馮元楨

馮元楨

馮元楨(Yuan -Cheng.Fung)1919年生于江蘇,美籍華人,國際知名學者。生物力學開創者及奠基人,有"生物力學之父"美譽。現為美國國家科學院院士、美國國家工程院院士、美國國家醫學院院士、中國科學院外籍院士及台灣中央研究院院士。2000年獲美國科學最高榮譽"美國國家科學獎章",為獲此殊榮首位生物工程學家;2007年獲地位堪比諾貝爾獎的"拉斯獎"(Russ.Prize);另有美國"百年大獎"、美國國家工程院"奠基者獎"、 中國南京大學世紀校友學術成就金質獎章等。

  • 姓名
    馮元楨
  • 國籍
    美國
  • 民族
    漢族
  • 出生日期
    1919年9月15日
  • 職業
    中國科學院院士
  • 畢業院校
    中央大學(49年更名南京大學)
  • 代表作品
    《生物工程引論》;《傳統的和計算的固體力學》。
  • 籍貫
    江蘇省武進縣
  • 逝世日期
    -

人物介紹

馮元楨1937年考入重慶中央大學航空系,1941年獲學士學位並留校任教,同時攻讀研究生,1943年畢業獲碩士學位。畢業後即赴美加州理工學院留學,1948年獲博士學位。先後任加州理工學院、加州大學聖地亞哥分校教授。加州大學華裔學者協會理事會創會理事兼顧問團主席。

他在生物力學、航空工程、連續介質力學等領域有重要成就。

2007年的"拉斯獎"(Russ prize)頒發給聖地亞哥加州大學(UCSD)工學院名譽教授、國際知名的生物工程學家馮元楨。學術地位堪與諾貝爾獎媲美的"拉斯獎"系由俄亥俄大學校友拉斯夫婦于1999年斥巨資設立。

少年時代

馮元楨的少年時代處于軍閥混戰,日寇侵華,抗日戰爭,生活籠罩在戰爭的陰影中。

馮元楨教授與妻子喻嫻馮元楨教授與妻子喻嫻

大學時代

1937年從江蘇蘇州中學高中部畢業之際,盧溝橋事變,抗日戰爭爆發。他到上海參加大學入學統考,見報名處牆上貼著一張布告,寫著中央大學新增航空學系。他激動地報了這個系,想要學好本領,還擊入侵者。他考取了。中央大學從南京遷到大後方重慶沙坪壩。那裏的條件十分艱苦,但有著一流的師資和濃厚的學習氛圍。

留學美國

馮元楨1941年畢業于南京大學的前身國立中央大學航空系,1943年獲航空工程學碩士學位。隨後,他公費留美,于1948年獲美國加州理工學院博士學位,畢業後留校任教,從事空氣動力學、超音速、彈性力學的教學與科學研究,在非線性結構動力學、結構穩定性理論、顫振和沖擊回響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-彈性力學領域的經典著作,已被譯成俄、中、波等多種文字。同時,他還擔任洛克希德、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獲航空學碩士學位的。那時國內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,並能參加考試。頭9個月他旁聽和參加考試。到秋季開學,便著手準備論文研究。他的論文是有關對飛機設計十分重要的氣動彈性理論的新領域。馮研究飛機和飛彈的空氣動力學和結構彈性力學結合的基本原理。他1946年到加州,經過短短兩年的時間,于1948年就獲得博士學位,成為航空學教授。但後來,他的興趣轉移到生物學和生理學,離開了航空學領域。

生物力學研究

20世紀60年代初,馮元楨教授致力于新興交叉領域--生物力學的開拓,這是因為現代醫學上心血管疾病等問題的病理涉及力學,需要力學專家合作研究。當時生物工程學研究尚處于萌芽階段,馮元楨在其夫人--名醫喻嫻士教授的鼓勵和支持下從動物解剖開始, 研究活組織、器官的生理和力學機理, 為生物力學開創道路。之後,他在發現人體血球、血管、微迴圈的奧秘方面取得重大突破,創立了著名的"馮氏隧道理論"。

馮元楨馮元楨

創立生物工程系

1966 年,馮元楨教授在美國加州大學聖地亞哥分校創立生物工程系,並將工程學的原理運用于人體機能的研究,在這一領域內,馮元楨和他的實驗室取得了三個具有裏程碑性質的成就:生物軟組織本構關系的研究;.以肺毛細血流片層流動(Sheet flow)模型為核心的肺血流動力學規律的研究;生物組織器官生長和應力的關系的研究。在馮元楨教授的領導下,加大聖地亞哥分校的生物工程研究與教學聲名卓著、成果豐碩,並為開創新的醫學療法和增進人類健康建樹良多,從而贏得了國際公認的領導地位。

致力生物醫學的原因

馮元楨對生物醫學發生興趣最初是出于個人原因。1957年他帶著戈根漢基金學術獎金去德國一年。得知他母親患上了嚴重的青光眼。焦慮中他查閱了不少有關青光眼的美國文獻,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生。"十幾年後,1973年,馮回到中國。母親的手術很成功,她的外科醫生很感謝馮元楨。

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。馮非常欣賞那裏的圖書館和設施。那裏激起了他對生物醫學領域的興趣。他發覺生物學的知識十分寬廣,充滿著有趣的非線性問題,是個十分吸引人的領域。

