美籍华人冯元桢，1919年出生于江苏武进横林镇余巷村。《金沙五叶武进芸读冯氏宗谱》表明，他的祖先和明代苏州的冯梦龙一样，也是从金坛儒林镇五叶村迁徙出去的。
冯元桢是国际著名的力学、航空力学和生物力学家，被美国科学界誉为“世界生物力学之父”“世界生物工程之父”。
冯元桢的童年是在家乡余巷村度过的，他在余巷小学毕业后，随在京工作的父亲进了北京四中读初一。而后，他又随父返乡，就读于常州武进县立初中。1937年夏，冯元桢在苏州中学高中部毕业，准备报考南京中央大学机械工程系，淞沪会战爆发，日军的飞机不时在头顶盘旋，他愤慨万分，当即改考中央大学新设的航空系。当年10月，他独自一人离家到已迁往重庆的中央大学（南京大学前身），四年本科毕业留校任教，同时兼读研究生，1943年获硕士学位后，供职于成都沙河堡的航空研究所，任助理研究员。
1944年，冯元桢作为全国考试选拔出来的20位留美学生之一，获加州理工学院航空系的奖学金。由于行程延误，通信不便，他在1946年1月到加州理工学院时，奖学金已经过时，他是在做导师助手（实验室助理）以解决学习和生活费用的情况下，同时修完课程的。1948年6月，他以优异成绩获航空工程博士和数学博士学位，被留在航空系任研究员、助理教授、副教授，1958年升为正教授，任教空气动力学、超音速、弹性力学等。从研究员时期起，他就对飞机的颤振、弹性结构动力学稳定性、连续介质有限变形非线性理论等进行研究，成果卓著。
上世纪四五十年代，飞机的颤振问题是航空界最重要的课题之一。1940年11月7日，华盛顿州塔科马海峡吊桥刚建成四个月就断裂倒塌，举世震惊。这桩旧案也引起了冯元桢的好奇，如此坚固的吊桥是怎样被摧毁的？他利用学校一个闲置的风洞，亲手制作了吊桥模型，观察研究在人工气流中吊桥的受力关系，通过这个实验，再综合他以往许多有关研究的成果，提出了航空构架与空气动力如何相互作用的理论，是对该领域研究的一次重大突破。他把自己克服颤振的研究成果，成功地应用于飞机的设计，对航空工程作出了重要贡献。1955年，他有关这方面的第一部经典专著《空气弹性力学》出版，时年36岁。
冯元桢曾任美国太空技术公司、波音航空公司、北美航空公司、航空太空公司、洛克希特航空公司、道格拉斯航空公司、TRW公司及Jaycor公司等的顾问，为他们解决了许多实际问题。
1957年，他获戈根汉基金学术奖金，并趁休假受邀去德国哥廷根大学讲学，这时他得知祖母患上了青光眼，有失明之忧，非常挂念。他的住处邻近哥廷根大学生理学院的图书馆，该馆以藏书丰富而闻名于世。他浸淫其间，查阅眼疾资料并摘录下来，以提供给为祖母治病的医生。就在他博览大量生理学资料的同时，他看到了一般生理学家没有看到的东西——在人体的生理过程中，力的作用都是不可或缺的，在力学里很重要的非线性问题，在生物界也有趣地存在着。他认为力学与生物的结合是很自然的，从此对生物力学产生了极大的兴趣。回到加州，开始了力学与生物体结合的研究准备工作。他觉得人体是比飞机系统更复杂的工程，而且更有趣。能否通过对生物体内的力学研究来分析疾病的产生机制，从而为疾病的预测和治疗提供帮助呢？这是一个从未有人涉足的领域，他却有极大的兴趣去挑战这个难题，于是毅然改行。当时他在航空界特别是航空力学领域已颇有成就，同行好友们都为他的改行而惋惜，因为当时生物力学还不被科学界认同，此去前景未卜。1966年，47岁的冯元桢辞职离开了科研型的、尤以航空系闻名的加州理工学院，改投刚建校不久的加州大学圣地亚哥分校。他在此创立了全美也是国际上第一个生物工程系。为了对学生负责，他在创建生物工程系的同时，就已策划好了自大学部、研究生、博士生到博士后的一系列完整教育。他还尽量担一些初级课程，以免学生对名教授产生距离感，这也是给年轻教师腾出些时间做研究工作。生物工程系培养了大量的优秀人才，他的学生在学术界或工业界都有优异的表现。他是一位既有远见卓识，又能言传身教的诚挚的教育家。
他用力学分析方法来研究生物组织。在上世纪六十年代，国内外对于如何去认识生物的组织结构——与力学性能有关的结构，以及如何去认识生物材料的力学特征或构体方程，都还是空白的。这方面的科研攻关，其艰辛程度是难以言表的，需要创新设计各种研究课题，要创造很多实验方法，要制作很多适用的仪器。他先从实际中去寻找和发现问题，再来设计研究课题。每逢周六，他和同事们都早早起床，摸黑开车，前往离家几百公里的医院去听病例讨论会，了解医生不能解决的问题或医生认为他们解决得不好的问题，如此坚持了近两年。
他在实验过程中创造了避免错误的两条经验：应用固体力学常用的一个假体进行实验，证实了血管在不受外力的影响时，则应力在整个血管壁中相当均匀；研究内脏力学，必先找出零应力状态，要认识生物组织的改造，必须在零应力状态来比较。在1983年的中日美生物力学研讨会议和1987年的生物组织工程会议上，他将这两项经验贡献了出来。
他在发现人体血球、血管、微循环方面，取得了重大突破，发表了先驱性的“红细胞的零压力结构理论”，创立了著名的“冯氏毛细血管隧道理论”。在他的领导下，生物工程系的实验室里，取得了三个里程碑性质的科研成果：（一）进行生物软组织的本构关系的测定，使得人和其他动物的生理和病理，可以用数学的形式及物理、化学的分析来表达。
（二）通过对肺血流动力学规律的研究，建立起肺循环的片流理论，从而得出肺部血管的分布图。建立起这张图，经历了十几年的辛苦。事实证明，这对临床疾病的诊断和治疗提供了极大的帮助，而通过传统的解剖学手法，很难将肺部血管的分布弄清楚。（三）通过生物组织、器官生长和应力关系的研究，提出了“包含细胞与细胞外围物质的生长和消融在内的血管的改造，是与血管中的应力相关联的”。这在业界被称为“冯元桢假说”，是新兴的“组织工程学”的基础，是对人体组织工程的重大贡献，他是第一位将工程理论应用在医学诊断、治疗和预防的开拓者。经过数十年的科研实践，他还对已有近300年历史的传统连续体力学公理提出了改造建议。
1990年，冯元桢以荣誉教授的称号从教育工作岗位退休，但仍坚持到学校为他保留的实验室和办公室工作，和同事们学生们一起研讨问题，仍然申请美国卫生署及国家科学基金会的支持，进行基因的研究及应用。他说：“年龄不应该是影响创作发明的障碍，多年积累的经验，反而使许多的设想更容易成为现实，当然，这些想法要通过年轻人的具体操作来完成”。
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发表于 2017-11-6 10:06:18
