高华健

中国科学院外籍院士,固体力学家,清华大学力学与工程交叉研究院院长

高华健,1963年12月生于中国四川成都,固体力学家, 美国国家工程院 院士、美国科学院院士、 美国艺术与科学院 院士、德国科学院院士、中国科学院外籍院士、 伦敦皇家自然知识促进学会 院士、欧洲科学院院士;现任 清华大学 讲席教授、清华大学力学与工程交叉研究院院长。

高华健1982年毕业于 西安交通大学 工程力学系,获工学学士学位;1984年7月,获 哈佛大学 工程科学硕士学位;1988年6月,获哈佛大学工程科学博士学位。 2000年任美国斯坦福大学教授,2001年起担任德国马克斯·普朗克研究所(马普所)所长,2006年1月起任 布朗大学 终身教授 ;期间还曾任 新加坡 南洋理工大学 杰出大学讲席教授。 2012年当选为 美国国家工程院 院士;2015年12月当选中国科学院外籍院士;2018年5月当选美国科学院院士;2019年4月当选 美国艺术与科学院 院士;2023年当选 伦敦皇家自然知识促进学会 院士。 2024年1月,全职回国任教于 清华大学 ,同年4月任清华大学力学与工程交叉研究院院长。

高华健已经发表学术论文300余篇,ISI引用18600余次,到2023年在世界 固体力学 领域学者过去20年中的引用排名第一。2012年,高华健获得世界力学界最高荣誉—Rodney Hill固体力学奖,由国际理论与应用力学联合会授予。 2015年先后获得美国工程科学协会的最高奖—William Prager奖,和 美国机械工程师协会 的材料类最高奖—Nadai奖。 

人物经历

高华健教授1982年毕业于 西安交通大学 工程力学系,获工学 学士 。1984年、1988年在美国 哈佛大学 分别获得工学硕士和工学博士学位。 1988年6月,获哈佛大学工程科学博士学位;同年9月,任斯坦福大学助理教授。 1995年1月,任斯坦福大学副教授。2000年9月,任斯坦福大学教授,2001年起担任 德国 马克斯·普朗克 金属材料研究所所长,2006年1月任 布朗大学 终身教授 。

高华健积极与国内学者合作,他在2003-2005年间任中国科学院沈阳界面材料中心海外主任,积极促进马普所与中科院的合作。他于2001-2011年担任中国力学学报英文版的共同主编,为该期刊的国际化做出奠基性贡献。2012年创立 清华大学 先进力学与材料中心。 2012年2月,因其在薄膜和分层结构材料的微观力学研究方面做出杰出贡献当选为 美国国家工程院 院士;同年担任清华大学先进力学与材料中心共同主任。

自2012年起担任 西安交通大学 航天航空学院国际应用力学中心执委会副主任,担任固体力学领域顶级期刊《Journal of the Mechanics and Physics of Solids》主编、美国机械工程师协会《International Journal of Applied Mechanics》主编、《International Journal of Fracture》区域主编,同时担任《Modeling and Simulation in Materials Science and Engineering》等杂志的编委等,工程科学学会(SES)主席,作为西安交大国际应用力学中心成员,他也多次回到母校参加学术活动。 2015年12月7日,2015年中国工程院、 中国科学院 增选院士名单先后公布,高华健入选中国科学院外籍院士;当地时间2018年5月1日,2018年度美国科学院院士增选结果揭晓,高华健再次入选院士名单。 2019年4月高华健当选 美国艺术与科学院 院士。 2021年高华健因在工程和生物系统的纳米力学领域中作出的开创性贡献而被授予Timoshenko奖章。 2023年,高华健当选为 伦敦皇家自然知识促进学会 院士。 2024年1月,高华健全职加盟 清华大学 ,受聘为清华大学讲席教授。 2024年4月,高华健任清华大学力学与工程交叉研究院院长。

主要成就

高华健的研究横跨力学、材料、机械、仿生学等多个领域,主要研究材料、结构和生物系统的宏微观形变和破坏行为,他主要有三项科学成:创立基于微观机制上的应变 梯度 理论和发展微纳米塑性变形机制的模拟计算,建立纳米生物结构的力学理论体系,创立超音速和超弹性动态断裂力学。

