编者按：

郭永怀所长是我国近代力学事业的奠基人之一，他长期从事航空工程研究，担负了国防科学研究的业务领导工作，为发展我国的导弹与核弹事业作出了重要贡献。1999年被授予“两弹一星荣誉勋章”，是该群体中唯一一位获得“烈士”称号的科学家。值此郭所长逝世45周年之际，我们转载上海大学戴世强教授博客中的一篇文章，以表达我们对郭所长的怀念。

郭永怀小传

李家春  戴世强

1968年12月5日，一架从我国西部核试验基地附近飞来的飞机，在北京机场着陆时失事。在这场意外事故中，我国卓越的力学家、应用数学家郭永怀同志不幸罹难。

光阴荏苒，转瞬过去了十几年。这十几年里，人们经常重复着一句话：“要是郭所长活着就好了。”这句朴实的话，寄托着人们对郭永怀同志的深切怀念。

大家为什么这样怀念郭永怀同志？是因为他是一个叱咤风云的英雄？还是因为他是个神机妙算的奇才？不，不，他是一个平凡的人，用他自己的话来说，他不过是科学道路上的一颗“铺路石子”。然而，正是他，一步一个脚印，与他的同事们一起，用辛勤的劳动开创了我国的近代力学和尖端武器事业。他是一个诚实正直的科学家。

勤奋攻读的穷学生

1909年，郭永怀出生在胶东半岛荣成县的一个海边小村——西滩郭家村。父亲务农，家境贫寒。郭永怀自幼就帮着家里拾柴禾、放牛、赶“小海”。他的叔叔是个秀才，看到郭永怀从小好学，就把他带到自己的私塾里去念书。村子里没有高小，读完私塾后，郭永怀考取了离家45里远的石岛镇明德小学。勤奋刻苦使他在班上崭露头角，并以优秀的成绩毕了业。接着，郭永怀考取了青岛大学附中公费生，成了村子里的第一个中学生。在中学里，郭永怀废寝忘食地钻研学问，成绩总是名列前茅，在自然科学方面开始显露才能。老师鼓励他在中学毕业后要继续深造。

1929年盛夏，贫穷的郭永怀孤身一人来到天津。在热心的山东老乡帮助下，打听到南开大学将招收为数不多的公费生，他以优异成绩考入南开大学预科理工班。当时，学校里有一些学生嫌郭永怀“土气”，不屑与他为伍，而郭永怀则一头扎进了知识的海洋，并且找到了三五个志同道合的“寒门弟子”，在一起组织了一个新颖的读书会——“微社”。他们平时相互切磋砥砺，星期日聚会，报告交流学习心得，数年如一日，从未间断。微社的同伴后来多数成了学者名流，其中有数学家胡世华，经济学家陈振汉等，他们把郭永怀视为忠厚长者，对他的人品学问十分佩服。

1931年，郭永怀转入本科，决心攻读物理学。南开大学当时没有物理系，他打听到电机系有一位物理学教授叫顾静薇，就投到她的门下，成了她唯一的物理专业的学生。顾先生非常赏识这位好学不倦的学生，为他单独开课。

当时，在北京大学物理系有位著名的光学专家饶毓泰教授，曾在南开任教。顾先生认为，郭永怀应该到他那儿深造。1933年，这位渴求知识的青年得到了北京大学物理系的奖学金。从此，他在名师指点下，学业上更加突飞猛进。两年之后，他成了饶先生的研究生，饶先生也为有这样一个数学、物理上造诣颇深的学生和助手而感到高兴。

抗日战争开始之后，1938年，郭永怀随校迁往昆明西南联大。这时他的兴趣从光学转向力学。当时，他借住在昆明的昆华中学高中部。一个小小的四合院里真可人才济济，其中有后来成为知名学者的钱伟长、林家翘、段学复、汪德熙等人。1939年仲夏，传来招收中英庚款留学生的消息，小院子里一时沸腾了，多数人跃跃欲试。饶毓泰教授极力推荐郭永怀应试。原先，考试委员会准备招收力学专业研究生一名，郭永怀与钱伟长？、林家翘一同应试。结果全部被录取。1940年9月郭永怀便出国开始了留学生涯。

