两弹一星早期指的是原子弹、导弹和人造卫星，在三个领域中，唯郭永怀先生一个人三个领域都涉及。而他也是两弹一星中唯一以烈士身份被追授“两弹一星”功勋奖章的科学家。

郭永怀是中国空气动力研究的开拓者，也是我国近代力学事业的奠基人。他最先发现临界马赫数，最先发现奇异摄动理论中的变形坐标法，这一坐标法的发现开创了我国的高超声速流、电磁流体力学、爆炸力学的研究先河。

1909年4月4日，郭永怀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。又于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。

郭永怀提出了临界马赫数的概念。1941年郭永怀到当时著名的国际空气动力学的研究中心美国西岸加州理工学院古根海姆航空实验室深造。后与钱学森通力合作的一篇数论论文，首次提出了临界马赫数概念，并得到了实验证实。临界马赫数的提出，成为一座里程碑，为解决跨声速飞行问题奠定了理论基础，郭永怀的学术能力也开始得到国际认可。

郭永怀提出奇异摄动理论。这一理论可以解决跨声速气体动力学的一个难题，而郭永怀的奇异摄动理论是一种计算简便、实用性强的数学方法，后来这一方法又在许多学科中得到了广泛应用，郭永怀从此在国际上名声大振。

郭永怀为中国第一颗热核导弹试验成功付出了生命的代价。1968年郭永怀再次来到青海试验基地，为中国第一颗导弹热核武器的发射从事试验前的准备工作。在试验中发现了一个重要线索后，他在当晚急忙到兰州乘飞机回北京，结果飞机在降落时失事。飞机失事后，烧焦的尸体中有两个人紧紧地抱在一起，当人们费力地把他们分开时，才发现两具尸体的胸部中间，一个保密公文包完好无损。最后，确认这两个人是59岁的郭永怀和他的警卫员牟方东。

郭永怀是唯一一位为中国核弹，氢弹和卫星实验工作均作出巨大贡献的科学家。他生前经常挂在嘴边上的是：“作为新中国的一个普通科技工作者，特别是作为一名共产党员，我只是希望自己的祖国早一天强大起来，永远不再受人欺侮。中国强大了，在世界事务中就会发挥更大作用……”这就是一个中华儿女赤子之心的写照。

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