馮元楨 - 人物簡介
馮元楨,生物工程學(xué)家、生物力學(xué)家,生物力學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。被稱為“生物工程之父”。美籍華人,1919年9月15日生于中國江蘇省武進縣余巷鎮(zhèn)。1937年考入中央大學(xué)(1949年更名南京大學(xué))航空系,1941年獲學(xué)士學(xué)位并留校任教,同時攻讀研究生,1943年畢業(yè)獲碩士學(xué)位。畢業(yè)后即赴美加州理工學(xué)院留學(xué),1948年獲博士學(xué)位。先后任加州理工學(xué)院、加州大學(xué)圣地亞哥分校教授。加州大學(xué)華裔學(xué)者協(xié)會理事會創(chuàng)會理事兼顧問團主席。
馮馮元楨出生于一個書香之家。父親是中國古典文學(xué)學(xué)者、音樂家、美術(shù)家、詩人。馮元楨自幼聰穎好學(xué),并富于藝術(shù)細胞。學(xué)理工,但也愛好文藝,特別喜愛陶淵明的詩文。還精于雕刻,在他的英文著作《生物力學(xué)》扉頁后空白頁上,印有他雕刻的十枚圖章:“貴陽易家訓(xùn)”、“少小同游”、“一生知已”、“陶陶然”、“甘苦與共”、“喻嫻士”(馮夫人)及子女名。
馮元楨執(zhí)教加州理工大學(xué)、加州大學(xué)數(shù)十年,也是國內(nèi)重慶大學(xué)、華中理工大學(xué)、西安交通大學(xué)、江蘇化工學(xué)院、北京航空航天大學(xué)、解放軍總醫(yī)院、軍醫(yī)進修院、中科院力學(xué)所等單位的名譽教授,他也是臺灣中央研究院、美國國家科學(xué)院、美國國家工程科學(xué)院、美國國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院的院士。曾獲ASME 鐵木興科獎、 ASCE 房卡門獎、 ISB 帕葉氏獎,并為中日美三國聯(lián)合生物力學(xué)會議的發(fā)起人之一。1994 年被選為中國科學(xué)院院士。
82歲高齡的馮元楨年老不服老。2001年他又制定了一個下五年的研究計劃,已經(jīng)得到科學(xué)基金的支持。同年他又出版了兩本書。一為《生物工程引論》,另一為《傳統(tǒng)的和計算的固體力學(xué)》。前者講今日之事,后者是他35年前出版的《固體力學(xué)的基礎(chǔ)》一書的再版。這樣,他的十幾本著作都提升到今日的面貌了。馮自嘲說:“免去已成古董之譏!
馮元楨 - 學(xué)術(shù)經(jīng)歷
馮元楨的少年時代處于軍閥混戰(zhàn),日寇侵華,抗日戰(zhàn)爭,生活籠罩在戰(zhàn)爭的陰影中。1937年從江蘇蘇州中學(xué)高中部畢業(yè)之際,盧溝橋事變,抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)。他到上海參加大學(xué)入學(xué)統(tǒng)考,見報名處墻上貼著一張布告,寫著中央大學(xué)新增航空學(xué)系。他激動地報了這個系,想要學(xué)好本領(lǐng),還擊入侵者。他考取了。中央大學(xué)從南京遷到大后方重慶沙坪壩。那里的條件十分艱苦,但有著一流的師資和濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。
馮元楨1941年畢業(yè)于南京大學(xué)的前身國立中央大學(xué)航空系,1943年獲航空工程學(xué)碩士學(xué)位。隨后,他公費留美,于1948年獲美國加州理工學(xué)院博士學(xué)位,畢業(yè)后留校任教,從事空氣動力學(xué)、超音速、彈性力學(xué)的教學(xué)與科學(xué)研究,在非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論、顫振和沖擊響應(yīng)等方面的研究成果卓著,多次獲獎,他的第一部專著《 Theory of Aero-elasticity 》是氣動-彈性力學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典著作,已被譯成俄、中、波等多種文字。同時,他還擔(dān)任洛克希德、波音及道格拉斯等多家航空公司顧問,解決了許多實際問題。
