郭永懷生平事迹介紹

鄭哲敏　　中國科學院力學研究所，北京 100080　　在郭永懷先生誕辰九十周年之際，我們聚在一起，回顧他的生平　　事迹，以表達我們對他的懷念和崇敬。　　郭永懷教授1909年4月4日生於山東省榮城縣西灘郭家村，1968年　　12月5日在北京機場因公殉難。他的生活年代恰逢從清朝末代皇帝溥　　儀登基到新中國成立直至文化大革命，這是我們國家滄桑巨變的六十　　年，也是人類從萊特兄弟第一次飛行到美國實現阿波羅登月計劃、跨　　入空間時代關鍵的六十年。郭永懷教授為我國的力學事業，也為人類　　的航空航天事業貢獻了畢生的精力，他的學術成就和高尚品德是每個　　中國人、每個力學工作者值得引以自豪的。　　郭永懷教授的一生大致可以分為四個階段：　　一、青少年時代(1919-1939)　　1919年起他在本村念初小。1922年，到石島鎮明德小學讀高小。　　1926年1月，他以優異成績考入青島大學附中。1929年夏,進天津南開　　大學預科班學習，由於他的勤奮好學，所以在班裡總是名列前茅。　　1931年7月，由於他對光學的興趣，升入南開大學物理系。1933-　　1935年在北大物理系就讀，畢業後當助教兼做研究工作。曾經和吳大　　猷等一起研究過喇曼效應。抗戰爆發後，曾在威海中學任教一個時期。　　1938年3月，威海淪陷，他又輾轉跋涉到昆明西南聯大工作，同　　時跟隨周培源先生學習流體力學，研究湍流理論。　　這一時期，他先後得到過顧靜薇、饒毓泰、周培源等教授的指導，　　不僅具備了堅實的數學物理基礎，而且也確立了科學救國的思想。　　二、出國留學時期(1939-1945)　　1938年夏天，郭永懷以優秀成績考取了中英庚款留學生。經過一　　些波折，於翌年9月到加拿大多倫多大學，在數學系主任Synge教授指　　導下從事研究。他僅以半年時間完成了「可壓縮粘性流體在直管中的　　流動」的論文，並獲碩士學位。他的出色工作受到他的導師W.R. Synge　　的讚賞。　　1941年5月，他又來到當時國際空氣動力學的研究中心，美國西　　岸加州理工學院古根海姆航空實驗室(GALCIT), 在航空大師von Karman　　教授指導下工作。他主動提出要進行當時空氣動力學的前沿問題——　　跨聲速流動不連續解的研究，並於1945年獲得博士學位。這一時期，　　有名師的指導和良好的研究環境，加之他本人刻苦努力，為他後十年　　在研究工作中取得豐碩成果奠定了基礎。　　三、受聘Cornell大學時期(1946-1956)　　1946年，W.R. Sears教授在康乃爾大學創辦航空研究院。他特聘　　郭永懷前去工作，歷任副教授、教授之職。實際上在這十年間，郭永　　懷是當時Cornell大學航空研究院的三個主持人(即Sears，郭永懷，　　Kantrowitz)之一。　　這十年亦是郭永懷科學研究的黃金時期。他著重對跨聲速理論與　　粘性流動進行了深入的研究，先後發表了「可壓縮無旋亞聲速和超聲　　速混合型流動和上臨界馬赫數」(與錢學森合作)，「關於中等雷諾　　數下不可壓縮粘性流體繞平板的流動」，「弱激波從沿平板的邊界層　　的反射」等重要文章，解決了跨聲速流動中的重大理論問題：出現激　　波的條件，激波對於氣動力的影響以及連續亞超聲速混合流的存在的　　可能性，為人類突破聲障作出了重要貢獻。與此同時，他發展了Poincare,　　Lighthill的變形參數與變形坐標法，它可解決邊界層前緣的奇異性。　　