清华大学校史馆 王向田
郭永怀（1909-1968），国际著名的应用力学家，应用数学家，中国近代力学事业的奠基人之一，“两弹一星”功勋奖章获得者中唯一的烈士，他对我国的国防工业作出了重大贡献。2009年适值郭永怀先生诞辰100周年，谨以此文记述二、三事，表达对这位杰出爱国科学家的深深怀念和敬意。
科学救国
1909年4月4日，郭永怀出生在山东荣成县西滩郭家村。1929年进入南开大学预科理科班。1931年7月，由于他对光学的兴趣，升入南开大学物理系。1933-1935年在北大物理系就读，毕业后当助教兼做研究工作。抗战爆发后他辗转跋涉到昆明西南联合大学半工半读。国难当头，增强了郭永怀科学救国的信念，他觉得要使国家强盛起来，首先要发展军事科学技术，发展航空事业。为此，他放弃了专修光学的夙愿，立志改学航空工程。抗战期间，西南联大同样有许多教师也放弃或暂停原来的专业，学习或研究与国防有关的学科。当时与航空密切有关的力学学科正蓬勃发展，物理系的周培源教授由原来的广义相对论转向弹道学和流体力学研究，并在联大开设《流体力学》课程。郭永怀从学习这门课开始，步入空气动力学学习和研究的科学道路。
1939年春天，中国教育界传出一段佳话：报考第七届留英公费生力学专业的有 50 多人，公布分数时，竟有三人同登榜首，这三人就是郭永怀、钱伟长、林家翘。可是力学专业的名额只有一个，经过叶企孙和饶毓泰等教授力争，这三位高材生得以同时被录取。正当这批留学生聚集香港准备从海路前往英国时，欧战爆发了，英国对德宣战，无法接纳中国留学生。郭永怀等人只好返回。1940年1月，经中国英庚款委员会与英方协商，英国政府同意这批学生转到英联邦成员国学习。留学生们从上海登船出发准备赴加拿大留学。上船后留学生们才拿到护照，打开一看，上面竟有日本领事的签证，允许在横滨停船三天并上岸游览。留学生们怒不可遏，他们向英代办提出强烈抗议：“这不行，中日已经断交，我们不能接受这个签证”，当即带着行李下船。这时第二次世界大战已经全面爆发，在纷乱的时局下，还能出国留学是非常不容易的。为捍卫民族尊严，他们宁可牺牲难得的留学机会，也决不接受侵略者的签证。几经交涉后，直到1940年8月，这批学生第三次接到通知在上海集合，再度出发，终于成行。
1940年9月郭永怀到加拿大多伦多大学，在应用数学系系主任辛格（J. L. Synge）教授的指导下从事研究，只用了半年多的时间就完成了硕士学位论文。他出色的工作得到导师的赞赏。
1941年5月，郭永怀来到美国加州理工学院航空系，在著名力学家冯•卡门的指导下从事可压缩流体力学，特别是跨声速流动的不连续解研究，以优秀成绩获得博士学位。那段时间在加州理工学院航空系的工作、学习的中国人还有钱学森、林家翘、钱伟长等。
1946年，郭永怀受聘于美国康奈尔大学，是康奈尔大学航空研究院的三个主持人之一。1946-1956年的十年是他科学研究的黄金时期，他着重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。与此同时，他发展了Poincare，Lighthill的变形参数与变形坐标法，它可解决边界层前缘的奇异性。为此，钱学森于1956年在“Advances in Applied Mechanics”上发表文章，将这一方法命名为PLK方法。郭永怀因在跨声速与应用数学方面的两项重大成果而扬名世界。1955年7月，他在康奈尔大学晋升为终身教授。
郭永怀是怀着科学救国的愿望漂洋过海、寒窗苦读的，在国外工作期间，他一直在等待机会，用他的科学知识为祖国服务。在受聘于康奈尔大学时，他就向校方表示：“我来贵校是暂时的，将来在适当的时候就要离开”。在是否申请接触机密资料的表格栏中他填了“不”。对于让他申请加入美国籍的来信，他一概置之不理。他平时很少参加社交活动，但在新中国成立前夕，他参加了“留美中国科学工作者协会”康奈尔分会，还经常把活跃分子请到家中，热烈地讨论祖国的命运和未来。
