从航空界泰斗到生物力学之父，科学史上最华丽的转身

假设47岁的你已经在某个领域取得了超常人的成就，你会选择转行到一个全新的领域重新开始吗？相信很多人的回答都是否定的。

但冯元桢却不这么认为。

他曾是世界上最优秀的航天航空研究者之一。47岁的他却因为个人兴趣毅然决然选择转身投入几乎是一片空白的生物力学领域，创立了世界上第一个生物工程学系，是生物力学的开创者和奠基者，有着「生物力学之父」的美誉。

冯元桢这一次的「转行」也被称为科学史上最华丽的转身。硅谷洞察国庆系列第二期的主角就是这位充满奇迹的华人科学家——冯元桢。

战火中励志求学

1919年，冯元桢生于江苏常州的一个书香门第家庭。幼年时期的冯元桢生活在一个动乱的年代，那时正值国内军阀混战，但是他的画家父亲在如此乱世还依然鼓励冯元桢积极外出求学，并且告诉他：“如果想要改变中国，就去学理工科吧。”

冯家祖宅位于文常州横林余巷，图片来自网络

高中毕业的那一年对冯元桢来说格外的重要，他怀抱着对学术和大城市的憧憬只身一人来到上海参加大学的入学统考。然而也正是这一年，卢沟桥事变爆发，折磨中国长达八年的侵华战争正式打响。

正在上海备考的冯元桢通过报上的新闻的得知了这个令人悲愤的消息，他和全中国所有的有志青年一样，迫不及待的想要用自己的一腔热血报效祖国。当时的冯元桢意识到，身材消瘦的自己并没有足以击杀敌人的肉体力量，但是他可以学好知识，利用自己的头脑来还击入侵者。

国立中央大学大门，图片来自网络

18岁的冯元桢毅然决然报考了中央大学航空系，成为了中国第一批航空系的学生。可是即便考入当时亚洲第一的中央大学，也无法安心的搞学问。日本入侵南京后，中央大学便举校搬至大后方重庆，在条件十分艰苦的重庆， 冯元桢度过了在中央大学的六年，先后获得了学士和硕士学位，成为当时中国最权威的航空工程学专家。

1944年，美国为20名中国优秀学子提供了一份奖学金以供他们赴美留学，冯元桢正是这20人中的一份子。多年来梦寐以求进入世界最高学术圈的冯元桢认为自己的机会到来了。可是，命运却给他开了一个「玩笑」。

1945年，随着二战结束，美国的军民航空集体撤出中国，没有飞机可坐的冯元桢只好乘船前往美国，可是在航行的途中又遇到了各种各样恶劣的天气导致航程延误。当他抵达加州理工大学的时候，已经是第二年的一月份了。校方遗憾的告诉冯元桢，由于他没有按时入学，奖学金已经转赠他人了。

没有了奖学金的冯元桢自然负担不起高昂的学费和生活费，眼看自己多年来的梦想近在咫尺却又遥不可及，无法想象当时的冯元桢在加州的土地上是怀着怎样一份绝望的心情。

年轻时的冯元桢，图片来自网络

不过好在当时一位航空系的教授非常欣赏冯元桢的才能，便给了他一份实验室助教的工作。在这位教授的帮助下，冯元桢半工半读两年后拿到了加州理工大学的航空工程与数学博士学位，并成功留校担任航空工程学教授。

叱咤航空工程学

成功成为加州理工航空工程学教授的冯元桢继续发挥着自己在工程学方面的才华。冯元桢最初在国内研究的是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，后来担任加州理工教授时期从事空气动力学、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，并且多次获奖。

而往后几年中，冯元桢先后担任了洛克希德、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。

《空气弹性力学》到如今为止仍然被航空工程学领域的学生称为经典，图片来自网络

当然，他在航空工程学方面最大的成就当属他的第一本著作《空气弹性力学》（Theory of Aero－elasticity），这本书直到现在仍然被无数气动-弹性力学领域的学者奉为必读的经典著作。由此可见当时冯远征在航空工程学的地位。

这一年，他36岁。

两年后的德国，一切转折发生的地方。

那年，冯元桢带着戈根汉基金学术奖金来到德国哥廷根大学休假，这个大学以其丰富且巨大的藏书量闻名世界，这样的地方对于冯元桢这样的学者来说是最好的度假地了。

曾经的哥廷根大学为世界第一的名校，图片来自网络

可是，就在他准备好好享受自己的假期的时候，突然得知远在国内的母亲患上了严重的青光眼。焦虑中的他在哥廷根图书馆中查阅不少有关青光眼的文献，并且每周都将自己读到有用的文献译文和摘要寄给国内的母亲，并对母亲说：“如果你看不懂，就交给外科医生。”就这样，靠着在图书馆查阅资料的冯元桢帮助国内的外科医生治好了母亲的青光眼。

