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惊人天赋
1909年，郭永怀出生于山东荣成滕家镇郭家村，是家中的第四个孩子。
郭家世代务农，父亲郭文吉也只是粗通文墨，所以尽管郭永怀从小就聪颖好学，但直到他9岁那年，才有机会到本家三叔郭文秀开办的学堂里读书识字。
一旦有了读书的机会，郭永怀就表现出了惊人的天赋。
1922年，13岁的郭永怀因为勤奋好学，被送到石岛镇的明德小学读高小；1926年，17岁的郭永怀以优异成绩考取了青岛大学附属中学，成为家乡的第一个公费中学生；1929年，郭永怀又如愿考取了南开大学预科理工班，成为家乡的第一个大学生；1931年，郭永怀转入本科，选择了物理学专业，成了当时国内知名教授顾静薇的学生；两年后，顾静薇推荐郭永怀进入北京大学物理系深造。
1938年夏天，改变郭永怀命运的一场考试来临。
当时的“管理中英庚款董事会”举办了第七届留英学生招生考试，拟录取名额20人，但报名人数超过3000人。郭永怀报考的航空工程空气动力学专业只招一人，但有50人报名。
郭永怀发挥出色，5门功课总分超过了350分，没想到的是，居然还有两个考生和他考的分数一模一样，三个人并列第一。
三人同分，只招一人，怎么办？经过董事会讨论，破格将这三人全部录取。
和郭永怀同分的那两个人，一个叫钱伟长（后来成为著名科学家、教育家），一个叫林家翘（后来成为著名数学家、天体物理学家）。
1940年1月，郭永怀和几十个被选中的学子在上海集合，准备前往海外留学——当时正值二战，英国进入了战争状态，只能将这些学子送到各个英联邦国家去学习。
在辞别亲人上船之后，郭永怀他们忽然发现：自己的护照居然是由日本政府签发的，上面还写着：“允许在横滨停留三日，上岸游玩。”当时，中国正在日本的侵略下陷入苦战，这群学生立刻向英国代办人员提出抗议，要求更改护照。英国人表示绝不更改，要么你们就不要去留学了。
面对来之不易的机会，不少人陷入了沉默。这时候，平时沉默寡言的郭永怀站了出来：“不出国就不出国。中国人要有自己的骨气。”
于是，一群学子拿着行李走下了即将起锚的轮船。幸好，经历了多番波折后，郭永怀他们还是踏上了留学的旅途。
图为1940年8月，第七届中英庚款留学生在俄国“皇后号”邮轮上。后排右三为郭永怀，前排左一为林家翘，前排左五为钱伟长。图源：“纪念郭永怀先生”官网，中国科学院力学研究所
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卓越贡献
事实证明，这批留学的中国学子，确实是当时精英中的精英。
郭永怀、钱伟长和林家翘三个天才一起被送到了加拿大的多伦多大学应用数学系，三人都只花半年时间就拿到了硕士学位。
1941年，郭永怀进入美国加州理工学院空气动力学研究中心学习。当时，该研究中心的古根海姆航空实验室（GALCIT）是全世界顶级的研究中心，因为主持人是世界气体力学的大神级人物：冯·卡门。郭永怀遇见了一个好老师，同时也认识了一生的知己——师兄钱学森。
在学习期间，郭永怀主动提出要进行“跨声速流不连续解”的研究，这是当时空气动力学领域最前沿的课题。凭借这方面的研究，郭永怀顺利拿到了博士学位。
1946年，冯·卡门的学生威廉姆·希尔斯准备在康奈尔大学创办航空工程研究院，冯·卡门立即向他推荐了自己的得意弟子郭永怀。正准备去麻省理工学院教书的钱学森一路开车，将师弟郭永怀送到了康奈尔大学。
去康奈尔大学任教的郭永怀一头扎进了飞机突破声障的研究中。当时，刚刚实现超声速飞行的飞机普遍面临一个巨大困难：一旦飞机速度接近声速，阻力剧增，操作失灵，往往会机毁人亡。很多人甚至认为，突破声障其实是不可能的。
但是，郭永怀凭借自己的研究，发表了一系列引起业界轰动的论文，开创了一套全新的计算方法，为人类实现声障突破做出了重要贡献。
1946年5月，美国加州理工学院的钱学森和郭永怀向美国国家航空顾问委员会（NACA）—美国国家航空航天局（NASA）的前身提交了《可压缩无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》论文，解决了跨声速流动中的理论和计算问题，大大促进了超声速飞行器的设计。
此照片摄于1947年2月，题为《与美国宇航精英同列的中国科学家》。第一排左起第三位是钱学森，第一排右起第四位是冯·卡门，第二排左起第一位是林家翘，第二排左起第三位是郭永怀。
由于在空气动力学和应用数学方面的卓越表现和贡献，郭永怀在美国业界声名鹊起，很多大学纷纷邀请他前去任教或做讲座，相关企业也开出高薪挖他去工作。郭永怀已经是康奈尔大学的教授，而且是航空工程研究院的三个核心主持人之一，在美国有车有房，生活过的非常舒适。但他心中的一个念头却从未打消过，这个念头在1949年之后更加强烈，那就是回国。
当时有朋友劝他：你在这里什么都有了，将来孩子在这里也能接受更好的教育，为什么还要回到那个贫穷落后的国家呢？
郭永怀的回答是：“家贫国穷，只能说明当儿子的无能。我自认是一个中国人，有责任回去和大家一起建设祖国。”
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艰难回国
但是，回国没有那么容易。
刚到康奈尔大学时，郭永怀就做出一个声明：“我来贵校是暂时的，在适当的时候会离开。”由于从事航空工程研究会接触不少机密资料，当时放到郭永怀面前的有一张表格，其中一项是：“如果发生战争，你是否愿意为美国服兵役？”郭永怀毫不犹豫填写了“不”。此后，他就失去了进一步查阅机密资料的权利。
1950年，钱学森因为提出要回国而遭到关押，并且被抄家检查。同时，郭永怀的出国自由也开始受到限制，连去英国讲学也无法获批。这样的情况一直持续到1955年，中国和美国在日内瓦大使级会谈中达成一致，允许中国在美国的留学生和科学家回国，钱学森终于率先回国。
钱学森回国后，郭永怀的归国之心更加迫切，天天和自己的妻子李佩商量回国的事情。其间，康奈尔大学开出了非常高的薪酬待遇想留住郭永怀，台湾当局也派人许以优厚待遇让他去台湾，但郭永怀从来没有改变过主意。
终于，定好的回国日期越来越近。为此，郭永怀做了一个特殊的准备：他将自己十多年来积累的大批科研资料和讲义手稿，统统付之一炬。
李佩回忆，她知道这些手稿是丈夫多年来的心血，所以忍不住阻止，但郭永怀边流泪边继续烧：“这些东西是带不走的，都装进我脑子里了。”
郭永怀这么做，很大原因是师兄钱学森回国时，所带的800千克书籍和笔记本全都被美国海关没收了。
就在烧掉手稿的第二天，康奈尔大学航空工程研究院的院长为郭永怀夫妇践行，举办了一个大型的野餐会。在野餐会上，郭永怀又当众烧掉了他一部即将完成的书稿。在场的师生看着闪闪的火光，都默然不语。
1956年9月30日，郭永怀夫妇终于和几位中国科学家一起，登上了回国的“克利夫兰总统号”轮船。但就在轮船即将启航的那一刻，美国移民局和联邦调查局的人忽然登船，要求搜查所有回国的中国科学家的行李。李佩后来回忆，她那时候才知道丈夫烧掉所有书籍手稿是多么明智。
在延迟了2小时之后，“克利夫兰总统号”终于拉响了启航的汽笛。那一年，47岁的郭永怀，终于回国了。
图为郭永怀（左）和夫人李佩（中）在回国的船上。
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投入工作
