向“生物力学之父”冯元桢先生学习什么？【转载】

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在企业从事技术工作的我本该与“生物力学之父”冯元桢先生没什么交集，但因本人从事机械行业的流体传动与控制技术领域，幻想能否用流体力学与机械结构作类比，解析高血压现象，于是找来一本《人体解剖学》的书籍来看（仅看了血液循环一章），发现血液循环系统和流体传动系统原理是一样的，心脏、瓣膜、血管、血液完全可用泵、阀、管道、矿物油作类比。流体传动系统要服从流体力学，机构学，热力学规律，血液循环系统作为自然界的组成部分，自然也应该服从这些物理规律，于是又去找生物力学方面的书籍来看，顺藤摸瓜，找到了冯元桢先生的系列专著，对冯先生的了解正是从他撰写的著作开始的。

冯先生的著作以清晰的数学条理，将物理规律，实验数据串在一起的风格让我耳目一新，爱不释手。他鼓励学生不要太忙，留出时间来独立思考，观察自然，思考工程和科学中的问题，学会把含糊不清的问题变为准确的数学描述，培养在工程和科研上提问、分析、设计、和发明的习惯。冯先生至少有以下几点值得科研和工程技术人员学习。

一、重视基础理论的学习和运用。正如冯先生《生物动力学——血液循环》一书所说：“这些定律虽已尽人皆知，但切莫因熟悉而掉以轻心……。古希腊人尽管对心脏和血管的解剖学知识知之甚详，但终因他们忽视了质量守恒定律，从而失去了发现血液循环的荣誉，西方世界直到十七世纪，哈维才创立了血液循环的概念，而哈维证明血液循环，只用了质量守恒定律。……。再没有什么比学习普遍原理并随时应用它们更有价值、更有实效了”。

国内高校至少有两点值得反思：第一，本科阶段弱化基础课程；第二，研究生阶段重科研培养（其实是重炮制论文能力的培养，还算不上是科研能力的培养）轻基础理论积累。

国内企业技术经理们需要思考的是：你的下属是不是太忙？是不是为了应付考核工作成了忽悠？是不是让技术研发人员做了太多繁杂的，事务性的工作？下属有多少自由时间可支配？自由时间他们在干什么？

二、学科交叉首先要精通本行。冯先生40年代在加州理工学院获得航空和数学双博士学位，毕业后的近20年都是从事本行工作，著有《空气弹性理论》，《固体力学基础》，《连续介质力学导论》三本在力学界为人熟知的著作。可以说冯先生在转入生物医学工程之前，在航空力学方面已有很深的造诣。

我们科技人员也喜欢谈学科交叉，但许多人在本行都还一知半解的情况下去搞学科交叉，东一榔，西一棒，最终搞得不伦不类。

三、热爱观察大自然，培养从纷繁的自然或工程技术现象中抽取本质的能力。冯先生编写的书籍，其习题很有特色，其习题很少有纯理论性的，套公式的。许多题目是先描述一种自然或工程技术现象，然后让学生抽取现象背后的本质，用准确的数学语言描述问题，或求助于分析，或求助于实验去解答问题。或者给出某种需求，让学生去发明一种满足要求的仪器或方法。正如民国时期傅斯年所说：“看学校教育是否成功，学生是否优秀，只需看学生的手脚有无应用书本知识的能力，看学生的头脑能否将身边的事物与课本理论知识联系起来的能力”。

反观我们的教科书，实在太干瘪，完全是理论知识的堆砌，正如苏格拉底所说：“教育不是灌输，而是点燃火焰。”我们的教科书根本没引导学生去观察自然，培养学生抽取自然和工程技术现象背后本质的能力，也许这是中国大学生，企业技术人员认为书本理论无用的原因之一吧！

四、何时读书都不迟，关键看有无兴趣和持之以恒的决心。冯先生原本学习航空工程，直到了60年代，40多岁时才改行从事生物医学工程，用数学、力学、工程技术的视觉研究生物力学，并且做得很出色，被誉为“生物力学之父”。

用亲身经历的一个例子结束本文。

我公司2010年开发了一款新产品，存在液体泄漏量过大的问题，摸索了几年都没解决，什么有限元结构分析，CFD流体仿真这些研究生论文喜欢捣鼓的方法都用上了，就是解决不了问题。查了不少文献，照着文献中的方法去做，没一点效果，证明了那些论文是经过润色的。我倒没失去信心，压力大之类的心理状态，反正没解决领导也没怪我们，老板愿意花钱给我们玩何乐而不为？花哨的招数使完了，尝试从最基本的原理出发，直到今年10月份，改变了一个尺寸，更换了一种材料，仅仅是略施小计，实验立马见效，而所用到的知识不过是大二专业基础课本上的东西。这正是证明了冯先生的观点：“再没有什么比学习普遍原理并随时应用它们更有价值、更有实效了”。

参考文献：

1、 冯元桢，《连续介质力学导论》。

2、 冯元桢，《生物动力学——血液循环》。

3、 冯元桢，《生物力学——活组织的力学特性》。

4、 冯元桢，《生物力学——运动、流动、应力和生长》。