50年代初，美国政府不允许钱学森回国并限制他的人身自由。钱学森向多年的知己郭永怀倾诉回国的迫切心情和满腔愤怒。两人握手相约，一有机会就立即回国。朝鲜停战后，在中国政府的努力下，机会终于来了。1955年10月钱学森回国，郭永怀更是归心似箭。1956年11月，他毅然放弃了优越的科研、教学和生活条件，回到了阔别16年的祖国。
冷静、严肃的科学态度
回国后，郭永怀受到党和政府及科技界的热烈欢迎，他立即投身于社会主义建设事业中，把主要精力放在组织、领导国内的力学与国防科研上。他先后担任了中国科学院数学物理化学部学部委员，力学研究所副所长，力学研究所与清华大学合办的工程力学研究班班主任，二机部九院副院长，中国科学技术大学化学物理系主任等职。他是我国近代力学事业的奠基人之一，参与制定了我国的力学学科的发展规划，积极倡导开展新兴力学学科的研究。他对我国的国防工业作出了重大贡献，参加了许多重大的工程和项目。他大力倡导发展我国的航天事业，并就许多技术问题，如运载工具、推进剂、姿态控制、气动力、气动热等发表了许多重要见解，他还参与组织、领导中国科学院的人造卫星本体设计，参与地空导弹的研制工作。
对待学术，他一向严肃认真，他的学生们对此记忆犹新。为解决力学人才缺乏的问题，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，招收在职高校教师、工厂及企业部门的在职技术干部、高等工科学校四年级以上学生，学制两年至两年半，先后办了三届，学员300多人，他们成为我国首批力学科研和教学方面的骨干，为我国经济和国防建设、高等教育事业的发展做出了重要贡献。郭永怀和钱伟长组织并领导力学研究班的工作。郭永怀在1958、1959年还曾担任班主任。他还亲自执教，讲授《流体力学概论》。张涵信（清华大学工程力学研究班第一届学员，中国科学院院士）回忆：“彬彬有礼的郭永怀先生，对力学工作十分严肃认真。他甚至连Supersonic是翻译成超声速还是超音速，Euler的名字为什么翻译成欧拉等都讲究。他主张读经典著作，他说这Prandtl的时代是流体力学的丰收期。Prandtl本人是个大权威，有学识有经验，书写得全面深刻，因此应该学习他的‘流体力学概论’。后来我跟他做研究生，他告诉我，气体力学应该学Oswatisch的，理论物理应该学习Landau的，这些都有经典的味道。”
郭永怀为人朴实正直，坚持真理，不去迎合潮流，在如火如荼的政治运动中，他勇于站出来讲真话，制止不利于科学事业发展的行为。
1958年1月，郭永怀开始担任《力学学报》主编，他一丝不苟，严格要求来稿的科学性和创造性。1957年反右中，钱伟长被打成右派。郭永怀对钱伟长的学术功力有很深的了解，仍然请他担任编委。有一次，一位名牌大学知名教授向学报投稿。钱伟长在审稿时，发现论文中竟有51个基本错误，所以提出论文不宜发表。那位教授向编委会提出“左派教授的文章不许右派教授审查”，对此郭永怀不屑一顾，他说：“我们相信钱伟长的意见是正确的，这和左、右无关。”
1958年，开展了以教育与生产劳动相结合、勤工俭学为中心的“教育革命”，高校师生积极把教学、科研和生产实践紧密结合起来，取得了显著的成绩。但随着运动的深入，工作中某些方面出现了“左”倾错误。有些人通过向空中扔十字架用库达——儒可夫斯基定理不好解释，就认为这个定理不对了；通过观察荷叶上的水滴可自由运动，就说NS方程的边界条件是不对的；通过当时设计部门说，飞机的阻力现在还不能用边界层理论算，就认为边界层理论没用。这些头脑发热的人请来郭永怀，想让他赞同他们的观点，和他们一起搞教育革命。不料郭永怀又生气又宽容地说：“我常想，一个新发现，要推翻什么东西，应该有以下工作。第一，要经过慎重的思考，你们说的问题，没有经过慎重的思考，只看到了表皮现象，就做结论。第二，要有真正的胆识，敢于做研究。你们对荷叶是很有胆量，但不是科学的胆识。第三，要有毅力，可以提出问题，研究问题，要有非搞清楚不算完的毅力，你们不是这样，是凭一时的热情冲动。”他这番话，讲得学生们心服口服。
