冯德培
| 冯德培 | |
| 出生 | 1907年2月20日 浙江省临海县 |
| 逝世 | 1995年4月10日(88岁) 上海市 |
| 国籍 | 中国 |
| 籍贯 | 浙江临海 |
| 身份 | 神经生理学家、科学组织家 |
| 主要成就 | 发现"冯氏效应"(Feng effect) 中国神经肌肉接头生理学开创者 中国科学院副院长 美国国家科学院外籍院士 中国生理学会理事长 |
生平
家世与早年
冯德培,1907年2月20日出生于浙江省临海县的一个较为富裕的家庭。父亲冯炳奎是临海当地的中药商人,母亲是一位贤惠的家庭主妇。冯德培在家中有兄弟五人,他排行第三。父亲经营药材生意,家境殷实,对子女的教育非常重视,为冯德培提供了良好的成长环境。
冯德培很小的时候就表现出了勤奋好学和思维敏捷的特点。1918年,十一岁的冯德培从临海私立回浦学校小学部(今回浦中学)毕业,同年考入浙江省立第六中学(今台州中学)。在中学期间,他各科成绩均名列前茅,尤其对自然科学有着浓厚的兴趣。
复旦大学
1922年,十五岁的冯德培以优异成绩从浙江省立六中毕业。同年,他考入上海复旦大学文科,修读文学系课程。然而,很快他就被当时新兴的行为心理学所吸引。1923年,他转入心理学系学习。行为心理学强调用科学实验方法研究动物和人类行为,这符合冯德培探索生命现象内在规律的学术兴趣。
1925年,生理学家蔡翘等从美国回到复旦大学任教,心理学系由此扩展为生物学院。这一变化极大地拓宽了冯德培的学习范围。在生物学院的各门课程中,他对生理学最感兴趣。蔡翘教授是中国现代生理学的开拓者之一,讲授的生理学课程条理清晰、论证严密,给冯德培留下了深刻的印象。
1926年,冯德培以优异的成绩从复旦大学生物学院毕业,获得理学学士学位。毕业后,他留在生物系担任生理学助教,从此正式开始了毕生的生理学研究生涯。
协和医学院的淬炼
1927年,复旦大学生物学院因学潮被解散。冯德培转入北京协和医学院,在生理系主任林可胜教授的指导下继续学习和工作。林可胜是中国生理学的奠基人之一,学术造诣精深,治学极其严谨。在协和医学院,冯德培先随张锡钧副教授进行甲状腺分泌研究,但主要是跟随林可胜从事胃液分泌的研究。
在协和工作的两年间,冯德培表现出了非凡的科研才华。他不仅完成了林可胜交给的各项研究任务,还利用业余时间大量阅读生理学文献,参加了协和医学院的各类学术活动。他通过听课和广泛阅读,在生理学各领域获得了广阔而深入的背景知识。这个时期的学习和训练,为他日后独立开展高水平研究奠定了坚实的基础。
林可胜对冯德培极为赏识,两人建立了深厚的师生情谊。在林可胜看来,冯德培是"他遇到过的最有天赋的学生之一";在冯德培看来,林可胜是他的学术引路人,对他的成长起了决定性作用。
留学欧美
1929年,冯德培考取清华大学公费留美资格。同年秋,他进入美国芝加哥大学生理系,在R·W·杰拉德(Gerard)教授指导下进行神经代谢研究。杰拉德是当时国际上著名的神经生理学家,对神经的兴奋与代谢机制有精深的研究。在杰拉德的实验室里,冯德培出色地完成了一项关于神经窒息机制的研究——他通过系统实验阐明了神经在缺氧条件下逐渐丧失传导功能的生理机制。1930年,他因这一研究获得芝加哥大学硕士学位。
1930年秋,经林可胜的推荐,冯德培转入英国伦敦大学学院(University College London),师从著名生理学家和生物物理学家、诺贝尔奖获得者A·V·希尔(Archibald Vivian Hill)教授。希尔教授因在肌肉产热方面的杰出研究而获得1922年诺贝尔生理学或医学奖。他是当时世界上最杰出的肌肉生理学家,以精密的实验设计和严格的科学推理著称。
