郭永怀

郭永怀（1909年4月4日-1968年12月5日^[2]），出生于山东荣成，^[3]中共党员，中国力学家、应用数学家、空气动力学家，中国近代力学事业的奠基人之一，^[4]中国科学院学部委员。^[5]

郭永怀先后就读于南开大学、北京大学、西南联合大学，从美国加州理工学院博士毕业后受聘于康奈尔大学，并于1955年7月晋升为终身教授。^[6][7]1956年10月，郭永怀冲破美国政府的阻挠回到中国，先后担任了中国科学院力学研究所副所长、中国科学技术大学化学物理系系主任、中国科学院二机部九院副院长等职务。^[8][9]

郭永怀是唯一一位为中国核弹、导弹和人造地球卫星实验工作均作出重大贡献的科学家，^[10]领导组织了爆轰力学、高超声速流、飞行力学、结构力学、武器环境实验科学等科学研究。^[5][11]1968年12月5日凌晨，郭永怀因搭乘的飞机在北京机场降落时发生事故坠毁而不幸罹难，年仅59岁。^[12]1985年，国务院补授予郭永怀一项国家科学技术进步奖特等奖。^[13]1999年9月18日，荣获中共中央、国务院、中央军委颁授的“两弹一星”功勋奖章。^[14]2018年7月，国际小行星中心将编号为212796号的小行星永久命名为“郭永怀星”。^[15]

1909年4月4日，郭永怀出生在山东荣成西滩郭家村的一个农村家庭。^[3][16]他从小放牛拾柴，因家境贫寒9岁才上学，曾就读于石岛镇明德小学。^[8]1926年，郭永怀以优异成绩考入青岛大学附属中学，成为家乡的第一个公费中学生。1929年，他如愿考取南开大学预科理工班，又成为了家乡的第一个大学生。^[17]

1931年7月，凭借对光学的浓厚兴趣，郭永怀在转入本科时选择升入南开大学物理系，师从顾静薇教授。两年后，郭永怀又在顾静薇的推荐下进入北京大学物理系深造，师从光学大家饶毓泰。^[18]1935年毕业后留校担任助教，并兼做研究工作。^[17][7]1937年卢沟桥事变爆发后，郭永怀回到家乡并进入威海中学教授数学和物理。次年3月，日军侵占威海，郭永怀历经两个多月从威海出发到达昆明，在新建的西南联合大学改学航空工程。^[8][19]

1939年，郭永怀考取了中英“庚子赔款”留学生，但在上海登船前发现领到的护照竟由日本政府签发，便毅然放弃了这次机会。^[8]八个月后，郭永怀接到加拿大的留学通知，随后进入多伦多大学应用数学系深造，在应用数学系系主任辛格（J. L. Synge）教授的指导下只用了半年多的时间便完成了硕士学位论文。^[7][8]

1941年5月，郭永怀进入美国加州理工学院古根海姆航空实验室（Guggenheim Aeronautical Laboratory at the California Institute of Technology^[20]）学习，与钱学森一同成为世界气体力学大师冯·卡门的弟子，从事可压缩流体力学，特别是跨声速流动的不连续解研究，最终以优秀成绩获得博士学位。^[17][7][9]

1946年，郭永怀受聘于康奈尔大学，成为了该校航空工程研究生院的三个著名攻关课题主持人之一。^[21][7]此后十年，郭永怀重点对跨声速理论与粘性流动进行了深入的研究，为人类突破声障作出了重要贡献。1949年，郭永怀为解决跨声速气体动力学的一个难题，探索开创了一种计算简便、实用性强的数学方法――奇异摄动理论，在许多学科中得到了广泛的应用。^[22]与此同时，郭永怀还发展了Poincare、Lighthill的变形参数与变形坐标法，它可以解决边界层前缘的奇异性。钱学森为此还在《应用力学进展》（Advances in Applied Mechanics）上发表文章，将这一方法命名为PLK方法。^[19]

郭永怀凭借在跨声速流与应用数学方面所取得的重大成就而扬名世界，于1955年7月在康奈尔大学晋升为终身教授。^[7]此外，郭永怀在美国留学和工作期间还与钱学森合作完成了《可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》等数篇论文，^[18]首次提出“上临界马赫数”概念并得到实验证实，为解决跨声速飞行问题奠定了坚实的理论基础。^[21]