郭永怀回国后，受到了毛泽东和周恩来的亲自接见。
当周恩来问郭永怀有什么要求，郭永怀只说了一句话：“我想尽快投入工作。”
1956年底，中国力学研究中心成立，钱学森担任所长，郭永怀担任常务副所长。第二年，力学研究中心和清华大学合办了工程力学研究班，郭永怀担任班主任和主讲人。1958年，中国科学技术大学创建化学物理系，郭永怀出任首任系主任。在这期间，郭永怀创办了《力学学报》和《力学译丛》，并翻译出版了大量力学学术名著，和钱学森一起，成为中国近代力学事业的奠基人之一。
与教学研究工作相比，郭永怀之后参与的工程更艰巨，也更重要——制造中国自己的核武器。
由于当时中苏关系破裂，苏联撤走了所有相关技术专家和技术设备、资料，中国的“两弹”工程陷入困境。在一无图纸、二无资料的情况下，郭永怀临危受命，和王淦昌、彭桓武组成了中国核武器研究最初的三大支柱。当时九院（现中国工程物理研究院）成立了四个尖端技术委员会，其中郭永怀领导的是场外实验委员会，负责进行核武器研制的实验和武器化。
在原子弹的研制过程中，郭永怀一方面为科研人员传授爆炸力学和弹头设计的基本理论，一方面迅速建立实验室，研究结构强度、振动和冲击等方面的数据，同时还负责指导反潜核武器的水中爆炸力学和水洞力学等相关研究工作。尤其是在爆轰物理实验中，郭永怀带领团队反复实验，克服了各种困难，提出“两路并举，最后择优”的方法，为中国第一颗原子弹爆炸确定了最佳方案，这个方案后来被整个中国第一代核武器沿用。
图为郭永怀（右一）和钱学森（右二）在试验基地查看爆炸成型实验结果。
1963年，郭永怀随核武器科研团队一起迁到了核武器研制基地。已经年过半百的郭永怀和中国第一代研发核武器的科研工作者们一起，忍受最低零下40摄氏度的严寒和寸草不生的荒凉，以及高原反应带来的心悸、胸闷、浮肿，夜以继日地反复计算、研究、实验、爆破，一步一步顽强地把中国原子弹实验推向成功的那一天。
1964年10月16日，新疆的罗布泊上空升起了一道蘑菇云——中国的第一颗原子弹试爆成功。
在欢呼的人群中，郭永怀流着眼泪，累得瘫软在了地上。
原子弹试爆成功后，郭永怀的使命并没有结束。在参与氢弹和导弹研制的相关工作之外，1965年9月，中国第一颗人造卫星研制工作重新启动，郭永怀受命参与卫星本体及返回卫星回地研究的组织领导工作。
长时间高强度高密度的工作，让郭永怀完全没有了自己的业余时间。他喜欢听音乐，曾从美国带回来两箱唱片，结果连封都没拆，最终送给了中央人民广播电台。他爱好集邮，曾收集了三大本，结果全送给了邮政总局。他还喜欢摄影，结果忙得连镜头都没空摸一下。
由于要经常往返试验基地和北京，为了节约时间，郭永怀一直选择坐飞机。当时中央为了确保安全，不鼓励郭永怀这批科学家坐飞机，周恩来也专门为此事叮嘱过。但郭永怀为了追时间赶进度，还是乘飞机，且喜欢选择夜航飞机，因为他认为在飞机上打个盹儿，第二天抵达了还不影响白天工作。
1968年12月4日，郭永怀再一次选择了乘坐一架夜航的飞机。
图为20世纪60年代初，郭永怀、李佩和女儿郭芹在北京家门口。
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不幸遇难
在那年10月初，郭永怀去核试验基地参与中国第一颗热核弹头的发射试验准备工作，一直待到了12月初。
12月4日这天下午，郭永怀在实验中发现了一条重要的数据线索，当即就表示要飞回北京汇报。他打听到当晚有一架飞机飞往北京，就要坐车去赶飞机。
当时有同事劝他别坐夜航飞机，第二天早上再走。但郭永怀还是那句话：“晚上飞省时间，打个盹儿就到了。第二天不耽误。”