冯元桢母亲（左一），图片来自网络

多年后，当冯元桢回到中国，当年为其母亲做手术的外科医生十分感谢冯元桢。不仅仅是因为冯元桢这份令人动容的孝心，更是因为冯当年寄回来的这些文献帮助中国外科临床医学取得了长足的进步。

华丽的转身

从德国回到加州后，冯元桢开始着迷于生理学，决心要将力学与生物学研究结合在一起，开辟出一条新的道路。要知道，在此之前，冯元桢对于生理学完全一窍不通。他不知道人体的解刨结构、生理现象、甚至连医生是如何工作的都不知道。就连他加州理工的同事都劝阻道：“你这样做有什么意义和价值呢？”

然而，外人的态度从来都不会影响到冯元桢的决心，只有兴趣才是他最大的动力。

在经过几年的研究后，冯元桢认为这门学科需要投入百分之百的精力，不应该被其他的工作所打扰。所以当时已经在航空工程学领域取得巨大成就的冯元桢毅然决然的离开了加州理工，来到了刚建立不久的加州大学圣地亚哥分校。

这一年，他47岁。

加州大学圣地亚哥分校标志性建筑物，图片来自网络

来到加州圣地亚哥分校的冯元桢要在加州大学从零开始建立新的生物工程，并且用数学的分析方法和工程实验来研究生理学。那时的冯元桢每天工作十几个小时，经常凌晨点多就起床工作。他的好友，中国爆炸学家郑哲敏说：“他是很勤奋的，经常看到他在家里哪怕一只手抱着孩子，另一只手也拿着资料在看。”

壮年时期的冯元桢，图片来自网络

每到周六，冯元桢和同事都早早的起床，摸黑开着车前往离家几百公里的医院听病例讨论会。他说：“只有了解医生们发现的实际问题，才能知道研究应该从何处入手。”

冯元桢的研究最开始是从血液循环、血管、血管弹性和血细胞的力学开始入手。在他的实验室中，挂着一张人体肺部血管图，这也是他毕生研究生涯中最满意的一张作品。这张图的意义究竟有多大呢？在这场图诞生之前，全世界的医生们都不知道人体肺部的血管分布情况。

冯元桢通过建立肺毛细血流片层流动（Sheet flow）模型，研究出了肺血流动力学的规律，从而建立了肺部血管的分布情况图。而事实证明，这张人体分布血管图对于临床疾病的诊断与治疗提供了极大的帮助，这也印证了他当年对记者说的话：“我相信我们大家付出的辛勤努力是会造福人类的。”

冯元桢与他毕生最完美的作品「肺部血管分布图」，图片来自网络

冯元桢就是这样在外界都不看好的情况下，一步一步的在生理学领域开辟出了一条全新的道路——生物力学。并且，冯元桢还在加州大学圣地亚哥分校开设了世界上第一个生物工程学专业，从此开始将自己的研究成果传授给学生，让这门学科能够帮助到更多的病人。

在接下来的几十年中，全世界都在对这位「华丽转身」的科学家所做出的贡献进行表彰。

2000年，冯元桢获得了美国科学最高荣誉“美国国家科学奖章”并接受时任美国总统克林顿的颁奖，成为第一位获此殊荣的生物工程学家；2007年获地位堪比诺贝尔奖的“拉斯奖(Russ.Prize)；另外他还获得了美国“百年大奖”、美国国家工程院“奠基者奖”等诸多科学界重量级奖项。

时任美国总统的克林顿接见冯元桢夫妇，图片来自网络

当然，像冯元桢这样的人才，各国自然也是要不遗余力的「拉拢」。在他的职业生涯中，总共担任了六个国家和地区的院士，包括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、中国科学院外籍院士及中国台湾中央研究院院士。并且，他还是中国科学院首批外籍院士之一。

将中国与世界相连

虽远离故土几十年，可冯元桢也从未忘记过自己的祖国。

他十分关心祖国科学技术的发展。自70年代中美关系解冻后，他是最早一批来华访问的学者，并担任中国十多所大学的名誉教授和名誉研究员。冯元桢曾多次在国际学术会议的讲坛上自豪的说：“我是中国人。”

早在1979年6月中国生物力学考察组赴美时，冯元桢就明确指出，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。

冯元桢为常州大学题词，图片来自网络

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。

冯元桢在实验室里，图片来自网络

冯元桢的一生是传奇的一生，从航空动力学到生理学再到生物工程学，他的一生都在推动人类科学研究进步的道路上奔跑，从未停止。

小探认为，引用央视《大家》栏目为冯元桢拍摄的纪录片中的词来形容这位充满传奇的科学家最合适不过了。

因抗日救亡投身航空航天

因母亲眼疾激发生物力学热情

及至开宗立派、造福人类

冯老的一生

既映射着家、国、天下的学者情怀

又诠释了随心所至、活出真我的人生哲学

壮哉！快哉！