為此，錢學森於1956年在《Advances in Applied Mechanics》上發　　表文章，將這一方法命名為PLK方法。值得注意的是，郭永懷在50年　　代初就注意到高超聲速流動這一方向，研究了高超聲速激波邊界層干　　擾與離解效應。　　郭永懷因在跨聲速流與應用數學方面的兩項重大成果而馳名世界。　　四、回國工作時期(1956-1968)　　在國外工作期間，郭永懷一直在等待機會，用他的科學知識為祖　　國服務。朝鮮停戰後，在中國政府的努力下，終於出現了這種機會。　　這時，郭永懷毅然放棄了在國外的優越條件，於1956年10月回到了闊　　別16年的祖國，並立即投身於轟轟烈烈的社會主義建設事業。　　在國內工作的12年期間，他把主要精力放在組織、領導國內的力　　學與國防科研上，1957年他當選為中國科學院數學物理化學部學部委　　員，並歷任力學研究所副所長，力學研究所與清華大學合辦的工程力　　學研究班主任，二機部九院副院長，中國科學技術大學化學物理系主　　任，國家科委防護工程專業委員會副組長，國防科委空氣動力學專業　　組成員，6405工程總體組組長，國防科委空氣動力學研究院(十七院)　　籌備組副組長等職。他是我國近代力學事業的奠基人之一，對我國的　　國防工業作出了重大貢獻。　　1957年，郭永懷教授參加制訂「科學技術發展十二年規劃」，擔　　任力學專業副組長。他和力學界的其它專家一起審時度勢，分析當時　　國際上力學研究的動向，並根據我國實際情況，制訂學科近期發展規　　劃和遠期奮鬥目標，確定高等學校力學專業的課程設置，為我國隨後　　的若干年的發展方向確定方針大計。規劃的實施使我國的力學研究從　　解放初期只有少量理論工作的狀況發展到能夠通過現場測試、大型實　　驗、數值模擬和理論分析等多種手段進行重大項目研究的現代化階段。　　郭永懷教授與錢學森教授還親自倡導和關心高超聲速流體力學、　　電磁流體力學和爆炸力學等新興領域的研究工作，並且提出了許多重　　要思想和精闢的見解。　　他認為當飛行馬赫數超過5以後，介質的動能足以激發分子內部　　自由度，因此，必須考慮振動鬆弛，離解與複合，電離與中和化學反　　應等效應的影響，他將這樣一個速度範圍稱為高超聲速流動，日後的　　實踐，確實證明了他的這種預見的正確性。　　他認為在計算高超聲速無粘流體繞鈍體的流動時，應當正確分析　　激波層中物面附近(而不是激波附近)物理量的數量級關係才能獲得　　準確合理的結果。對於後身，他預見到在一定條件下會產生懸掛激波，　　他還提出了小鈍錐熵層分析方法，解釋了壓力過度膨脹和回升現象。　　他還為尋求確定激波形狀的簡易方法進行了探索。　　早在1964年，他就注意到了帶灰塵粒子的高超聲速流動。他說：　　「我總覺得彈頭通過核爆區，灰塵粒子會有影響。」他提出雲粒子侵　　蝕這個課題遠比國外要早。今天看來，雲粒子侵蝕是實現全天候攻擊　　與突防和反導彈必須解決的關鍵技術問題之一。　　他特別注意飛行器再入時的惡劣環境，即所謂熱障，多次提出解　　決防熱問題的重要意義。他大力倡導燒蝕防熱的理論和實驗工作。他　　還直接指導了湍流邊界層的傳熱研究。　　他在60年代初就提出要研究電磁波與等離子體鞘與尾跡中的流動　　的相互作用，這對於目標識別與通訊是極其重要的。　　