馮元楨是在中央大學(xué)獲航空學(xué)碩士學(xué)位的。那時國內(nèi)有些教授用英語講課,馮的英語很好,所以到了美國馬上就能聽懂講課,并能參加考試。頭9個月他旁聽和參加考試。到秋季開學(xué),便著手準(zhǔn)備論文研究。他的論文是有關(guān)對飛機設(shè)計十分重要的氣動彈性理論的新領(lǐng)域。馮研究飛機和導(dǎo)彈的空氣動力學(xué)和結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)結(jié)合的基本原理。他1946年到加州,經(jīng)過短短兩年的時間,于1948年就獲得博士學(xué)位,成為航空學(xué)教授。但后來,他的興趣轉(zhuǎn)移到生物學(xué)和生理學(xué),離開了航空學(xué)領(lǐng)域。
20世紀(jì)60年代初,馮元楨教授致力于新興交叉領(lǐng)域——生物力學(xué)的開拓,這是因為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上心血管疾病等問題的病理涉及力學(xué),需要力學(xué)專家合作研究。當(dāng)時生物工程學(xué)研究尚處于萌芽階段,馮元楨在其夫人——名醫(yī)喻嫻士教授的鼓勵和支持下從動物解剖開始, 研究活組織、器官的生理和力學(xué)機理, 為生物力學(xué)開創(chuàng)道路。之后,他在發(fā)現(xiàn)人體血球、血管、微循環(huán)的奧秘方面取得重大突破,創(chuàng)立了著名的“馮氏隧道理論”。
1966 年,馮元楨教授在美國加州大學(xué)圣地亞哥分校創(chuàng)立生物工程系,并將工程學(xué)的原理運用于人體機能的研究,在這一領(lǐng)域內(nèi),馮元楨和他的實驗室取得了三個具有里程碑性質(zhì)的成就:生物軟組織本構(gòu)關(guān)系的研究;.以肺毛細血流片層流動(Sheet flow)模型為核心的肺血流動力學(xué)規(guī)律的研究;生物組織器官生長和應(yīng)力的關(guān)系的研究。在馮元楨教授的領(lǐng)導(dǎo)下,加大圣地亞哥分校的生物工程研究與教學(xué)聲名卓著、成果豐碩,并為開創(chuàng)新的醫(yī)學(xué)療法和增進人類健康建樹良多,從而贏得了國際公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)地位。
馮元楨對生物醫(yī)學(xué)發(fā)生興趣最初是出于個人原因。1957年他帶著戈根漢基金學(xué)術(shù)獎金去德國一年。得知他母親患上了嚴(yán)重的青光眼。焦慮中他查閱了不少有關(guān)青光眼的美國文獻,每周寄去一些譯文或擇要。他對母親說:“如果你不會使用,就把資料交給你的外科醫(yī)生!笔畮啄旰螅1973年,馮回到中國。母親的手術(shù)很成功,她的外科醫(yī)生很感謝馮元楨。
在德國度假時,他所在的航空動力研究院的街對面是哥廷根生理研究院。馮非常欣賞那里的圖書館和設(shè)施。那里激起了他對生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的興趣。他發(fā)覺生物學(xué)的知識十分寬廣,充滿著有趣的非線性問題,是個十分吸引人的領(lǐng)域。
從德國回到加州,他開始研究生理學(xué)。幾年后他覺得需要用百分之百的時間研究它,不愿讓別的工作影響它削弱它。這就是他1966年轉(zhuǎn)到加州大學(xué)(圣地亞哥)的原因。他要在加州大學(xué)從零開始建立全新的生物工程。他用數(shù)學(xué)分析方法及工程實驗來研究生理學(xué)。首先研究血液循環(huán)、血管、血管彈性和血細胞的力學(xué)。他的合作者有他的同事、著名的微循環(huán)生理學(xué)家本杰明·茲韋費克,有加州理工學(xué)院校友1963年博士馬可斯·英塔格利塔,等等。
接著,馮研究和闡明肺的血液循環(huán)。他和同事錫德·索賓、顏榮次,及幾個學(xué)生一道提出、測試和建立了肺的薄片流理論。這個理論認(rèn)可這么一個真相,即肺的毛細血管根本不像一片管子,倒象是具有柔韌的屋頂和支柱的“地下車庫”。馮元楨說,當(dāng)這個理論應(yīng)用到肺的各個部分,它可以解釋和預(yù)測許多臨床觀察現(xiàn)象,包括肺的血流、水腫、高血壓等。它可以解釋為什么汽車的汽袋碰撞到肺,引起超音速的震動,會給肺,特別是幼兒的肺,造成威脅。
馮又?jǐn)U充范圍,研究心臟、腸、高血壓、迫于壓力重新塑造的組織、組織工程,等等。他用力學(xué)分析方法來研究生物組織,在生物力學(xué)的領(lǐng)域中提出新的概念。他的研究結(jié)果有助于解決重要的生物醫(yī)學(xué)問題。馮說:“我相信我們大家付出的辛勤努力是會造福人類的!