在跨声速领域取得重大成就

1940年9月，郭永怀同钱伟长？、林家翘一道，远涉重洋，来到加拿大多伦多大学（University of Toronto）求学。他们在该校应用数学系的名教授、力学家辛吉（J. L. Synge）的亲自指导下进行学习。半年之后，他们都取得了出色的成果。该校最优秀的学生与他们相比，也相形见绌。辛吉教授赞叹说：“想不到中国有这样出色的人才，他们是我一生中很少遇到的优秀青年学者！”。郭永怀在加拿大不到一年，就完成了《可压缩粘性流体在直管中的流动》这篇具有独特见解的论文，获得了硕士学位。接着，他向辛吉教授表示要研究一个更难的题目：可压缩流体跨声速流动的不连续问题。辛吉回答说，可以做，但是很不容易啊！由于导师对此也不甚熟悉，郭永怀决心求教于当代航空大师——冯 卡门（von. Karman）。

1941年5月，郭永怀来到美国加州理工学院所在地——帕萨迪那（California Institute of Technology, Pasadena, Calif.）那里，有一大批世界上最优秀的流体力学和空气动力学专家聚集在卡门身边，有装备最为先进的古根汉姆航空实验室（GALCIT），对于立志投身于航空工业的郭永怀来说，实在是一个难得的优良环境。他向卡门陈述了自己想攻跨声速难题的想法，不料正中卡门的下怀。这位性格热情的大师对站在他面前的腼腆的青年学者十分喜爱。原来，他自己和他的同事也在探索这个棘手的难题呢！

二十世纪四十年代初期，国外航空工业蓬勃发展，已具有相当高的水平，其标志之一就是飞行速度不断提高，达到每小时700公里。可是，当人们尝试进行跨声速飞行时，也就是说，飞行速度接近声音在空气中的传播速度（约每小时1200公里）时，却遇到了极大的困难。飞机一达到这种速度，驾驶员感觉到一系列蹊跷的现象：飞机受到的阻力剧增，支撑飞行的升力骤降，舵面失灵，头重尾轻，甚至机翼、机身发生强烈振动。这一切像一堵高墙，阻挡了航空工业发展的道路，人们称它为“声障”。多少勇敢的飞行员试图逾越这一障碍，可是结果都是机毁人亡，以失败告终。难道“声障”果真是不可逾越的吗？这是摆在当时力学家和航空工程师面前的一个严重问题。

可是，要在理论上解决这个问题绝不是轻而易举的事情。这是一个难题，根本没有现成的方法可以因循。凭着郭永怀的才识完全可以避开这个难题，另走一条平坦大道，博士学位唾手可得。但是，为了科学的发展，他偏偏选择了这条荆棘丛生的崎岖小道。当时，加州理工学院的航空系正处在全盛时期，人才济济，即使在这些出类拔萃的人物中，也很少有人敢沾这个难题的边。冯卡门非常钦佩这个中国青年的无畏精神，并尽力为他创造良好的条件，使他能集中精力，攻克难关。冯卡门逢人便讲：“郭正在做一个最难的课题，你们不要用零碎事情去打扰他。”

从此，郭永怀开始了最艰苦的研究工作。

历经困难、挫折和失败，通过4年多时间的辛勤劳动，郭永怀终于在跨声速流动的研究上取得重大成就，1945年，他以坚强的毅力，完成了有关垮声速流动不连续解的出色论文，获得了博士学位。钱学森的评价是：“郭做博士论文，找了一个谁也不想沾边的题目，但他孜孜不倦地干，得到的结果出人意料。”