火一样的献身精神
新中国的核科技事业始于50年代初。实现核爆炸的技术里有许多工程力学问题，1957年初，二机部副部长钱三强约见钱学森，让他推荐从事这方面工作的技术负责人人选，钱学森毫不迟疑地说：“我看郭永怀完全可以胜任！他学术上造诣很深，而且作风正派，工作扎实，现在又担任力学所副所长。” 1960年5月郭永怀来到九院，投入核武器研制事业中。
在原子弹研制初期，王淦昌负责物理实验，彭桓武负责理论设计，郭永怀负责力学方面的技术领导工作。从理论设计到具体计算，他忘我工作。对于原子弹，他提出用特征线法进行了爆轰波理论计算，并与理论物理学的研究结果相结合，实现了较为优越的引爆方式。1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹装置爆炸试验取得圆满成功，当时郭永怀就在爆炸现场。当闪光火球和蘑菇云冉冉升起时，他完全忘却了紧张和疲劳，内心充满了喜悦和激动。
郭永怀对我国核武器研制的贡献是多方面的，凭借着在爆炸力学、气体动力学、空气动力学、飞行力学等诸多学科领域的渊博知识，他对内爆过程、结构设计、气动外形、环境试验等许多关键技术问题进行指导，为我国的原子弹、氢弹及其武器化、系列化呕心沥血，无私奉献。从实现原子弹的武器化、实用化出发，郭永怀主张对核航弹的结构、外型、弹道、引信与环境试验等问题进行预研，从而改善了航弹的增阻特性。他还竭力主张对导弹核武器进行声致疲劳和冲击试验，以保证武器系统的安全与可靠性。对于氢弹，他提出了航空中常用的结构形式，使弹体重量明显减轻。他还提出增加性能良好的减速装置。1967年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功。
为我国的核武器事业郭永怀贡献了全部心血乃至生命。为了取得第一手资料，他经常亲临西北核武器研究基地进行试验。为了节省时间，他总是喜欢坐飞机。当时国内航线大都是苏制的中小型客机，既不舒适，也不安全，但他坚持要乘，还尤其选择夜航，他说：“乘飞机节约时间，夜航打个盹就到了，第二天可以照常工作。”他还说：“我是学航空的，学航空的人都不敢坐飞机，那让谁来坐。” 1968年10月，郭永怀赴西北核试验基地进行我国第一颗导弹热核武器发射试验工作。12月5日，在从基地返回北京汇报时，他乘坐的飞机在着陆前失事。悲痛的人们在飞机残骸中找到郭永怀的遗体，发现他和警卫员将公文包紧紧搂在胸前，包中的机密材料完好保全。平日郭永怀不苟言笑，在他沉静的外表下却蕴藏着对祖国炽热的感情，甚至在他生命的最后一刻，他想到的还是祖国的利益。1968年12月25日，中华人民共和国内务部授予郭永怀烈士称号。
1988年，钱学森先生在纪念郭永怀牺牲20周年的纪念会上深情地说：“郭永怀同志是一位优秀的应用力学家，他把力学理论和火热的改造客观世界的革命运动结合起来了。其实这也不只是应用力学的特点，也是一切技术科学所共有的，一方面是精深的理论，一方面是火样的斗争，是冷与热的结合，是理论与实践的结合。这里没有胆小鬼的藏身处，也没有私心重的活动地。这里需要的是真才实学和献身精神。郭永怀同志的崇高精神就在这里！”
1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委决定追授郭永怀“两弹一星功勋奖章”。随着岁月的流逝，人们对他的缅怀日益深切，人们永远不会忘记他的卓越贡献，不会忘记他为国家富强、科学进步而无私奉献、英勇献身的大无畏精神。
参考文献：
1.宋健主编《“两弹一星”元勋》（下），清华大学出版社，2001年版。
2.中国力学学会、中国科学院力学研究所编《郭永怀文集》，科学出版社，1982年版。
3.郑哲敏主编《郭永怀纪念文集》，1990年版。
4.《清华大学工程力学系成立暨工程力学研究班创办五十周年庆贺文集 1958-2008》
发表于《北京党史》2009年第5期