馮元楨 - 熱愛祖國
馮元楨教授非常熱愛祖國,他十分關(guān)心祖國科學(xué)技術(shù)事業(yè)的發(fā)展。70年代中美關(guān)系解凍以后,他是最早來華訪問的學(xué)者之一。他曾多次在國際學(xué)術(shù)會議的講壇上自豪地宣稱:“我是中國人!” 他對中國赴美留學(xué)的青年學(xué)者也是多方扶掖。他十分重視祖國的科學(xué)人才培養(yǎng),多次回祖國大陸訪問,并擔(dān)任中國十多所大學(xué)的名譽教授和名譽研究員。
馮元楨教授十分關(guān)心祖國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展。早在1979年6月中國生物力學(xué)考察組赴美時,他就明確指出,發(fā)展中國生物醫(yī)學(xué)工程必須引起十分注意的一個問題是不要使得醫(yī)療費用惡性上漲,不要重蹈歐、美生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展引起醫(yī)療費用狂漲的覆轍。
1979年9月至11月,馮元楨教授和他的學(xué)生、助手顏榮次教授一起回國,在武漢(華中工學(xué)院)和重慶(重慶大學(xué))兩地講學(xué),參加這次講習(xí)班的成員大多成長為中國第一代生物力學(xué)研究隊伍的骨干。為了促進祖國生物力學(xué)的發(fā)展,馮元楨教授在已故的中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院院長黃家駟教授和華中工學(xué)院前院長朱九思等的支持下,發(fā)起組織了中、日、美生物力學(xué)國際學(xué)術(shù)研討會(后擴展為中、日、美、新加坡四國),首屆會議于1983年在武漢召開,馮元楨教授在會議上提出了關(guān)于組織和器官應(yīng)力-生長關(guān)系的假說(馮元楨假說),揭開了生物力學(xué)發(fā)展史的新篇章。迄今,研討會已歷五屆,對中國生物力學(xué)的進步起了重要作用。為表彰馮元楨教授對祖國科學(xué)和教育事業(yè)作的貢獻,中國科學(xué)院1994年授予其外籍院士的稱號,南京大學(xué)在百年校慶時授予他 “世紀(jì)校友學(xué)術(shù)成就金質(zhì)獎?wù)隆薄?/p>
馮元楨 - 主要論著
馮元楨的主要論著極為豐富,在1992年前就出版學(xué)術(shù)專著7本、主編學(xué)術(shù)文集6部、發(fā)表學(xué)術(shù)論文282余篇。早期主要從事航空航天領(lǐng)域的研究,著有《空氣彈性力學(xué)》、《固體力學(xué)基礎(chǔ)》、《連續(xù)介質(zhì)力學(xué)導(dǎo)論》。從 60 年代以后,轉(zhuǎn)入生物力學(xué)的研究,發(fā)表了 281 篇學(xué)術(shù)論文,并著有《生物力學(xué)》、《活組織的力學(xué)特性》、《血液循環(huán)》。
馮元楨 - 成就榮譽
馮元楨教授同時也是一位杰出的教育家。他曾培養(yǎng)了上百名博士、碩士研究生,他的學(xué)生在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界均有優(yōu)異的表現(xiàn)。他在教學(xué)與科研中著書不輟,其學(xué)術(shù)專著已成為生物力學(xué)學(xué)科之經(jīng)典,他編寫的多種生物工程教科書已被世界各國作為標(biāo)準(zhǔn)教科書而 普遍采用。為表彰馮元楨教授對科學(xué)和科學(xué)教育的獻身精神,1986年美國機械工程學(xué)會設(shè)置了以他命名的“馮元楨青年研究工作者獎”。
