冯元桢,1919年出生,常州武进人。世界生物力学之父,生物医学工程创始人,中国科学院为数不多的外籍院士(1994),美国国家工程院院士(1979)、美国国家医学科学院院士(1991)、美国国家科学院院士(1992),美国力学科学院院士、院长。美国总统国家科学奖章获得者,美国生物流变学会副主席,美国生物力学国家委员会首任主席、名誉主席,世界生物力学组织主席。
他1941年毕业于重庆国立中央大学航空工程系,1943年获硕士学位。1946年他到美国加州理工学院深造,1948年获航空及数学博士学位,毕业后留校任教于航空系,并担任洛克希德、波音及道格拉斯等飞机公司顾问。1966年以前,他主要从事航空工程和连续介质力学方面的研究工作。在颤振、弹性结构动力学稳定性、连续介质有限变形非线性理论等方面的研究成果卓著,并成功地应用于航空工程之中。他的第一部专著《Theory of Aero-elasticity》(《气动-弹性力学理论》) 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。
20世纪50年代末,由于母亲患青光眼,他希望自己对医治母亲眼病有所帮助,开始研读医学。随着习医的步步深入,他发现心血管疾病等涉及力学,需要力学专家合作研究。当时生物工程学研究尚处于萌芽阶段,他在夫人喻娴教授(习医)的鼓励和支持下,从动物解剖开始,研究活组织、器官的生理和力学机理,为生物力学开辟道路。之后,他在发现人体血球、血管、微循环的奥秘方面取得重大突破,发表了先驱性的“毛细血管隧道理论”和“红细胞的零应力结构理论”,创立了“冯氏隧道理论”,至今仍被广泛运用。
1966年,他到新成立的加州大学圣迭戈分校(UCSD)创办生物工程系并任教授,致力于新兴交叉领域——生物力学的研究,该系成为全美第一个生物工程系。在UCSD,他设立了生物工程的学士、硕士和博士学位课程,成为举世公认的生物力学的开创者和奠基人。
他将工程学的原理运用于人体机能的研究,提出精辟创新的发现与理论。他和他的实验室取得了三个具有里程碑意义的成就:生物软组织本构关系的研究,以肺毛细血流片层流动模型为核心的肺血流动力学规律的研究,生物组织器官生长和应力关系的研究。在他的领导下,该校的生物工程研究与教学名声卓著,成果丰硕,并为开创新的医学疗法和增进人类健康福祉做出重要贡献,从而赢得国际公认的领导地位。1998年10月4日,美国国家工程院授予他“奠基者奖”(FoundersAward)。由于他的开拓创新,UCSD的生物工程系被美国新闻和世界报导杂志排名为全美第三。现生物工程系主任大卫·高夫(DavidGough)说:“今天,几乎所有以理论研究为主的大学都设立了生物工程学课题,而且都是仿照冯教授的模式建立的。”1999年,在冯元桢诞辰80周年之际,加州大学圣迭戈分校新建教学大楼的大礼堂被命名为“冯元桢礼堂”(Y.C.FungAuditorium)。
他和同事们还建立了肺脏力学结构特性的理论。结论之一是肺脏中的声速为60-80英里/小时,是自由空气中的九分之一,这就解释了尺寸不合适的气袋所引起的肺脏损伤,它以超音速冲击肺脏,产生危险的冲击波。上述例子表明,生物力学的发现也可以反馈到传统的工程学,从而产生新的理论。他深信这样一种认识:关注体内的应激和应变可以使人体状态得到改善。
由于在气动弹性力学和生物力学方面的先驱性研究成就,他多次获奖:国际微循环学会的Landis奖(1975年),美国土木工程学会的VonKarman奖(1976年),美国机械工程师学会的Lissner奖(生物工程学大奖,1978年)、“百年大奖”(1981年)、WorcesterReedWarner奖(1984年)、Timoshenko奖(1992年)和Melville奖(1994年),国际生物流变学会的Poiseuille奖(1986年),美国生物医学工程学会的ALZA奖(1989年),以及美国工程院创始人奖(1998年)。
为表彰他对科学和科学教育的献身精神,1986年美国机械工程学会设置了“冯元桢青年研究工作奖”。
2000年12月1日,81岁的冯元桢受美国总统克林顿的邀请,在白宫举行的颁奖晚宴上,获得美国最高科学荣誉——美国国家科学奖章。颁奖公告上说:他在生物工程学和空气弹性力学领域做了先驱性和领导性的工作。作为作者、教师、编辑和领导者,他的工作和热情奠定了生物力学特别是在肺和动脉方面的原始性研究的基础。美国国家科学奖章是美国科学界的最高荣誉,每年平均10人获得,由美国总统在白宫亲自颁奖。自1959年设立总统国家科学奖章以来,冯元桢是首位获得这一科学奖章的生物工程学家,也是当年度惟一获得这一殊荣的工程学家。
他关心祖国科学技术事业的发展。20世纪70年代中美关系解冻以后,他是最早来华访问的学者之一。他多次在国际学术会议的讲坛上自豪地宣称:“我是中国人。”他大力推进了中国生物力学发展:接受中国多家科研单位聘任,是中科院力学所名誉研究员、协和医科大学名誉教授;1979年,他在武汉(华中工学院)和重庆(重庆大学)两地讲学,大多数学员成为我国第一代生物力学研究队伍的骨干;他发起、组织了中、日、美生物力学国际学术研讨会,首届会议1983年在我国武汉召开。
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