郭永怀在跨声速领域里的学术成就博得了世界公认。值得指出是是：他和钱学森一起提出了上临界马赫数[*]的概念。这是一项重大发现，为解决跨声速飞行的工程问题提供了理论基础。由于科学家和工程师的共同努力，人类终于在1948年突破了“声障”，跨声速飞行获得了成功。郭永怀的研究成果在其中起了重大作用。

在应用数学方面做出重大贡献

1946年，由于他在空气动力学研究方面做出了突出的成就，在康乃尔大学（Cornell？University）主持航空研究生院的西亚斯（W. R. Sears？）教授决定，聘请郭永怀前去任教。9月间，郭永怀来到美国东部风景秀丽的绮色佳城（Ithaca, N. Y.）。在那里，他度过了十个春秋，主要从事粘性流体力学研究。

十九世纪末，德国哥廷根大学（Gottingen）的数学家克莱因（F. Klein）参观了1893年在美国芝加哥举办的纪念哥伦布（C. Columbus）发现新大陆400周年展览会，感到欧洲国家要同美国抗衡，必须把自然科学应用到工业生产中去，从而建立哥廷根应用力学学派。从此，力学家们开始凭着正确的物理模型和灵巧的数学方法相结合，解决了很多对于科学和工程技术有重大意义的力学难题。郭永怀在老师、哥廷根应用力学学派的传人冯卡门的影响下，继承优良的科学传统，以科学和工程融合的态度从事研究工作。由于他擅长数学分析，因而能高屋建瓴，洞察复杂的数学方程的本质，准确无误地估计各物理量的数值关系，驾轻就熟地获得简洁、优美、合用的数学结果。他在求解跨声速问题时，就是由于他在函数论方面的高深造诣，使他比别人处于有利地位，克服速度图法（Hodograph）中的难点，捷足先登。当时，在康乃尔大学航空研究生院主要由西亚斯、郭永怀、康脱洛维支（A. Kantrowitz）三人主持教学和研究工作，他们的学术风格和专长各有千秋，但遇到数学上的疑难问题，往往要找郭永怀去解决。

二十世纪五十年代初，由于解决非线性问题的需要，奇异摄动法正在酝酿着新发展。所谓摄动法（Perturbation Method），指的是用问题中出现的小量（小参数）将未知量进行级数展开，从而使控制方程得到简化的数学方法。但应用起来，常发生奇异性困难：所得到的解有时在某些区域失败。原因在于，实际问题中常出现不同的空间、时间尺度，必须对各个区域、各个变量分别处理。上世纪末，庞加勒（H. Poincar ）用对问题中的参数也作级数展开的方法解决了部分困难；本世纪初，冯卡门的老师普朗特（L. Prandtl）在研究粘性流体力学时提出了一种办法——边界层理论[？]，把粘性起重要作用的边界层和粘性可以忽略的层外区域分头处理，再对接求解，摄动法又向前迈进了一步。此后四五十年，这种奇异摄动法一直停滞不前了。1949年，英国的莱特希尔（M. J. Lighthill）发展了庞加勒的思想，把自变量的坐标也进行展开提出了变形坐标法，解决了不少无粘性流动问题。郭永怀在考虑自己的难题时，敏感地抓住了这一新生事物，巧妙地把它与普朗特的边界层理论结合起来，大胆地应用于粘性流动问题，经过极其复杂的运算，初步解决了存在多年的不可压缩平板边界层前缘解的奇异性问题，于1953年发表了《在中等雷诺数下绕平板的不可压缩粘性流动》这篇论文，提出了准确描述平板前缘流场的新结果。之后，他再接再厉，用这一方法解决了有关的激波-边界层相互作用问题，于1956年发表了这一成果。目前这两篇文献已经成为奇异摄动理论的经典著作。1956年，钱学森在综述这一有普遍意义的数学方法时，为了纪念对此做出贡献的开创者，把它命名为PLK方法，即庞加勒-莱特希尔-郭永怀方法。

