怀为主管技术的副组长。他以丰富的学识和深刻的科学思想，通过考察我国气动研究的现状，同时结合国外的先进经验，明确指出：空气动力学主要服务对象仍应以航空航天为立足点，以理论研究、实验研究和模型自由飞行试验为三大研究手段。并以此设置各专业研究所，配置研究人员和实验设备，从而使17院（后改称风洞指挥部）具有空气力学研究“全天候”的能力。在风洞建设上，郭永怀在对技术、经济实力、社会效益等综合分析的基础上，提出低、高、超配套工程的建议：重点搞高速、超高速风洞，瞄准第一、第二宇宙速度，优先搞炮风洞，自由飞弹道靶，这样可减少投资，缩小规模。1976年，国务院、中央军委决定： 在风洞指挥部的基础上，组建空气动力研究与发展中心（简称气动中心），现已经成为航空航天飞行器及风工程研制与发展的重要技术支柱，在国际上也享有声誉。作为一个奠基者的郭永怀，在这项伟大的建设工程中，具有不可磨灭的功绩。为了缅怀郭永怀的功绩，气动中心专门在中心大院的松林山上修建了一座纪念亭，张爱萍将军为该亭题名“永怀亭”。 　　　　　　　　　　　　　　　　　

献身“两弹”

　　1957年10月15日，中苏签订了《国防新技术协定》，在协定中苏联明确承诺向中国提供原子弹数学模型和图纸资料。1958年，负责核武器研制的二机部九部在京成立，后来成为负责核武器研制、生产整个过程的研究设计院???九院（中国工程物理研究院的前身），开始了“两弹”研制工作。

　　1959年6月，苏联方面突然致函中共中央，拒绝向中国提供原子弹的数学模型和技术资料。1960年7月，苏联政府照会中国政府决定撤走在华的核工业系统的全部专家，并停止供应一切技术设备和资料。这时中央果断提出：我们自己搞！冲破核封锁，研制争气弹，要快，要抢，就是不能让任何人敢于小瞧我们！要凭自己的力量，完成原子弹的研究任务，决定从全国抽调技术力量加强九院（核武器研究院）。

　　1960年5月，郭永怀被调到九院担任副院长，负责力学和工程方面的领导工作。在原子弹的研制过程中，郭永怀对一些关键问题的解决，起了决定性的作用。如对原子弹引爆方式问题，他提出了“争取高的，准备低的”，以高级的“内爆法”为主攻研究方向。对此，炸药爆轰波的理论计算是一个难点，也是一个重要突破口。郭永怀提出利用特征线法进行尝试，并获得成功，很快得到应用。爆破物理试验，是突破原子弹技术的重要一环，郭永怀和王淦昌等科学家，经常深入试验现场，钻进帐篷，和试验人员一道搅拌炸药，亲自把关，指导实验，使试验得以顺利进行。到1962年，原子弹的关键技术取得了重大突破。翌年初，为了进行大型爆轰试验，为原子弹的爆炸试验作准备，年过半百的郭永怀，与九院试验人员一起转入西北核武器试验基地。该基地位于海拔3800多米的高原地区，气候变化无常，最低温度摄氏零下40多度。当时已年过半百的郭永怀和年轻的科研人员一起，克服了常人难以想象的困难，使原子弹的研制工作进行得很顺利，1964年第四季度，原子弹的理论、实验、设计和生产都按计划全部完成。同年10月16日15时，我国第一颗原子弹装置核爆炸试验成功。当时郭永怀亲临现场，亲眼目睹了原子弹爆炸这一壮观景象。这次试验尽管对我国政治、军事、科技等方面都产生了巨大的影响，但是还没有达到实战化或武器化的要求，在核弹武器化的后期发展工作中，郭永怀一直负责总体结构设计、外型设计以及环境模拟实验的领导工作。无论是在弹体外壳（我国的第一颗核航弹和氢弹都采取了空投方式）方面，还是在对核航弹、氢弹在空投过程中的飞行弹道、伞弹弹道特征的计算上，他都亲自参与和把关。

　　郭永怀在核武器的试制中充分发挥了他的才干。早在第一颗原子弹爆炸以前，他就预先进行了许多与武器化有关的结构设计、外型设计、飞行弹道、物理引信、环境试验和安全论证等课题研究。通过试验，郭永怀大胆地提出了有关薄壳结构、通用核航弹核武器轻型化、实战化和系列化的许多设想和建议，以后都得到证实并做了许多有益的工作。他对反潜核武器的水中爆炸力学、水洞试验以及潜???地导弹的研制和60年代力学研究所承担的小型地对空导弹及氢氧火箭发动机的研制任务都做出了重要贡献。特别是在原子弹原理、氢弹原理相继突破后，我国分别于1965年5月14日、1966年10月27日成功地进行了核航弹爆炸试验和导弹武器试验，这里都凝聚着郭永怀的心血。 　　

　培养人才 　

　　郭永怀十分重视科技的总体发展和人才的培养。他具有深邃的科学思想和战略眼光，他关心的不只是一两个学科的发展，而是我国科学技术的总体发展。重视学科间的联系与渗透，强调开创性研究；重视科学基础理论研究，强调理论与实践相结合；重视科学技术研究的目的性，强调科研要为国民经济与国防建设服务，从工程实践中选课题；他认为科学技术的发展，不是一朝一夕的事情，必须重视培养新生的科研力量，造就一批科研生力军。郭永怀始终把自己作为一颗石子，常说，我回国就是给国家培养人才，为国内的科技事业打基础，做铺路人。尽管教育不是郭永怀的主要工作，但他还是在力所能及的情况下，以各种方式培养了大批骨干人才。1956年我国恢复建立研究生制度，郭永怀积极筹划力学所的研究生培养工作。在第一次招生中，他亲自带了五名研究生。由于郭永怀的严格要求和具体指导，这些同志很快成长起来。现在他们当中，有许多已经成为知名的专家学者。

　　1957年，力学研究所和清华大学合办了工程力学研究班。第一届参加力学班的就有120多人，郭永怀担任了班主任，除了负责班务工作外，还亲自讲授《流体力学概论》。他强调理论联系实际，强调“言教，身教，以身教为主”。他从不以权威自居，而是认真发扬学术民主，对助手和研究生的指导是启发式的，使他们的理论水平和实验操作技能同时得到提高。力学研究班后来又办了两届。郭永怀虽然不再担任班主任，但仍十分关心研究班的教学和学员的学习。这三届力学研究班共毕业学生290多人，现在这些人分布在全国各地，特别是在国防科研单位和重点高等院校都起着顶梁柱作用。 　　

英名永存

　　郭永怀回国12年，贡献之多，令人惊叹。为了保护像他这样的科学家的安全，周恩来总理还特地叮嘱不让乘飞机。但为了抢时间，郭永怀经常强行登机。当时国内航线大都是中、小型客机，乘飞机远不如坐火车软席舒适。许多人劝他不要乘飞机，他却说：“我是搞航空的，搞航空的人都不坐飞机，那让谁来坐。”

　　1968年10月，郭永怀赴西北核基地，进行我国第一颗导弹热核武器发射试验的准备工作，他在试验中发现了一个重要线索，急着要赶回北京。由于时间紧迫，他坚持夜航。12月5日，郭永怀从兰州乘飞机回京，就在他上飞机时，大家还劝他换个时间，郭永怀却平静地说：“夜航打个盹就到了，第二天可以照常工作。”当飞机在首都机场着陆时，发生事故，郭永怀不幸以身殉职，终年59岁。12月25日，中华人民共和国内务部授予郭永怀烈士称号。