在希尔的指导下,冯德培开始了肌肉产热的精密测量研究。他成功改进了希尔实验室的肌肉热量测定技术,完成了对肌肉拉伸与放松时热量变化的精确测量,并于1932年发现了"冯氏效应"——静息肌肉被拉长时产热增加的生理现象。这一发现被国际生理学界公认为肌肉生理学的经典工作。1933年,冯德培以关于肌肉能量学的优秀论文从伦敦大学学院获得博士学位。
获得博士学位后,冯德培按希尔的建议,又前往美国宾夕法尼亚大学约翰逊基金医学物理学研究所进修一年。在那里,他学习自制电子仪器——当时最先进的生理学研究工具——为回国创建自己的实验室做全面准备。在留学的五年间(1929-1934年),他在神经肌肉生理学领域内做出了具有国际影响的重要研究成果,初步奠定了他在国际学术界的地位。
神经肌肉接头研究的黄金时代
1934年夏,冯德培回到北京协和医学院生理学系工作。他决心把神经肌肉生理学在中国建立和发展起来。经过一年多的筹备和探索,他成功地开辟了一个全新的研究领域——神经肌肉接头生理学。
神经肌肉接头是运动神经末梢与骨骼肌纤维之间的特殊突触连接,是神经系统控制肌肉活动的关键部位。在冯德培开始研究之前,国际上对这一重要结构的生理功能了解甚少。冯德培和他的团队从1936年到1941年的六年间,在英文版的《中国生理学杂志》(Chinese Journal of Physiology)上接连发表了26篇关于神经肌肉接头的研究论文。
这26篇论文系统而深入地从各个角度阐明了神经肌肉接头的结构和功能特征,包括神经递质释放机制、突触后电位变化、兴奋-收缩耦联、药理学特性等。这些工作引起了国际生理学界的极大关注和高度赞誉。当时国际生理学界公认冯德培的实验室是全球神经肌肉接头研究最重要的中心之一。甚至有学者赞誉他为"神经肌肉接头生理学之父"。
战争岁月
1941年底,太平洋战争爆发,日军占领了北京协和医学院。冯德培的研究工作被迫中断。1943年,他费尽周折辗转至重庆,先受聘为内迁至重庆的上海医学院生理系教授,后任中央研究院医学研究所筹备处研究员兼代主任。
在抗战最困难的日子里,冯德培虽然失去了实验条件,但他以极大的毅力为战后的中国生理学发展做着准备工作。他整理了研究资料,培养了助手,规划了未来中国生理学的发展蓝图。1945年底,他应英国文化协会邀请访问英国。1946年,他转赴美国,在纽约洛克菲勒医学研究所进行合作研究。同时,他还肩负着一项重要任务——为筹备中的中央研究院医学研究所采购仪器设备和搜集图书资料。
1947年夏,他回到已在重庆搬迁至上海的医学研究所筹备处。1948年,他当选为中央研究院院士,这是当时中国学术界最高荣誉。
新中国时期
1949年新中国成立后,冯德培满腔热情地投身于新中国科学事业的建设。1950年,中国科学院在上海成立生理生化研究所,冯德培出任首任所长。他着手招揽人才、建立实验室、确定研究方向,很快使生理生化研究所成为全国生理学研究的中心。
1955年,冯德培当选为中国科学院学部委员(院士)。1958年,生理生化研究所分为生理研究所和生物化学研究所,冯德培担任生理研究所所长。在他的领导下,生理研究所不断壮大,先后开辟了神经生理、感官生理、呼吸循环生理、内分泌生理等多个研究方向,培养了一大批生理学专业人才。
1958年后,他还担任了中国科学院华东分院(后改为上海分院)副院长,承担了更多的科学组织管理工作。1981年,他出任中国科学院副院长,同时兼任生物学部主任。
