郭永怀，1909年出生于山东荣成县一个农民家庭。他从小放牛拾柴，因家境贫寒9岁才上学，先后在石岛镇明德小学、青岛大学附中就读。他成绩一直拔尖，受到校方特殊对待和奖励，初中毕业后考上了南开大学预科理工班。一个农民的孩子能够走上这样一条道路，在当时社会极为罕见，因此他特别珍惜学习的机会，于1933年又考入北京大学物理系。毕业后，他被著名光学专家饶毓泰留作助手和研究生。

1937年，卢沟桥炮声响起后，郭永怀与北大师生们一起南迁，历尽艰苦跋涉到达昆明，在新建的西南联大改学航空工程。1939年，他考上了中英“庚子赔款”留学生。在上海登船前，他发现领到的护照竟是由日本政府所签发，怒不可遏，毅然放弃这次机会。八个月后，郭永怀接到加拿大的留学通知，进入多伦多大学。他只用半年就取得了数学硕士学位，接着便选择了空气动力学的一个重要理论问题作为博士论文题目。因导师认为这一课题难解，他去美国加州理工学院向航空大师冯·卡门请教，并与在那里学习的钱学森、钱伟长等结为好友。1945年，郭永怀获得博士学位后，到美国康奈尔大学任教，不久就担任了副教授、教授。

1956年，郭永怀冲破美国政府的阻挠，携全家回到祖国。经先期回国的钱学森推荐，他担任了中国科学院力学研究所副所长。郭永怀在回国后的12年间，一直追求进步，加入了中国共产党，把稿酬作为党费上交，并将从国外带回的电动计算机、排风扇交给公家使用。

1960年，中央决定自行研制核武器后，105位科学家组成了一支特殊的科研群体。郭永怀担任了九院的副院长，主管力学部分，并负责武器化的设计指导。1963年，他与科研队伍迁往青海新建的基地，在恶劣自然条件下经常风餐露宿，解决了许多重要的动力难题，被戏称为核研究领域的“三尊大菩萨”之一（另两尊是理论、试验部门的负责人）。

1964年10月和翌年5月，我国第一、第二枚原子弹先后爆炸试验成功，周恩来、邓小平专门为郭永怀等科学家摆了庆功宴。1965年以后，郭永怀在参与氢弹研制的同时，又参加了人造卫星的设计。与此同时，为了完成援外任务，他还担任研制一种单兵肩扛式防空导弹的总设计师，只用了不到半年时间就奇迹般地制成了这种超低空的地空导弹。

1968年12月5日，郭永怀从青海试验基地赴北京汇报。飞机降落时发生坠毁事故，他不幸遇难，时年59岁。同年12月25日，国家内务部追认他为革命烈士。

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