关键词:他把上临界马赫数算了出来,让飞机第一次知道声障的墙在哪里;1968年冬天,一架飞机坠落前,他和警卫员把一个装着热核数据的公文包抱在胸前。

郭永怀:用胸口护住一份热核数据

郭永怀,1909年4月4日生于山东荣成,力学家、应用数学家,中国科学院学部委员,中国近代力学事业的奠基人之一。1935年毕业于北京大学物理系,1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系,1941年转入美国加州理工学院航空系,师从冯·卡门,1945年获博士学位。1946年起在美国康奈尔大学航空研究院任教,1955年晋升终身教授。1956年回国,任中国科学院力学研究所副所长,1958年起兼任中国科学技术大学化学物理系主任,1960年任第二机械工业部第九研究所副所长,负责核武器研制中的力学工作。

1968年12月5日凌晨,北京。一架从西北飞来的飞机在着陆时失事。救援人员在残骸里找到两具遗体,抱在一起,分不开。分开之后,中间夹着一个公文包,包里的文件完好无损。

一个是郭永怀,一个是他的警卫员牟方东。包里装的是中国第一颗热核导弹的试验数据。那年他五十九岁。二十二天后,中国第一颗热核导弹试验成功;12月25日,内务部授予他烈士称号。

山东荣成县西滩郭家村,1909年4月4日。他在南开大学读预科时迷上光学,1931年升入物理系,1933年转到北京大学物理系,1935年毕业留校,跟饶毓泰做光学。抗战爆发,他辗转到昆明,在西南联合大学半工半读,听完周培源的流体力学课,把光学放下,改学航空。

1939年春,第七届留英公费生考试放榜。力学专业五十多人报考,郭永怀、钱伟长、林家翘三人分数相同,同登榜首,名额却只有一个。叶企孙、饶毓泰几位教授力争,三个人一起被录取。

上海登船那天,护照上带着日本领事的签证,留学生把行李搬下船,拒绝登程,直到1940年8月才走成。

1940年9月,他到多伦多大学应用数学系,师从辛格,八个月交出硕士论文《可压缩粘性流体在直管中的流动》。1941年5月转入加州理工学院,师从冯·卡门,做跨声速流动的不连续解。这道题当时没人愿意碰:飞机接近声速,阻力骤增、升力骤减、机翼抖动,处置不当就机毁人亡,学界把它叫作声障。

1945年,他交出博士论文,里面有一个数,叫上临界马赫数。来流马赫数超过这个值,连续解就不存在,激波必然出现。1946年,他与钱学森合写《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》,把这堵墙的位置算清楚。钱学森称,这是一个重大发现。

也是1946年,康奈尔大学航空研究院请他去,与西尔斯、坎特罗维茨一同主持。他在那里待了十年,从副教授做到教授,1955年7月升为终身教授。这十年他啃另一件更难的事:激波与边界层搅在一起,老办法算不出来。他把莱特希尔的变形坐标法与普朗特的边界层理论接上,做出一个新解法。1956年,钱学森在《应用力学进展》上给它命名,叫PLK方法。P是庞加莱,L是莱特希尔,K是郭。

受聘康奈尔时,校方在表格里问,如果发生战争是否愿意为美国服兵役,他填了一个大大的不字。1956年,他把十几年的论文手稿在送别野餐会上烧掉,带着家人上船回国。他说:“我作为一个中国人,有责任回到自己的祖国,和人民一道,共同建设我们美丽的山河。”

回国后,他任中国科学院力学研究所副所长。1957年当选中国科学院学部委员,参加制定科学技术发展十二年规划。同年,力学所与清华大学合办工程力学研究班,他与钱伟长一起主持,办了三届,学员三百多人。1958年中国科学技术大学成立,他任化学物理系主任,同年1月起兼任《力学学报》主编。

1962年,两个研究生第一次见他。他对他们说:“我们这一代,你们及以后的二三代要成为祖国力学事业的铺路石子。”学生戴世强记了一辈子。他在力学所、在中科大、在九所带出的学生,后来成了中国力学和核工业的一批骨干。

1960年5月,他到了第二机械工业部第九研究所,任副所长,管核武器研制里的力学。王淦昌管物理实验,彭桓武管理论设计,郭永怀管力学。原子弹的爆轰波怎么算,他用特征线法做;引爆方式怎么定,他把计算结果与理论物理的结论对起来。1964年10月16日15时,中国第一颗原子弹爆炸成功,他在现场。1967年6月17日,中国第一颗氢弹爆炸成功。

青海基地海拔三千多米,最低气温零下四十摄氏度。五十多岁的他和科研人员一起喝碱水、住帐篷、睡铁床。他同时参与东方红一号卫星的研制,做过返回技术的前期工作;在导弹上,他是超小型地空导弹的技术负责人。

为了省时间,他总坐飞机,还专挑夜航。“乘飞机节约时间,夜航打个盹就到了,第二天可以照常工作。”有人劝他,他说:“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,他到西北核试验基地,做中国第一颗导弹热核武器的发射试验准备。12月5日,他带着资料返京汇报。飞机没有落地。

1999年9月18日,中共中央、国务院、中央军委追授他两弹一星功勋奖章。二十三位元勋中,他是唯一在核弹、导弹、人造卫星三方面研制工作中都有重大贡献的科学家,也是唯一的烈士。

1988年12月5日,纪念他牺牲二十周年的会上,钱学森说:“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。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。”

2018年7月,国际小行星中心发布公告,编号212796号的小行星被命名为郭永怀星。力学所大楼三层,他当年那间办公室还留着,桌上有计算尺、怀表,还有他牺牲时身上仅有的两件遗物:一片被火焰熏黑的眼镜片,一块停了的手表。(香港府右新闻·《时代风云》栏目组)