在"文化大革命"中,冯德培和其他许多科学家一样受到严重冲击。但他始终保持着对科学的信念,在磨难中坚守着一个科学家的尊严和底线。
改革开放后,冯德培虽然年事已高,但仍然活跃在科学研究的第一线。他带领学生开展了中枢神经系统突触可塑性的研究,继续保持着国际前沿的学术水平。1981年至1984年,他任中国科学院副院长,为中国科学体制的改革和现代化建设做出了重要贡献。
国际荣誉
冯德培的学术成就获得了国际生理学界的广泛认可。1966年,他当选为英国生理学会荣誉会员,是该学会历史上第一位获得此荣誉的中国生理学家。1979年,当选为加拿大生理学会荣誉会员。1986年,他当选为美国国家科学院外籍院士和第三世界科学院(TWAS)院士。1988年,他又当选为印度国家科学院外籍院士。
1988年,应世界最权威的神经科学年评《Annual Review of Neuroscience》之邀,冯德培撰写了自传性文章"Looking Back, Looking Forward"(回首往事,展望未来)。这是该刊极为少有的邀请华裔科学家撰写自传的特例,充分说明了他在国际神经科学界的卓越地位。他还在1981年至1993年连任三届国际生理科学联合会(IUPS)理事,在国际学术组织中发挥了中国科学家的作用。
晚年
晚年的冯德培虽然退休了,但仍然关心着中国生理学事业的发展。他多次就科技体制改革和基础研究的地位提出建议。他还担任了上海市欧美同学会会长,积极推动海外学人与国内的交流合作。
1995年4月10日,冯德培因病在上海逝世,享年88岁。他的逝世是国际生理学界的重大损失。他的学生和同事在纪念文章中写道:"这是一个以科学为生命的人,点燃其生命火焰的是科学,使其生命不息燃烧的是科学。"
医学贡献
冯德培作为基础生理学家,他的研究成果为神经科学和临床神经病学的发展提供了重要的理论基础。他发现和阐释的神经肌肉接头生理机制,为理解重症肌无力等神经肌肉疾病的发病机制奠定了生理学基础。他的研究也直接促进了麻醉药和肌松药的药理学研究。
在神经生理学领域,冯德培关于神经缺氧损伤机制的研究,为理解缺血缺氧性脑病的病理生理过程提供了重要理论依据。他的实验室关于中枢突触可塑性的研究,为学习和记忆的神经机制探索开辟了新方向。
学术成就
冯德培的学术成就高度集中在神经和肌肉生理学领域,尤其是以下三个方面:
第一,"冯氏效应"(Feng effect)的发现。1932年,冯德培在英国希尔实验室利用蛙的缝匠肌研究肌肉的热弹性时,发现当肌肉被持续拉长时放热持续增加,而放松后这一现象即消失。他通过多种方法验证排除了实验误差的可能,确认这是一种全新的生理现象——肌肉的静息代谢与长度之间确实存在正相关联系。他将其命名为"引张反应"。波兰科学家帕尔纳斯(Parnas)在肌肉化学评论中将这一现象称为"冯氏效应"。从此,这一名称在国际生理学文献中长期沿用。
第二,神经肌肉接头生理学。1936年至1941年间,冯德培及其团队在《中国生理学杂志》上发表了26篇关于神经肌肉接头的原创论文。这一系列研究涵盖了神经肌肉传递的电生理学、药理学和生物化学等多个方面,开创了中国生理学研究在世界前沿领域引领潮流的先河。
第三,神经肌肉营养性相互关系研究。20世纪60年代以后,冯德培带领合作者发现了鸡的慢肌纤维去神经后肥大的现象,深入阐释了神经如何决定肌纤维类型的机制,在国际上产生了广泛影响。
社会影响
冯德培不仅是一位杰出的科学家,还是一位卓越的科学组织家。他长期担任中国科学院上海生理研究所所长、中国科学院副院长,为中国生理学事业的发展和科技体制改革做出了重要贡献。他创建和领导的中国科学院生理研究所,是中国生理学研究的旗舰机构,为国家培养了大批生理学专业人才。