经过中国政府的努力，美国政府于1953年被迫把禁止中国学者出境的禁令取消，但仍以“维护国家安全”为由设置种种障碍。^[22]郭永怀的好友钱学森于1955年10月突破重重困境回到中国后，转年曾两次致信郭永怀，希望他也早日回到中国。^[9][23]

1956年10月，郭永怀冲破美国政府的阻挠，携夫人李佩、女儿郭芹回到中国。^[8][24]往后，他将精力放在国防科研上，并经钱学森推荐担任了中国科学院力学研究所副所长。^[8]1957年，郭永怀被选聘为中国科学院学部委员（院士）。^[25]1958年，郭永怀与钱学森等负责筹建中国科学技术大学力学和力学工程系、化学物理系，郭永怀出任了化学物理系首任系主任。^[9]在郭永怀的倡议和积极指导下，中国第一个有关爆炸力学的科学迅速制定出台，从而引导力学走上了与核武器试验相结合的道路。^[22]

1960年，中央决定自行研制核武器后，105位科学家组成了一支特殊的科研群体。郭永怀担任了中国科学院二机部九院（中国工程物理研究院的前身^[10]）副院长，主管力学部分，并负责武器化的设计指导。^[8]1961年7月，郭永怀加入中国共产党。^[26]1963年，他与科研队伍迁往青海高原的221基地，开始了原子弹“草原大会战”，^[27]在恶劣的自然条件下解决了许多重要的动力难题，被戏称为核研究领域的“三尊大菩萨”之一。1964年10月和次年5月，中国第一、第二枚原子弹先后爆炸试验成功，周恩来、邓小平专门为郭永怀等科学家摆了庆功宴。^[8]

1965年9月，郭永怀又受命参与“东方红”卫星本体及返回卫星回地研究的组织领导工作。^[28]与此同时，为了完成援外任务，他还担任研制一种单兵肩扛式防空导弹的总设计师，只用了不到半年时间就制成了这种超低空的地空导弹。^[8]

1968年，郭永怀来到罗布泊实验基地，准备中国第一颗热核武器的实验。^[29]同年12月4日，郭永怀发现了热核导弹的重要数据，急于赶回北京汇报，便搭乘了夜航飞机；次日凌晨，飞机在北京机场降落时发生事故坠毁，郭永怀不幸罹难，年仅59岁。^[12]在生命的最后关头，郭永怀与他的警卫员牟方东紧紧相拥，而装着绝密资料的公文包就夹在他们两人中间，完好无损。^[17]

2017年1月12日，郭永怀的夫人李佩逝世。^[30]根据李佩本人及家属的意愿，中国科学院力学研究所于当年4月5日为郭永怀和李佩举办了合葬仪式。^[9]

发表时间论文名称刊载于1957年5月31日现代空气动力学的问题^[31]科学通报1953年弱激波在平板边界层上的反射—在中雷诺数下绕平板的不可压缩粘性流动—1946年可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数^[18]—1945年跨声速不连续解^[27]—

郭永怀积极参与人才培养工作。1957年，经国务院批准，高等教育部和中国科学院合作在清华大学创办工程力学研究班，由郭永怀和钱伟长组织并领导相关工作。郭永怀还在1958年、1959年担任班主任，亦曾亲自讲授《流体力学概论》。^[7]该研究班为培养出了新中国第一批力学人才，被称为力学界的“黄埔三期”。^[27]1961年，郭永怀又组织并领导了北京高超声速讨论班，其为在最新发展的高层次上进行探讨的与国际水平同步的研讨班。^[18]

中国科学院院士、空气动力学家俞鸿儒是郭永怀回到中国后的第一批弟子。1958年，郭永怀在中国科学院力学研究所成立激波管组，并指定俞鸿儒为组长。俞鸿儒提出研究氢氧燃烧驱动激波管，然而当时国际上已基本弃用了这种实验方法，因为容易出事故。但郭永怀还是坚定地支持俞鸿儒放手去做，极其包容试验中发生的事故。最终，俞鸿儒弄清了事故原因并采取了防范措施，他创立的氢氧燃烧驱动方法沿用至今，没再发生过严重事故。^[35]

