洪友士
(中国科学院力学研究所,北京,100190)
2013年12月5日,是我们尊敬的郭永怀先生牺牲45周年的日子。在这一特别的日子即将到来之际,我再次阅读了1982年出版的《郭永怀文集》、1990年出版的《郭永怀纪念文集》和1999年出版的《郭永怀先生诞辰九十周年纪念文集》。再一次学习了郭先生在应用力学领域的深邃学术思想;再一次感悟了郭先生为我国的力学事业和国防建设、为人类航空航天事业的杰出贡献;再一次从郭先生实事求是、虚怀若谷、追求科学、为国献身的崇高品质中受到了深刻的教育。
1939年夏,郭先生以优秀成绩考取中英庚款留学生。1940年9月,他远涉重洋,到加拿大多伦多大学,在应用数学系主任Synge教授指导下从事研究。他的出色工作受到Synge教授的赞赏。不到两年时间,他完成了《可压缩粘性流体在直管中的流动》的论文,获得了硕士学位。随后,郭先生来到美国加州理工学院古根海姆航空实验室,师从航空大师von Karman教授,进行当时空气动力学的前沿问题——跨声速流动不连续解的研究。经过4年多的辛勤耕耘,郭先生在跨声速流动的研究上取得重要结果。1945年,他完成了有关跨声速流动不连续解的出色论文,获得博士学位。随后,他与钱学森先生合作,于1946年发表了《可压缩无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》的论文,为解决跨声速飞行问题提供了关键的理论基础。关于跨声速流场的上临界马赫数描述,钱学森先生认为,这一问题“难度很大”,郭先生“知难而进”,结果“是一个重大发现”。这项科学难题,是郭先生在攻读博士学位期间攻克的。郭先生瞄准科学问题的重要关键,知难而进,潜心研究,获得突破,他的学术精神值得我们学习,是青年研究生的楷模。
1946年秋,郭先生受Sears教授之聘请,到康奈尔大学航空研究生院任教并从事粘性流体力学研究,历任副教授、教授。他在康奈尔大学工作了十年。在这期间他完成了一系列突破性的研究成果,50年代初,他发表了《在中等雷诺数下绕平板的不可压缩粘性流动》和《弱激波在平板边界层上的反射》等重要论文。这些工作的主要学术贡献是将Lighthill的变形坐标法与Prandtl的边界层理论结合起来,解决了不可压缩平板边界层前缘解的奇异性问题和激波-边界层相互作用问题。他的这些工作已经成为奇异摄动理论的经典文献。1956年,钱学森先生在Advances in Applied Mechanics上发表的综述文章,将这一方法命名为PLK方法,即Poincaré-Lighthill-Kuo方法。钱学森先生认为“这个问题比上临界马赫数问题更难,连数学方法都得另辟新途径”。
钱学森先生曾说,郭先生“之所以取得这两项重大成果,是因为他治学严谨而遇事看得准,有见识;而一旦看准,有胆量去攻关。”是因为“他刻苦的功夫,呕心沥血的劳动”。这些突出的创新成果是郭先生在中青年时期完成的。郭先生中青年时期在学术上的执着的追求与探索精神,值得力学科技工作者特别是中青年科技工作者学习。
1956年11月,郭先生放弃了在国外优越的工作和生活条件,回到了阔别16年的祖国。回国后,他先后担任了力学所学术秘书、副所长,领导了力学所的科技工作。他指导了高超声速流体力学、电磁流体力学和爆炸力学等领域的研究工作,提出了许多重要的学术思想。
在领导力学所的科技工作期间,郭先生强调研究工作与工程技术的衔接。在他1959年关于《研究工作与工程技术工作如何衔接》一文中切中时弊地指出,“对研究工作与工程技术的关系问题,认识是不一致的,这类问题如不及时解决,它可能使研究在生产中不能充分发挥作用,也可能影响研究工作的安排。”“就力学研究来说,与力学有关的任务,都是具有高度的综合性。”“一个研究机构对于一项复杂任务从头到尾,一包到底的作法是不现实的。”“理论研究和工程技术工作有区别,也应有交叉,一个研究机构不能是设计院,然而在一定程度范围内又要执行设计院的任务。”
一方面,郭先生十分重视基础研究,另一方面,郭先生十分强调基础研究与应用需求的结合。实际上这即是应用力学或工程科学的基本理念。无论是他在美国期间获得的两项重要成果,还是在回国后领导力学所的科技工作,都体现了他在这方面既是学术思想深邃的大师,又是卓越的科技领导者。不管在何种环境和条件下,他既率先垂范,又清醒地告诫大家,必须把握好研究工作与工程技术的关系。郭先生关于研究工作与工程技术相结合的思想与理念,与他的创新学术成果同样重要。这一思想不但没有过时,随着时间的推移,我们更能感受到郭先生在1959年特别强调这一问题所显示出的他对这一问题的清醒和坚定,这是郭先生留给我们的宝贵思想财富。
郭先生文章表达的思想和他的实践告诉我们,力学所必须牢牢把握工程科学学科建所的基本方针。在可能出现的强调基础研究的潮流盛行时,要特别注重基础研究与应用需求的结合;在可能出现的强调工程应用的潮流盛行时,要特别注重基础研究的布局和展开。这样,力学所才能保持源源不断的科技创新活力,保持可持续发展的良好态势。
郭先生十分重视培养力学人才。回国不久,他就与周培源先生、钱学森先生、钱伟长先生等一起,规划了全国高等学校力学专业的设置,并组织领导了力学所与清华大学合办的力学研究班。他身体力行担任了研究班首届班主任。他还兼任新成立的中国科学技术大学化学物理系的系主任,为该系的创立操劳筹划,并在中国科大的近代力学系开课,讲授边界层理论。他指导多名研究生,培养了一批力学青年工作者。他教过的学生,他指导的研究生,多数已成长为我国教学、科研和国防工业的优秀骨干人才。
在郭先生夫人李佩教授的支持和推动下,从1991年开始,力学研究所设立了以郭永怀名字冠名的奖学金,作为对力学所品学兼优的研究生的最高奖励。从那时起,每年春季,力学所都开展“郭永怀奖学金”评审。研究生们的报名和答辩、老师们的推荐和评审都如此的认真与神圣,获奖的研究生们十分珍惜获得的殊荣。每年,“郭永怀奖学金”获奖者代表都在郭先生牺牲纪念日活动中表述了深深的感言,以此表达对郭先生学术精神的世代传承和对郭先生永远的思念。
郭先生给我们留下了不朽的学术思想和科学成就,给我们留下了高尚的道德情操和行为风范,我们要将这些精神财富一代一代传下去。郭永怀的名字将与力学所研究生的培养紧紧连在一起,与力学所青年人才的成长紧紧连在一起,与力学研究所的发展紧紧连在一起!