郭永怀在力学和应用数学上的一系列成就使他又一次驰名世界。英国的莱特希尔教授、日本的谷一郎教授相继邀请他前去讲学。遗憾的是，这一愿望始终未能实现。

郭永怀在栖身国外的日子里，深切怀念着处在水深火热的祖国。

新中国成立前夕，校内出现进步组织——中国科学工作者协会美国分会，他欣然参加，而且有会必到，他还经常把朋友们邀请到家里，热烈地讨论祖国的命运和未来。1949年10月1日新中国诞生了，回国探亲后的夫人李佩给他带来了祖国经历沧桑巨变的佳音。他俩恨不得立即飞回祖国，参加建设。可是，当时中美关系正蒙着一层阴影，阻力重重。

1953年，应钱学森邀请，郭永怀利用休假回到帕萨迪那。那时，钱学森情绪很坏，美国政府因不准许他归回祖国而限制了他的人生自由，他满腔怒火，心情激动，向多年的知己倾诉衷情。其实郭永怀的心情也是一样，但他克制地规劝好友说：“不能心急，也许要到1960年美国总统选举后，形势才能转化，我们才能回国。”他们握手相约，只要一有机会就立即回国。

1955年，周恩来总理在日内瓦经过外交上的斗争，并赢得了胜利，钱学森同志归国了。郭永怀更是归心似箭，1956年11月，郭永怀毅然放弃了在美国已经获得的荣誉、地位和优裕的工作、生活条件，回到了阔别多年的祖国。

开拓我国的力学事业

郭永怀回国后不久，就与钱学森一起担任刚成立不久的力学研究所的学术领导工作。当时，我国力学科学事业处在极其落后的状态，旧中国遗留下来的是一支小小的理论队伍和陈旧不堪的少量设备、仪器，许多学科是完全空白。郭永怀同力学界专家们一起运筹帷幄，认真研究了近代力学的发展方向，开拓了一些有重要意义的新兴领域。制订了学科发展规划，提出了开展力学研究的正确途径，使得我国力学界的面貌大为改观，在短短的几年内，某些方面已接近世界水平。

1957年，郭永怀经过精心准备，在力学所作了现代空气动力学研究的报告，运用他丰富的学识提出了国内空气动力学（特别是高超声速空气动力学）的发展方向，发表了许多精湛的见解。1958年春，他和力学研究所所长钱学森、党委书记杨刚毅泛舟昆明湖，给力学所制订了为“上天、入地、下海”服务的发展方向，提出了要填补原有空白，大力进行空间技术、高速空气动力学、爆炸力学和高速水动力学的研究，对力学所日后的发展产生了重大影响。

二十世纪五十年代，人类进入了空间技术时代，一些发达国家正在积极开展巨型导弹与火箭、人造卫星的研制。这时飞行器的速度已经接近或达到摆脱地球重力所必须的第一宇宙速度，于是，高超速空气动力学自然地成了力学研究的前沿阵地。高超声速流，即来流马赫数大于5的气体流动，是钱学森早年提出的一个新概念；为了使人们更加注意飞行器周围空气经过强烈压缩后的高温环境中的物理、化学现象，郭永怀把分子振动、离解和化学反应对流场有重大影响的流动称为超高声速流，并认为必须着重研究这种流动。后来的发展证实了这种预见的正确性。

看准了这一方向之后，郭永怀毫不迟疑地从理论研究和实验研究两方面组织队伍开展工作。他将北京地区的力学研究队伍组织起来了，成立了一个高超声速气体动力学讨论班，进行理论的探索和研究。由于郭永怀的出色组织和指导工作，在高超声速气体流动力学的理论研究方面，取得了丰富的成果。