在赶到机场等飞机的间隙，郭永怀还专门听取了课题组成员的汇报，然后就登上了飞机。
5日凌晨，郭永怀搭乘的那架飞机在北京首都机场徐徐降落，但在距离地面400米的时候忽然失去了平衡，挣扎几下后，坠毁在了离机场只有1公里的玉米地里。
机上搭乘的乘客和机组人员一共14人，只有1人重伤生还。他在回忆当时坠机前的场景时说，就记得郭永怀大叫了一声：“我的材料！”
救援人员来到坠机现场的时候，13具遇难尸体已经被烧得面目全非，散落一地。但是，有两具尸体却紧紧抱在一起。
当救援人员费尽力气将两具已经烧得焦黑的尸体分开后，发现两具尸体的胸部中间，夹着一个几乎完好无损的公文包。打开公文包，里面装的，就是郭永怀要到北京汇报的那份热核导弹试验数据文件。
经辨认，这两具尸体，一具是郭永怀，另一具是他的警卫员牟方东。在场的救援人员，当场痛哭。
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精神永存
郭永怀遇难，震动四方。周恩来要求彻查失事原因，结果是飞机导航系统在最后关头出了故障。
钱学森听到消息后痛哭失声，后来他写道：“就那么10秒钟吧，一个有生命、有智慧的人，一个全世界知名的优秀力学研究专家就离开了人世。生和死，就那么10秒钟！”
遇难消息传来，郭永怀的妻子李佩没有落泪，却一个人走到阳台上，望着远方，长时间不说一句话。2007年，李佩将自己的毕生积蓄60万元通过电汇的方式，分两笔捐给了中国科学技术大学和中国科学院力学研究所设立的“郭永怀奖学金”。当有人问李佩是否要搞个仪式时，她回答：“要什么仪式，捐了就捐了。”
被誉为“中国应用语言学之母”的李佩于2017年1月12日因病去世。图源：中国科学院力学研究所
1968年12月25日，中央授予郭永怀“烈士”称号。27日，郭永怀遇难22天后，依据他用生命保护的重要资料，我国第一颗热核导弹试爆成功，氢弹的武器化得以实现。
1970年4月，由郭永怀参与设计的东方红一号人造卫星成功发射。
1999年9月18日，23名为“两弹一星”工程做出卓越贡献的中国科学家，被国家授予“两弹一星功勋奖章”，郭永怀是该群体中唯一一个在核弹、导弹和人造卫星三方面都做出贡献的科学家，也是唯一一名烈士。
2018年7月，国际小行星中心正式向国际社会发布公告：编号为212796和212797的小行星，被永久命名为“郭永怀星”和“李佩星”。
每当我们抬头仰望，指引我们前进方向的，永远是那片璀璨的星空。
参考资料：
1.《永不陨落的“两弹”之星—共和国“两弹一星”功臣郭永怀追记》（金志涛、王士波、许运江、孙宗勇、田宏耀、卢杰，《科学新闻》，2000年第49期）
2.《科学家“烈士”郭永怀》（王志学，《春秋》，2017年第1期）
3.《“两弹一星”元勋郭永怀》（姜宗怀，《联合日报》，2018年8月25日第001版）
4.《一张照片发现两颗小行星郭永怀李佩夫妇成为“夜空中的星”》（屈畅，《北京青年报》，2018年7月21日）
5.《感动中国2017候选人物—李佩郭永怀》（央视网，2017年12月21日）
6.《被遗忘的一代人—写在郭芹去世20周年之际》（王丹红，财新网，2016年12月20日）
7.《记“应用语言学之母”李佩先生：创新者永远年轻》（王丹红、吕庆其、顾迈男、刘志峰、张苏，科学网，2015年9月10日）
8.《郭永怀：“两弹一星”元勋中的烈士》（观察者网，2016年5月10日）
9.《写在〈郭永怀文集〉的后面》（钱学森，1980年1月16日）
10.《两弹元勋郭永怀和夫人李佩的世纪传奇》（侯朝阳，《世纪风采》，2018年第5期）
11.《李佩：98岁的郭永怀夫人和她的国》（王丹红，知识分子网站）