郭永怀在学界广受赞誉。“两弹一星”元勋朱光亚将郭永怀描述为“才华横溢、有远见卓识的著名科学家和技术领导人”，认为他理论功底深厚、思维敏捷，并且注重理论联系实际，赞扬他在中国工程物理研究院工作期间为中国核武器事业的发展做了的开创性工作。^[3]世界著名科学家钱学森曾在纪念郭永怀牺牲20周年的纪念会上称赞郭永怀是一位优秀的应用力学家，将力学理论和火热的改造客观世界的革命运动结合起来了。^[7]中国工程院原副院长杜祥琬亦曾在追忆郭永怀的感人事迹时表示郭永怀是中国知识分子的表率，是中国共产党人的表率。^[21]清华大学工程力学研究班第一届学员、中国科学院院士张涵信则直言“彬彬有礼的郭永怀先生，对力学工作十分严肃认真。”^[7]

2003年，中国科学技术大学在建校45周年校庆前夕筹集专款20万元设立“郭永怀奖学金”，旨在缅怀郭永怀对该校的创建及发展所做出的重要贡献，激励广大青年学子献身科学、报效祖国。^[37]此外，中国科学院力学研究所亦设有同名奖学金。^[38]2018年7月，国际小行星中心宣布编号为212796号的小行星被永久命名为“郭永怀星”，旨在纪念郭永怀对中国科研和教育事业的贡献。^[39]中国科学院大学理论与应用力学专业开设的“郭永怀结构力学实验班”于2020年首次招生，它设立了通识化课程体系和实践课程，注重培养学生的创新意识和实践能力，瞄准新时期“上天、入地、下海”国家重大战略需求中的关键科学问题。^[40][41]

在康奈尔大学任教时，由于郭永怀从事科学研究工作，经常会接触到一些机密资料，于是美方就要他填一张调查表，其中一项是：“你为什么要到美国来？”郭永怀回答：“到美国来，是为了有一天能回去报效祖国。”另有一项问：“如果发生战争，你是否愿为美国服兵役？”郭永怀回答：“不。”由此，郭永怀不仅失去了涉密资格，也上了美国政府的黑名单。^[9]

郭永怀回国后，把早年在国外的积蓄和认购的经济建设公债共48460余元，全部捐给了国家。48460元在郭永怀捐赠时能在北京买下二十几座四合院。^[42]

时任中国科学院力学研究所的研究员眭璞如曾问过郭永怀：“为什么您与钱学森所长从来没有不同意见，是不是让着钱所长？”郭永怀则笑着回答：“他是师兄嘛！有什么不同意见我们俩在一起时说。”钱学森也同样尊重郭永怀，遇到问题总会问一问郭永怀的意见。^[43]

郭永怀启程回到中国前，康奈尔大学的同事们为他举办了送别野餐会，一向恬静沉默的郭永怀高喊着，然后把自己尚未发表的论文手稿全部一页一页扔进了炭火堆，在场所有人都惊呆了，夫人李佩也感到无比惋惜。郭永怀却说：“没关系，知识都在科学家的脑袋中，他们拿不走。”^[3]

永怀亭是中国空气动力研究与发展中心为了纪念郭永怀而在大院的松林山上建设的纪念亭，名称由张爱萍将军亲自书写。^[29]

郭永怀故居是一座具有典型胶东民居特色的海草房院落群，位于山东省威海市荣成市滕家镇西滩郭家村，占地面积约4000平方米，内设置4个展区，主要展示郭永怀生活场景、生平事迹、家族历史等内容。^[24]

郭永怀事迹陈列馆位于山东省荣成市博物馆一层，展览面积超过2000㎡，于2016年10月正式投入使用。陈列馆分为“荣成赤子、潜心求学”“义无反顾、毅然回国”“两弹一星、功勋卓著”“儒家情怀、大师风范”“献身科学、以身许国”“怀瑾佩瑜、爱在天际”“高山仰止、风范永存”七部分，借助多媒体、场景复原等形式讲述郭永怀的事迹。^[44][45]此外，该陈列馆还打造了“郭永怀事迹宣讲团”和“永怀讲堂”两个社会教育品牌。^[46]

2018年7月，国际小行星中心将编号为212796号的小行星永久命名为“郭永怀星”。^[47]

郭永怀诞辰114周年活动于2023年4月4日，在山东荣成举办。^[48]