在高超声速领域里，由于飞行器周围空气的强烈压缩和摩擦，造成了摄氏几千度的高温环境，普通材料制成的飞行器必定会烧融成一堆废物，因此，“热障”就像当年的“声障”一样，成为力学工作者和工程师们必须逾越的障碍。郭永怀很早就认识到，必须在飞行器表面涂上放热材料（即烧蚀材料），并且坚定地认为，与理论研究同时，必须大力开展烧蚀材料的实验研究。在国际上技术保密的状况下，国内必须因陋就简、自力更生地开展工作。六十年代初期，力学所进行了上百次大型试验；在以后的动乱的岁月里，力学所和有关单位的同志们按照郭永怀同志的想法，继续进行实验和理论研究，在极其困难的条件下摸索出行之有效的防热途径。最近，我国洲际导弹的试制成功和人造卫星的返回，标志着我国科学工作者在克服“热障”方面迈出了可喜的一步，而这里面就凝聚有郭永怀同志的一份心血。

郭永怀在从事高超声速课题的理论研究和分析计算的同时，对实验研究也十分重视。他认为，搞实验要符合中国的国情，决不能贪大求洋。在郭永怀的指导下，搞起来激波管、激波风洞，代替了大型风洞进行实验研究。他十年如一日，大力抓这两项实验设备的建设和测试工作，并建立两个研究组，在郭永怀的指导下分别承担这两个项目的研究工作。至今这两个组已发展成一个研究室，十多年来，为基础研究和国防任务提供了大量可靠的数据；而且为我国气动实验基地建设同类大型实验设备摸索了途径；更为重要的是，培养了一批既懂实验技术，又会理论分析的人才。

爆炸力学，这个近年来迅速发展的新学科也引起了郭永怀的极大关注。五十年代末期，他就亲自过问，组织起一支研究队伍。翻开他的记事本，可以看到，爆炸力学的各项任务课题始终占着重要地位。他时刻牵挂着长江三峡水电站、成昆铁路以及大型国防工程建设。在搞任务的过程中，他又经常语重心长地对大家说：“我们不能单纯地完成一项项具体任务，还要从中找出规律性的东西，这样才能有所发展，有所前进。”他给大家选定爆炸物理学方面的参考书，要求年轻人一定要读懂、读通。在他的关怀下，在当时还很年轻的室主任郑哲敏的率领下，爆炸力学研究室迅速地成长了起来。这个研究室多年来进行了成百上千次实验，完成了爆炸成型、定向爆破、穿甲破甲等方面的许多重要任务，多次获奖，为社会主义建设做出了积极贡献，并在爆炸相似律、空化理论、流体弹塑性模型等方面，为爆炸力学这门新兴学科充实了内容。

电磁流体力学是二十世纪四十年代以来出现的新兴学科，主要研究导电流体在磁场中的运动规律原来是天体物理学气体放电方面的研究领域。五十年代以来，由于能源危机迫在眉睫，也由于高速流动中的电力现象的出现，这一学科引起了更多方面的关注。郭永怀抓住这一苗头，在力学所亲自策划组织了电磁流体力学研究组（后来发展成一个研究室）。他以科学家的远见卓识，为这个组选定了三个重要的研究课题：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。在郭永怀的鼓励和指导下，这个室的同志们做出了一批成果，写出了一批专著和论文，有关等离子体稳定性的一些工作还受到了国内外有关方面的重视。这支队伍成了我国电磁流体和等离子体研究的中坚力量之一。

为研制核武器奋斗

1980年1月，钱学森同志在《郭永怀文集》后记中写道：“郭永怀同志归国后奋力工作，是中国科学院力学研究所的主要学术领导人；他做的比我要多得多（因为钱已把主要精力用于国防科研事业——笔者注）。但这还不是他的全部工作，1957年初，有关方面问我谁是承担核武器爆炸力学最合适的人，我毫不迟疑地推荐郭永怀同志。郭永怀同志对发展我国核武器是有很大贡献的。”事实确实如此。作为国防科研事业的忠诚战士，郭永怀没有辜负党和人民的重托。他认为，“千里之行始于足下”，必须首先组织起精悍的研究队伍。让大家充分掌握必需的基础科学知识。他和大家一起制订了近期、远期规划，研究措施对于飞行力学、流体力学和环境科学等方面的问题进行了细致入微的指导，并亲执教鞭，给大家讲授了爆轰学这门涉及流体力学、固体力学、高温物理学和化学的边缘学科。他事必躬亲，不仅为大家安排了各种研究课题，而且自己动手作了大量的计算工作，解决了核武器研制中的许多重大的疑难问题。为了攻克科学和工程技术难关，他亲自参加和主持各种技术委员会、研究班，讨论会，以他渊博的知识，提出很多极有价值的意见和建议，为我国核武器研究做出了积极的贡献。由于他和同志们的共同努力，我国核武器的水平在短时期内迅速接近于世界水平。1964年10月16日，当我国上空冉冉升起第一朵蘑菇云时，他正在现场附近，他的激动的心情是可以想见的。此后，他更加兢兢业业地投入新的战斗。除了参与核武器研制工作之外，他还对火箭发动机、超低空导弹、反导弹武器的研制和第一颗人造卫星的设计做出了重要贡献。

