4月18日下午，由北京大学图书馆和工学院联合主办的“学科之美系列讲座——工学之美”第三场讲座在图书馆南配楼艺术鉴赏厅举行，工学院教授熊春阳作题为“生命中的‘原力觉醒’——走进生物力学”的讲座。全校70余位师生报名参加现场讲座。讲座由工学院分馆馆员孙静主持。

讲座现场

熊春阳从科幻电影《星球大战》中的“原力”概念引入，形象地阐述了力的基本概念，即力是一种物理相互作用，能使物体产生运动或形变。他指出，生物力学主要研究生物体内的力、运动和形变，涵盖了从分子、细胞、组织、器官到人体的各个尺度。他通过一系列生动有趣的案例介绍了生物力学这一前沿交叉学科。

熊春阳作讲座

熊春阳指出，在科学意义上，生物力学为探索生命奥秘提供了独特视角。虹鳟鱼逆流而上，鸭群排成“一”字形过河，背后都有流体力学奥秘；瓜果的不同形状，大脑皮层皱褶的形成，这些也都包含力学因素；人体的各种生理活动，运动系统、呼吸系统、循环系统甚至免疫系统的运行中，力学都扮演着重要角色，例如心脏跳动、肺通气、血液流动、淋巴细胞运动形变等；力既影响“生”，纤毛摆动的方向引发胚胎的左右不对称发育，力也影响“死”，恶性肿瘤的转移就源自肿瘤细胞的运动迁移；生物力学也有助于揭示疾病的发生发展规律，如动脉粥样硬化多发于血管分叉和弯曲处，就与该位置的血流动力学模式密切相关。

熊春阳强调，生物力学在工程应用方面也发挥重要作用。他分享了多个生物力学在体育领域的应用案例。例如，运动员利用风洞实验调整姿势降低阻力，从而提高运动成绩；苏炳添等运动员的成功背后，也离不开生物力学模型的指导；快速泳衣问世的初衷是为了模仿鲨鱼皮，有效减少水阻力，帮助游泳运动员提高成绩，但也因为违背公平竞争的体育精神被禁用；动作捕捉技术最早被用于运动生物力学研究，现在已被广泛用于影视娱乐行业。除了体育领域，生物力学在疾病诊断、治疗与康复等生物医学应用方面也扮演重要角色，比如医疗器械、生物材料、再生医学等领域也需要生物力学。他特别介绍了几个基于生物力学原理来提高皮肤通透性、增强药物吸收效果的有趣案例。

熊春阳指出，生物力学还可以让人类“师法自然”“道法自然”，为工程材料和机械的仿生设计制造提供创新思路。例如对蜂鸟、蜻蜓的飞行力学研究，可以帮助设计新型扑翼飞行器；蚯蚓靠裂纹扩展，更省力地在泥土里推进，可能诞生新型掘进机械；血流脉动方式泵送液体，可降低阻力、节约能耗，对提升各种工业液体输送效率有借鉴意义；蒲公英飞扬背后的流体力学奥秘，为微型无动力无人机的设计提供灵感。

听众提问

讲座结束后，熊春阳与在场师生进行了互动交流，并解答了听众的疑问。

主讲嘉宾简介：

熊春阳，北京大学工学院力学与工程科学系教授，本科与博士均毕业于北京大学，2002年留校工作至今。长期从事力学-材料-微纳米技术-生物医学的交叉研究，包括细胞力学、力材料学、微流控生物芯片、类器官力学与工程等。