1949年远在美国的钱学森听到新中国成立的消息后，立即递交了辞职信想要回国参加建设，却被美国政府白班阻挠，美国海军部副部长丹尼尔·金贝尔更是称一个钱学森抵得上5个美国海军陆战师，然而钱学森却认为自己的师弟能够抵得上2个他，钱学森口中的师弟正是郭永怀。郭永怀的名字虽然不如钱学森、邓稼先那样耳熟能详，但他也是著名的科学家，为两弹一星的研发做出过重大贡献，他的故事更加悲壮。
郭永怀1909年4月4日出生，山东省荣成市滕家镇人。甲午海战后，日本就是从这耀武扬威的登陆，这段屈辱的历史深深的烙印在郭永怀的心里，激励着他奋发向强。因为家境贫寒，郭永怀直到10岁才被送入学堂读书。虽然启蒙较晚，但凭借着超强的天赋，郭永怀的成绩一直名列前茅。1926年，17岁的郭永怀以优异的成绩拿到了青岛青岛大学附属中学的公费生名额。
3年后，郭永怀了考入南开大学学习物理，是当时著名物理学家顾静徽的学生。1933年，在顾静徽的推荐下进入北大光学专家饶毓泰教授的门下继续深造。然而七七事变后，日本开始全面侵华，北大、南开、清华三所大学迁到云南组建为西南大学，郭永怀也随学校南迁。同时为了早日报效祖国，郭永怀转了专业，开始学习航空工程系流体力学。
1938年郭永怀在3000人参加的中英庚子赔款基金会留学委员会第七届留学生招生考试中脱颖而出。1940年郭永怀远渡重洋到加拿大的多伦多大学学习应用数学。与他一同被录取的还有被称为“中国力学之父”的钱伟长及林家翘。一年后，郭永怀又进入美国加利福尼亚州立理工学院研究可压缩流体力学，师从世界气体力学大师冯·卡门，和钱学森成为了同门师兄弟。1945年，郭永怀拿到了博士学位，之后受邀在航空工程研究生院任教。
1946年，郭永怀和师兄钱学森提出了“上临界马赫数”理论，使国际航空迈出了里程碑式的一步，二人也因此惊艳世界。1949年，郭永怀探索出了一种更简便、实用性更强的数学方法――“奇异摄动理论”，也就是钱学森所说的PLK法，被广泛用于许多学科。因为这两项成就，郭永怀跻身于世界顶级科学家之列。
郭永怀虽然身在美国，但他无时无刻不在挂念祖国。1949年新中国成立后，郭永怀和师兄钱学森一样都想立刻回到祖国的怀抱，但因为美国对新中国敌视，他们不允许中国学者出境，甚至将这些人监视了起来。直到1953年在中国政府的努力下，美国将这一禁令取消，让郭永怀看到了希望。1955年在周总理的关怀下被囚禁5年之久的钱学森终于成功回到了了祖国的怀抱，更加坚定了郭永怀回国的决心。
为了表达自己回国的决心，同时避免美国找借口，郭永怀将科研文章和教学讲义全部亲自烧毁。1956年9月30日，郭永怀放弃了美国的别墅、汽车和妻子李佩带着女儿郭芹启程回国。当时为了打破帝国主义的核垄断，保护我国的国家安全，中央决定举全国之力研制原子弹和氢弹，并将其列入了12年科学计划远景规划。所以郭永怀刚回国，钱伟长就邀请他参加原子弹的研究，他毫不犹豫的答应了。
随后，郭永怀告别了妻女跟随大部队到达了青海秘密基地，在这里一待就是几年。为了早日研制出原子弹，所有的科研人员加班的加点的工作，郭永怀也不例外，一干就是十几个小时。尤其是苏联在1959年撤走专家后，郭永怀、王淦昌与彭桓武三人成了项目的支柱，工作量更大了。即便如此，中国科学家们靠着最简易的工具，最笨的办法让世界在1964年10月16日下午听到了罗布泊的巨响。
之后，郭永怀还参加了我国第一颗卫星及氢弹的研制工作，是一位“两弹一星”均有参与的全能科学家。1968年10月3日，郭永怀再次来到青海实验基地，为实验做准备工作。12月4日，在实验中发现了重要线索的郭永怀乘坐飞机紧急返回北京。5日凌晨，飞机在降落时突然失控坠毁，机上人员全部遇难。事后，搜救人员发现，郭永怀和秘书为了保护实验数据，二人紧紧抱在一起将装有数据数据的公文包护在怀中，二人的尸体被烧焦，公文包仅被烧坏了一个角，数据更是毫发无伤。
得知郭永怀遇难的消息后，周总理流下了眼泪，钱学森更是嚎啕大哭。但因为郭永怀的工作属于高度机密，直到30多年后，这个名字才重新回到大众视野。1999年，郭永怀被追授“两弹一星功勋奖章，他也是唯一一位“两弹一星”研究中牺牲的科学家。
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