辛勤培养力学人才

郭永怀深深地懂得，要使我国的科学事业兴旺发达，光有少数老专家是不行的，必须不断地培养成千上万的后继者。因此，他把培养年轻一代的力学工作者视为自己的神圣职责。他常把自己比喻为“一颗铺路石子”，让年轻人从他身上踩过去。为培养下一代无私地贡献了自己的一切。

回国不久，他就与周培源、钱学森、钱伟长等一起，规划了全国高等学校力学专业的设置；组织领导了全国三届力学研究班；接着，他兼任新成立的中国科学技术大学的化学物理系主任，为该系的创立操劳筹划；同时，他还在该校的近代力学系开课，讲授边界层理论；他亲自带研究生，培养助手，指导一批青年搞研究工作。他循循善诱，诲人不倦，以渊博的学识和出色的指导艺术，以他的全部热情和关怀，为祖国造就了一大批优秀人才。

1962年夏，郭永怀正在为在科大开讲“边界层理论”紧张备课，同助手们一起编写讲义。他几次放弃休假疗养的机会，坚持与助手们一起紧张工作，经过几个月的时间，终于编出了第一流的《边界层理论讲义》。它篇幅不大，内容精辟，是郭永怀同志留给我们的宝贵遗产。由于他有着丰富的研究工作经验，见解深邃，因此讲课别具一格，使学生们不仅知其然，而且知其所以然，使人事隔多年依然记忆犹新。

他对青年同志的指导和帮助是启发式的，循序渐进的。一开始，他先出一个简单的题目，指定有关的参考书籍与文献；然后诱导青年同志做更复杂一些的题目，让青年同志自己去查阅文献、资料；接着，再着手做没有现成文献可直接借鉴和应用范围更广的课题，有时还要求用实验来验证所得的结果。通过这一过程，许多青年同志学到了独立进行科学研究的本领。

郭永怀不苟言笑，但对青年一代总是寄予深情，和蔼可亲。他对于所安排的头绪众多的课题，心里有一本“明细账”。青年研究人员经常会收到他写来的纸条，上面是他那刚健的手迹，往往写的是几篇可供参考的文献；有时，他亲自把书籍、文献送到青年人手里；有时，他突然跑来与大家讨论，用他考虑到的一个更好的想法来解答上次提出的问题，对于青年同志写的研究报告，他都要反复推敲，仔细修改。为了业务工作，大家可以随时去叩他的门，而他总是放下手头的工作，与来人热情地讨论。郭永怀就像一个辛勤的园丁，为培养年轻一代的力学工作者付出巨大的心血。

治学严谨？？勤奋终身

肩负着发展我国近代力学和尖端科学事业的重任，郭永怀始终有一种紧迫感。因此，他总是不知疲倦地工作着。他的工作日程表永远是排得满满的，力学所和有关单位的业务问题，事无巨细，他都要亲自过问；大批文件和科研报告需要他处理。他从不午休，晚上经常工作到深夜；他没有节假日，不是照样到所里上班，就是在家里埋头书案，博览群书。正因为他无休无止地追求着新的知识，所以对国际上近代力学和尖端技术