馮元楨在生物力學(xué)、航空工程、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)等領(lǐng)域有重要成就。曾出任世界生物力學(xué)組織主席、美國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會主席等職。美國國家科學(xué)院院士、美國國家工程院院士、美國國家醫(yī)學(xué)院院士、臺灣中央研究院院士、中國科學(xué)院外籍院士。曾獲美國“百年大獎”、美國國家工程院“奠基者獎”等多個獎項。在中國獲南京大學(xué)世紀(jì)校友學(xué)術(shù)成就金質(zhì)獎?wù)隆?000年獲美國科學(xué)最高榮譽“美國國家科學(xué)獎?wù)隆,為獲此榮譽的第一位生物學(xué)家。
馮元楨榮獲學(xué)術(shù)地位堪與諾貝爾獎媲美的2007年的“拉斯獎”(Russ prize),以表彰他“鑒別與確定人體組織的結(jié)構(gòu)與功能,使之有助于創(chuàng)傷的預(yù)防及減輕”的貢獻!袄躬劇毕涤啥砗ザ泶髮W(xué)校友拉斯夫婦于1999年斥巨資設(shè)立,每兩年由國家工程院頒發(fā)一次,旨在獎勵工程(包括生物工程)領(lǐng)域的杰出學(xué)術(shù)成就及其有功人士。
馮元楨近30年來曾獲:國際循環(huán)學(xué)會的Landis獎、美國土木工程學(xué)會的Von Karman獎、美國機械工程師學(xué)會的Lissner獎(生物工程大獎)、"百年大獎"、WorcesterReedWarner獎、Timoshenko獎和Melville獎、國獎生物流變學(xué)會Poiseuille獎及美國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會的ALZA獎,1986年美國機械工程學(xué)會設(shè)置了以他命名的馮元楨青年研究工程者獎。1998年獲美國NAE年會上獲美國工程院“奠基者獎”,1999年10月加州大學(xué)圣地亞哥分校將新建教學(xué)大樓的大禮堂冠以“生物力學(xué)之父馮元楨”禮堂。2000年12月1日獲美國科學(xué)最高榮譽美國科學(xué)獎?wù)拢⒂煽肆诸D總統(tǒng)在白宮頒獎。他是第一位獲此獎?wù)碌纳飳W(xué)家,也是當(dāng)時唯一的獲獎的工程師。
馮元楨教授曾獲多種學(xué)術(shù)獎?wù)拢▏H微循環(huán)學(xué)會的Landis獎(1975),美國土木工程學(xué)會的von Karman 獎(1976 ),美國機械工程師學(xué)會的 Lissner 獎(生物工程大獎, 1978)、“百年大獎“(1981)、Worcester Reed Warner 獎(1984)、Timoshenko 獎(1992)和 Melville 獎(1994),國際生物流變學(xué)會的 Poiseuille獎(1986),美國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會的ALZA獎(1989),以及美國工程院“奠基者獎“ (Founders Award)獎(1998)。同時,馮元楨教授榮享五個院士頭銜,分別是美國國家工程院院士(1979)、美國國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士(1991)、美國國家科學(xué)院院士(1992)、美國力學(xué)科學(xué)院院士、院長(1983-84)、臺灣“中央研究院“院士(1966)。他還是多個國際專業(yè)學(xué)術(shù)團體的創(chuàng)始人和主持人,曾任美國力學(xué)會主席、美國國家工程院生物工程委員會主席、世界生物力學(xué)委員會主席等,為推進世界生物工程學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻。