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斯人·追忆 冯元桢:从航空航天专家到生物力学

作者:币游 发布时间:2021-02-04 12:19 点击数:

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  1919年,江苏省武进县,一个画家的儿子开启了他的人生之路。他在战火中励志求学,远渡重洋,成为了国际知名的航天专家,却在47岁时投身全新领域,最终成为生物力学之父。

  2019年12月15日,我校杰出校友、世界“生物力学之父”、中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、美国国家工程院院士、美国国家医学院院士,美国国家工程院“奠基者奖”、 南京大学世纪校友学术成就金质奖章获得者冯元桢先生(Yuan-Cheng Fung)于美国圣迭戈加州大学雅各布医院逝世,享年100岁。

  冯元桢先生出生于中国江苏省武进县。1941年和1943年,毕业于中央大学(南京大学前身之一)航空工程系,分别获学士、硕士学位。1948年获美国加州理工学院博士学位。1959年任美国加州理工学院教授。

  1966年以前,冯元桢先生主要从事航空工程和连续介质力学方面的研究并取得卓著成果,其第一部专著已成为气动-弹性力学领域的经典著作。1966年以后致力于新兴交叉领域——生物力学的开拓,是举世公认的生物力学的开创者和奠基人。

  在这一领域内,冯元桢和他的实验室取得了三个具有里程碑性质(突破性)的成就,即生物软组织本构关系的研究,肺血流动力学规律的研究以及生物组织器官生长和应力关系的研究。1994年,冯元桢先生当选为中国科学院外籍院士。

  冯元桢的少年时代处于军阀混战,日寇侵华,抗日战争,生活笼罩在战争的阴影中。1937年,冯元桢从江苏苏州中学高中部毕业之际,发生了卢沟桥事变,抗日战争爆发。他到上海参加大学入学统考,见报名处墙上贴着一张布告,写着国立中央大学新增航空学系。他激动地报了这个系,想要学好本领,还击入侵者。功夫不负苦心人,冯元桢顺利考取中央大学。后中央大学从南京迁到大后方重庆沙坪坝,那里的条件十分艰苦,但有着一流的师资和浓厚的学习氛围。

  1941年,冯元桢从中央大学航空系毕业,1943年获航空工程学硕士学位。随后,他公费留美,那时国内有些教授用英语讲课,冯的英语很好,所以到了美国马上就能听懂讲课,并能参加考试。头9个月他旁听和参加考试。到秋季开学,便着手准备论文研究。他的论文是有关对飞机设计十分重要的气动弹性理论的新领域。

  1948年,冯元桢获美国加州理工学院博士学位,毕业后留校任教,从事空气动力学、超音速、弹性力学的教学与科学研究,在非线性结构动力学、结构稳定性理论、颤振和冲击响应等方面的研究成果卓著,多次获奖,他的第一部专著《 Theory of Aero-elasticity 》是气动-弹性力学领域的经典著作,已被译成俄、中、波等多种文字。

  ▲《南大校友通讯》2003年冬季号载《生物力学之父冯元桢》,图为2000年,冯元桢(右)获美国国家科学奖章,携妻子与时任美国总统克林顿(左)合影。

  冯元桢最初研究飞机和导弹的空气动力学和结构弹性力学结合的基本原理,同时,他还担任洛克希德、波音及道格拉斯等多家航空公司顾问,解决了许多实际问题。但后来,他的兴趣转移到生物学和生理学,离开了航空学领域。冯元桢对生物医学发生兴趣最初是出于个人原因。

  1957年他带着戈根汉基金学术奖金去德国一年。得知他母亲患上了严重的青光眼。焦虑中他查阅了不少有关青光眼的美国文献,每周寄去一些译文或摘要。他对母亲说:“如果你不会使用,就把资料交给你的外科医生。”十几年后,1973年,冯回到中国。母亲的手术很成功,她的外科医生很感谢冯元桢。

  从德国回到加州,他开始研究生理学。几年后他觉得需要用百分之百的时间研究它,不愿让别的工作影响它削弱它。这就是他1966年转到加州大学(圣地亚哥)的原因。他要在加州大学从零开始建立全新的生物工程,用数学分析方法及工程实验来研究生理学,包括血液循环、血管、血管弹性和血细胞的力学。他的合作者有他的同事、著名的微循环生理学家本杰明兹韦费克,有加州理工学院校友1963年博士马可斯英塔格利塔,等等。

  后来,冯元桢扩充研究范围,研究心脏、肠、高血压、迫于压力重新塑造的组织、组织工程,等等。他用力学分析方法来研究生物组织,在生物力学的领域中提出新的概念。他的研究结果有助于解决重要的生物医学问题。冯元桢说:“我相信我们大家付出的辛勤努力是会造福人类的。”

  2002年5月,在南京大学建校100周年庆典上,冯元桢先生荣获南京大学“世纪校友学术成就金质奖章”。

  冯元桢教授非常热爱祖国,他十分关心祖国科学技术事业的发展。1970年代中美关系解冻以后,他是最早来华访问的学者之一。他曾多次在国际学术会议的讲坛上自豪地宣称:“我是中国人!” 他对中国赴美留学的青年学者也是多方扶掖。他十分重视祖国的科学人才培养,多次回祖国大陆访问,并担任中国十多所大学的名誉教授和名誉研究员。

  冯元桢教授十分关心祖国生物医学工程学科的发展。早在1979年6月中国生物力学考察组赴美时,他就明确指出,发展中国生物医学工程必须引起十分注意的一个问题是不要使得医疗费用恶性上涨,不要重蹈欧、美生物医学工程发展引起医疗费用狂涨的覆辙。

  1979年9月至11月,冯元桢教授和他的学生、助手颜荣次教授一起回国,在武汉(华中工学院)和重庆(重庆大学)两地讲学,参加这次讲习班的成员大多成长为中国第一代生物力学研究队伍的骨干。

  为了促进祖国生物力学的发展,冯元桢教授在已故的中国医学科学院院长黄家驷教授和华中工学院前院长朱九思等的支持下,发起组织了中、日、美生物力学国际学术研讨会(后扩展为中、日、美、新加坡四国),首届会议于1983年在武汉召开,冯元桢教授在会议上提出了关于组织和器官应力-生长关系的假说(冯元桢假说),揭开了生物力学发展史的新篇章。迄今,研讨会已历五届,对中国生物力学的进步起了重要作用。

  为表彰冯元桢教授对祖国科学和教育事业作的贡献,中国科学院1994年授予其外籍院士的称号。


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