對於高超聲速流的實驗研究，他很早就提出，根據我國的實際情　　況和國際科學技術發展的水平，我們應該走以激波管為基礎的短時風　　洞的道路，從小型開始，首先抓實驗方法與實驗技術，這樣做既快又　　節約開支。實踐證明這個決策是十分正確和有遠見的，它為力學所高　　超聲速風洞的建設與發展設計了一條成功的道路。　　關於電磁流體力學研究的目的，他指出，第一，人類將來勢必要　　從受控熱核反應中取得大量能源，而研究高溫等離子體、磁流體理論　　乃是受控熱核反應的基礎；第二，航天器返回大氣層時，也會碰到氣　　體電離及磁流體力學問題；第三，可以通過磁流體發電，直接取得能　　源。於是，他給課題組提出了三個研究方向：磁流體和等離子體穩定　　性，磁流體直接發電和同位素的電磁離心分離。郭永懷還提出了磁流　　體發電原理和原子能技術結合起來的設想。力學所爆炸力學的建立和　　發展與郭永懷的關心、指導和堅持不懈的努力密切相關。　　在大爆破課題研究的初期，由於難度大，野外工作條件異常艱苦，　　在許多同志中存在著畏難情緒，有的同志形象地說：「大爆破是黑壓　　壓的森林，進去就出不來了」。在這種情況下，郭永懷一方面要求大　　家踏踏實實地學一本書，一方面鼓勵大家深入實踐。1960年他指示爆　　破組赴廣州參加南水定向爆破築壩工程現場測量。他多次參加爆破組　　的學術討論，根據我國多山的特點，教育大家重視大爆破對國民經濟　　建設的作用，並對參加成昆鐵路建設提出了重要的意見。文化大革命　　前夕，他提出了平地堆山的設想，通過與工程兵的結合，爆破組取得　　了許多新的研究成果，包括建立新的概念，為以後爆破理論與實踐多　　方面的發展奠定了堅實的基礎。也是在60年代初期，在郭永懷等的倡　　議下，制定了我國第一個全國性有關爆炸力學的規劃。他認真聽取關　　於爆炸成形機理的彙報，並引導力學所走上與核實驗相結合的道路。　　因此，郭永懷的精心指導和培育是力學所的爆炸力學研究取得成績的　　一個重要原因。　　郭永懷對於國防工業與科研的貢獻是多方面的，涉及了許多重大　　的工程與項目。　　從1957年11月4日，蘇聯發射第一顆人造衛星起，他就參加了中　　國科學院的星際航行座談會，大力倡導我國要大力發展航天事業，並　　就許多技術問題，如運載工具、推進劑、姿態控制、氣動力、氣動熱　　等發表了許多重要見解和主張。在第四次座談會上作了「宇宙飛船的　　回地問題」的中心發言，對氣動減速、氣動加熱、燒蝕防熱、回地軌　　道設計等問題進行了細緻的分析，他還提出返地時利用舉力面的設想。　　1965年，研製發射人造地球衛星提到議事日程上時，郭永懷參加了負　　責本體設計的人造衛星設計院的領導工作。　　1959年開始，他參與並指導我國重大工程防護問題的科研工作，　　並成為我國防護工程的奠基人之一。　　60年代初，他參與和關心我所氫氧發動機和地空導彈的研製工作。　　1960年3月經中央鄧小平批准參加我國原子彈研製工作，並任二　　機部北京第九研究所副所長。他負責有關的科學技術問題，並對研製　　工作中某些關鍵性問題的解決發揮了重要作用。約於1962年任核武器　　研究所場外試驗委員會主任委員。　　1964年他參加了再入物理工程的籌備工作。他認為應將再入物理　　現象的研究作為這個項目理論研究的方向，並明確提出建立高速高溫　　物理所的主張。他親自領導了為了解再入物理現象所必須的實驗設備　　(如電弧風洞、彈道靶、高溫激波管)的籌建工作，為此花費了大量　　的心血。　　