作为中国生理学会的理事长和《生理学报》的主编,冯德培为中国生理学学术共同体的建设做出了卓有成效的工作。他推动了中国生理学与工程学、生物学、医学等多学科的交叉融合,为生物医学工程学在中国的发展开了先河。
在国际上,冯德培是中国科学家的优秀代表。他通过担任国际生理科学联合会理事等国际学术组织职务,积极推动了中国生理学界的国际交流和合作。
历史评价
北京大学原生命科学学院院长饶毅教授评价冯德培:"我们无法说冯先生是一位完美的人,但是毫无疑问,他是一位杰出的中国科学家。他在漫长的科学生涯中,保持了青年人的活力、不断探索和进取;他在外界不可控制的动荡中,坚持在科学前沿、不断有新发现。"
中国科学院院士杨雄里教授则评价:"这是一个以科学为生命的人,点燃其生命火焰的是科学。"由于提出了"冯氏效应"并在神经肌肉接头研究方面的开创性贡献,冯德培被公认为"中国神经生理学之父"。
轶事典故 =
"冯氏效应"的诞生
1932年在英国伦敦大学学院,冯德培正在希尔实验室测量肌肉在拉伸和放松过程中的热量变化。他发现当肌肉保持拉伸时放热持续增加——这不是之前理论预测的结果。这个偶然的发现后来被命名为"冯氏效应"(Feng effect),成为肌肉生理学教科书中的经典内容。
26篇论文的奇迹
在1936年至1941年短短的六年间,冯德培的实验室连续在《中国生理学杂志》上发表了26篇关于神经肌肉接头的研究论文。如此高密度的研究成果,即使在西方发达国家的一流实验室也不多见。国际生理学界因此将冯德培的实验室称为"神经肌肉接头研究的麦加"。
林可胜的得意门生
冯德培能去英国追随诺贝尔奖得主希尔深造,离不开他的老师林可胜的鼎力推荐。冯德培一生都对自己的老师充满感激。两人的师生情谊是中国生理学史上的一段佳话。
人物关系
冯德培的老师包括林可胜(协和医学院)、杰拉德(芝加哥大学)和希尔(伦敦大学学院),三人都是国际生理学界的泰斗人物。冯德培的学生中,包括杨雄里(中国科学院院士、神经生理学家)等中国生理学界的骨干力量。他在中国科学院生理研究所培养了一大批生理学专业人才。他还与吴宪、林可胜等中国生理学先驱保持了终生的友谊和合作关系。
参考文献
[1] Feng T P. The effect of length on the resting metabolism of muscle. J Physiol, 1932, 74: 441-454. [2] Feng T P, et al. Studies on the neuromuscular junction, a series of 26 papers. Chin J Physiol, 1936-1941, 10-16. [3] Feng T P. Looking back, looking forward. Ann Rev Neurosci, 1988, 11: 1-12. [4] 冯德培. 神经肌肉接头研究的回顾. 生理学报, 1984. [5] 中国科学院上海生理研究所. 冯德培先生纪念文集. 上海, 1995. [6] 杨雄里. 冯德培:以科学为生命的人. 生理学报, 1995, 47(6). [7] 饶毅. 冯德培:杰出的中国生理学家. 知识分子, 2015. [8] 中国科学技术协会. 中国科学技术专家传略·生物学卷·冯德培. 中国科学技术出版社, 1993. [9] 美国国家科学院. 冯德培院士纪念传记. 华盛顿, 1996. [10] 《生理学报》. 冯德培教授纪念专辑. 1995, 47(6).