從德國回到加州,他開始研究生理學。幾年後他覺得需要用百分之百的時間研究它,不願讓別的工作影響它削弱它。這就是他1966年轉到加州大學(聖地亞哥)的原因。他要在加州大學從零開始建立全新的生物工程。他用數學分析方法及工程實驗來研究生理學。首先研究血液迴圈、血管、血管彈性和血細胞的力學。他的合作者有他的同事、著名的微迴圈生理學家本傑明·茲韋費克,有加州理工學院校友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迴圈。他和同事錫德·索賓、顏榮次,及幾個學生一道提出、測試和建立了肺的薄片流理論。這個理論認可這麽一個真相,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,當這個理論套用到肺的各個部分,它可以解釋和預測許多臨床觀察現象,包括肺的血流、水腫、高血壓等。它可以解釋為什麽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。

馮又擴充範圍,研究心髒、腸、高血壓、迫于壓力重新塑造的組織、組織工程,等等。他用力學分析方法來研究生物組織,在生物力學的領域中提出新的概念。他的研究結果有助于解決重要的生物醫學問題。馮說:"我相信我們大家付出的辛勤努力是會造福人類的。"

赤子之心

馮元楨教授非常熱愛祖國,他十分關心祖國科學技術事業的發展。70年代中美關系解凍以後,他是最早來華訪問的學者之一。他曾多次在國際學術會議的講壇上自豪地宣稱:"我是中國人!" 他對中國赴美留學的青年學者也是多方扶掖。他十分重視祖國的科學人才培養,多次回祖國大陸訪問,並擔任中國十多所大學的名譽教授和名譽研究員。

馮元楨教授十分關心祖國生物醫學工程學科的發展。早在1979年6月中國生物力學考察組赴美時,他就明確指出,發展中國生物醫學工程必須引起十分註意的一個問題是不要使得醫療費用惡性上漲,不要重蹈歐、美生物醫學工程發展引起醫療費用狂漲的覆轍。

1979年9月至11月,馮元楨教授和他的學生、助手顏榮次教授一起回國,在武漢(華中工學院)和重慶(重慶大學)兩地講學,參加這次講習班的成員大多成長為中國第一代生物力學研究隊伍的骨幹。為了促進祖國生物力學的發展,馮元楨教授在已故的中國醫學科學院院長黃家駟教授和華中工學院前院長朱九思等的支持下,發起組織了中、日、美生物力學國際學術研討會(後擴展為中、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于組織和器官應力-生長關系的假說(馮元楨假說),揭開了生物力學發展史的新篇章。迄今,研討會已歷五屆,對中國生物力學的進步起了重要作用。為表彰馮元楨教授對祖國科學和教育事業作的貢獻,中國科學院1994年授予其外籍院士的稱號,南京大學在百年校慶時授予他 "世紀校友學術成就金質獎章"。

教育家

馮元楨教授同時也是一位傑出的教育家。他曾培養了上百名博士、碩士研究生,他的學生在學術界、工業界均有優異的表現。他在教學與科研中著書不輟,其學術專著已成為生物力學學科之經典,他編寫的多種生物工程教科書已被世界各國作為標準教科書而 普遍採用。為表彰馮元楨教授對科學和科學教育的獻身精神,1986年美國機械工程學會設定了以他命名的"馮元楨青年研究工作者獎"。

成就

馮元楨在生物力學、航空工程、連續介質力學等領域有重要成就。曾出任世界生物力學組織主席、美國生物醫學工程學會主席等職。美國國家科學院院士、美國國家工程院院士、美國國家醫學院院士、台灣中央研究院院士、中國科學院外籍院士。曾獲美國"百年大獎"、美國國家工程院"奠基者獎"等多個獎項。在中國獲南京大學世紀校友學術成就金質獎章。2000年獲美國科學最高榮譽"美國國家科學獎章",為獲此榮譽的第一位生物學家。

馮元楨榮獲學術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構與功能,使之有助于創傷的預防及減輕"的貢獻。"拉斯獎"系由俄亥俄大學校友拉斯夫婦于1999年斥巨資設立,每兩年由國家工程院頒發一次,旨在獎勵工程(包括生物工程)領域的傑出學術成就及其有功人士。

獲得獎勵

馮元楨近30年來曾獲:國際迴圈學會的Landis獎、美國土木工程學會的Von Karman獎、美國機械工程師學會的Lissner獎(生物工程大獎)、"百年大獎"、WorcesterReedWarner獎、Timoshenko獎和Melville獎、國獎生物流變學會Poiseuille獎及美國生物醫學工程學會的ALZA獎,1986年美國機械工程學會設定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月加州大學聖地亞哥分校將新增教學大樓的大禮堂冠以"生物力學之父馮元楨"禮堂。2000年12月1日獲美國科學最高榮譽美國科學獎章,並由柯林頓總統在白宮頒獎。他是第一位獲此獎章的生物學家,也是當時唯一的獲獎的工程師。

馮元楨教授曾獲多種學術獎章,包括國際微迴圈學會的Landis獎(1975),美國土木工程學會的von Karman 獎(1976 ),美國機械工程師學會的 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),國際生物流變學會的 Poiseuille獎(1986),美國生物醫學工程學會的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)、美國國家醫學科學院院士(1991)、美國國家科學院院士(1992)、美國力學科學院院士、院長(1983-84)、台灣"中央研究院"院士(1966)。他還是多個國際專業學術團體的創始人和主持人,曾任美國力學會主席、美國國家工程院生物工程委員會主席、世界生物力學委員會主席等,為推進世界生物工程學的發展作出了重要貢獻。2002年母校南京大學百年校慶期間馮元楨教授獲南京大學"世紀校友學術成就金質獎章"。

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