1967年，他參加了我國空氣動力學研究院的籌建工作，他擔任了　　主管技術工作的副組長，就空氣動力學服務對象、研究手段提出了建　　議。此後，他又和錢學森一起為該院規划了藍圖，對研究所的設置、　　輔助設施、人員配備及技術途徑提出了具體方案。尤其是他們對低、　　高、超聲速風洞配套工程的建設提出了明確的意見。他認為應當重點　　搞高速、超高速風洞，瞄準第一、第二宇宙速度；作為高速研究工具，　　要優先搞激波風洞，自由飛彈道靶，這樣可以投資少。考慮到這些設　　備工作時間短，他特彆強調要抓毫秒級測試技術。他所進行的大量建　　設性工作為以後氣動中心的建設奠定了基礎。　　對於原子彈，由於郭永懷提出用特徵線法進行了爆轟波理論計算，　　並與理論物理學的研究結果相結合，從而實現了較為優越的引爆方式。　　1964年10月16日，我國第一顆原子彈爆炸時，郭永懷就在現場。　　為了實現原子彈的武器化、實用化，郭永懷主張對核航彈的結構　　、外型、彈道、引信與環境試驗等問題進行預研，從而改善了航彈的　　增阻特性。郭永懷還竭力主張對導彈核武器進行聲致疲勞和衝擊實驗，　　以保證武器系統的安全與可靠性。　　對於氫彈，郭永懷提出了採用航空中常用的結構形式，使彈體重　　量明顯減輕。由於他提出要增加性能良好的減速裝置，從而保證了我　　國第一顆氫彈空投順利試驗成功。他對核武器的系列化發展，也提出　　了許多寶貴的意見。　　郭永懷為我國的核武器事業貢獻了全部心血乃至生命。1968年10　　月，郭永懷赴西北核試驗基地進行我國第一顆導彈熱核武器發射試驗　　的準備工作。12月5日當他從基地返回北京時，因飛機失事，不幸犧　　牲。　　郭永懷對我國力學事業的貢獻還很多。譬如：他關心力學刊物的　　出版，他是力學學報與力學譯叢的主編，尤其是他為我國培養了大批　　優秀人才，他們都是當前活躍在科研、教學第一線的骨幹力量。　　郭永懷同志離我們而去已整整30年了。我們懷著崇敬的心情永遠　　懷念他。在我們的心目中，郭永懷同志不僅是我們的副所長, 力學所　　各項工作的領導者、組織者和奠基者；他更是我們大家尊敬的師長，　　知心的朋友，經歷了各種艱難坎坷、並肩奮鬥、榮辱與共的好同志。　　他給我們留下的不僅是不朽的學術成就和功績，更重要的，還留下了　　寶貴的精神財富。　　郭永懷同志無限熱愛祖國、熱愛中國共產黨。他早年懷著「科學　　救國」的願望，漂洋過海，苦讀寒窗。新中國誕生的前夕，他參加了　　康乃爾大學進步的科學工作者協會。1956年，當祖國發出了向科學進　　軍的偉大號召時，他——一個遠在海外，嘗過洋人白眼的遊子，一個　　身經國內貧窮、戰亂、憂患的愛國學者，毅然地拋棄了已成名的地位　　和優越的物質條件，返回祖國。12年中，他把全副精力獻給了祖國的　　力學科研事業和國防建設事業，獻給了中國科學院力學研究所的建設　　與發展工作，獻給了我們力學科學技術隊伍的培養與教育事業。他，　　作為一個長期在國外生活過的高級知識分子，在國家遭受三年經濟困　　難的時期，和全國人民一道，同甘共苦，不畏艱難，努力奮鬥，並堅　　決地參加了中國共產黨。即使當個人的家庭、親人在文化大革命中蒙　　受災難的時刻，他仍然以國家的國防事業為重去執行任務，直至獻出　　生命。　　郭永懷同志嚴於律己，注重實幹，不務虛名。他一心撲在工作上，　　從不計較個人得失。他生活上要求甚少，工作上、學術上卻總是要求　　高標準、高水平。他常說：「錢所長有許多好主張，他看得遠、看得　　深，我們必須按他的主張去做，去實現，力學所就一定會取得了不起　　的成績。」他是力學所主管業務的副所長，事無巨細，從力學所學科　　的設置，研究室的方向、任務，課題組的人員配置、學術活動、講課，　　實驗室的建設等等，他都是親自籌劃、實施。當年像爆炸力學室的建　　立，電磁流體力學工作的開拓與進行，超高速風洞的建設和計劃，稀　　薄氣體課題的上馬等等，都是在他親自組織論證，親自講課，親自主　　持學術討論的情況下進行的。今天，這些重大的學科或課題，都已開　　花結果。多年來，他是力學所圖書委員會的主任委員，從圖書館的設　　計、圖書分類、圖書館的桌椅與燈光的安排，以至每年的訂書計劃，　　他都事必躬親，考慮得十分周到。在他任《力學學報》主編期間，他　　親自挑選編輯，審閱稿件，修改文章，一絲不苟。每一個老力學所的　　職工都永遠不會忘記郭所長當年徒步上班的形象，不論是寒冬酷暑，　　郭永懷同志十年如一日，從不休星期天和節假日，從不午休，他早出　　晚歸，埋頭書案，工作就是他最大的樂趣。在個人生活上，他簡單朴　　素，淡泊明志，他把稿酬作為黨費上繳，把電冰箱、電風扇等交給公　　家使用，他不嬌慣兒女，當許多人利用特權「走後門」的時候，郭永　　懷同志把自己唯一的女兒送去黑龍江插隊，他是真正的名副其實的中　　國共產黨黨員。　　郭永懷同志，治學嚴謹，在學術上有膽識，有見識，當他一旦看　　准，就知難而進，敢於攻關。早在40年代，當他看到研究跨聲速流場　　是突破「聲障」進入超聲速飛行的關鍵課題時，他明知處理非線性問　　題難度很大，但他不繞著困難走，而是刻苦下功夫，終於發表了「可　　壓縮流體二維無旋亞聲速和超聲速混合型流動和上臨界馬赫數」這篇　　高水平的文章。　　郭永懷同志為人正直，他對同志至誠謙讓、和藹可親，對青年循　　循善誘、嚴格要求。如果誰有了困難，他總是主動地去看望，去幫助。　　他平易近人，平時總是抽出時間到各個辦公室去走一走，看一看，大　　家都願意去接近他，請教他，有心裡話願意找他談。另一方面，在政　　治風浪中，他剛直不阿，敢于堅持真理，實事求是，不東搖西擺。當　　文化大革命時期力學所許多研究課題被迫停止，人員被調離的時候，　　平日很和藹、耐心的郭永懷同志憤怒了，他大聲疾呼：力學所不能「散」，　　基礎研究必須搞下去!他頂著壓力，採取各種措施，保護著一些研究　　骨幹不被改行，讓一些科研項目堅持下去，為力學所今日的發展保存　　了一定的實力。　　今天，我們可以告慰郭永懷教授的是：不僅我國的導彈、核武器　　取得了輝煌的成就，而且我們國家的力學事業已經得到了很大的發展。　　我們已經建立起許多研究所與完整的實驗設備，我們已經有了一支從　　事理論分析、數值計算和實驗研究的近代力學的研究隊伍，他們為我　　國的國民經濟建設作出了貢獻，在個別領域已經進入了世界先進行列。　　但是，我們應當看到，我們國家的力學研究水平同世界先進國家相比　　還有很大差距，我們的高水平研究成果還不多，還不成系統，未能形　　成學派，在我們的工作中還面臨著許多困難，力學隊伍存在著青黃不　　接的狀況。讓我們大家團結起來，以郭永懷同志的獻身精神為榜樣，　　艱苦奮鬥，為使我國的力學研究趕上和超過世界水平而共同努力!
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