第一项:创立基于微观机制上的应变梯度理论和发展微纳米塑性变形机制的模拟计算。基于位错力学,高华健从描述材料强度与位错密度之间的Taylor律出发,用一个多尺度的 范式 创立了MSG理论;他的MSG理论和微纳米塑性变形机制的工作被全世界64个国家和地区2411所大学和科研机构引用。

第二项:建立纳米生物结构的力学理论体系。自然界能够将柔软的 蛋白质 和脆性的矿物质组合形成异常坚韧的生物材料;高华健的研究揭示,生物结构材料中存在着一类特定的纳米结构:即坚硬的板状材料交叉镶嵌于较柔软的基体中;他提出的“拉-剪链”模型和“ 分形 骨骼”模型成功地解释了骨骼多尺度变形的实验结果。

第三项:创立超音速和超弹性动态断裂力学。经典的力学理论认为、裂纹的扩展速度无法超越弹性波波速;高华健通过超大规模 分子动力学 模拟首次发现了超音速裂纹扩展,他的研究打破了传统的断裂力学理论,成功地解释了高速裂纹扩展下裂尖失稳的实验结果。 

学术论著

截止2023年高华健已经发表学术论文300余篇,ISI引用18600余次,在世界 固体力学 领域学者过去20年中的引用排名第一。近年来,他在中国工作每年超过2个月,在中国作学术演讲和报告100余场,学术论文为中国学者引用5500余次,与中国学者合作发表了130余篇学术论文。

主要论文

社会任职

人才培养

据2019年7月 中国科学院 官网显示,高华健培养的博士生和博士后已有20位回国,其中有7位获国家杰出青年基金。如王翔博士2001-2003年在德国马普金属研究所跟高华健做博士后,回国后加入 中国航天科技集团 ,参与了 天宫一号 与 神舟八号飞船 交会对接任务,为任务取得圆满成功做出了重大贡献。

截止到2024年1月,高华健培养了博士生35人,指导了博士后37人。其中,1人当选美国工程院院士(2023),1人当选中国科学院院士(2023),1人获得 美国总统奖 ,5人获美国 中华人民共和国国家自然科学基金委员会 的Career Award,10人获中国国家杰出青年基金等资助,7人获中国优秀青年科学基金等资助。

荣誉奖项

人物评价

他(高华健)的研究成果奠定并拓展了现代力学研究的前沿。(国际理论与应用力学联合会评 )

多年来,高华健教授在薄膜力学、纳米力学、 断裂力学 、纳米 生物力学 、微尺度塑性理论等 固体力学 的多个方面,取得了富有创新性和具有国际重要影响的成果。( 西安交通大学 校友网评)

高华健通过超大规模 分子动力学 模拟首次发现了 超音速 裂纹扩展,他的研究打破了传统的断裂力学理论,成功地解释了高速裂纹扩展下裂尖失稳的实验结果。 ( 中国科学院 学部评)

参考资料

  1. 高华健(Huajian Gao) 中国科学院学部 2025-08-04
  2. 高华健:集“五院院士”于一身 西安交通大学校友网 2023-07-21
  3. 高华健 清华大学 2025-03-09
  4. 清华成立力学与工程交叉研究院,“七院院士”高华健担任院长 清华大学新闻网 2025-08-04
  5. 高华健 西安交通大学 2023-07-21
  6. 西安交大校友高华健教授当选美国国家工程院院士 西安交通大学新闻网 2023-07-21
  7. 高华健:集“五院院士”于一身 西安交通大学校友网 2025-05-06
  8. 高华健校友入选2019年美国艺术与科学学院院士 西安交通大学新闻网 2024-10-22
  9. 新加坡南洋理工大学中国办公室 新浪微博 2024-01-19
  10. 清华成立力学与工程交叉研究院,“七院院士”高华健担任院长 澎湃新闻 2024-06-04
  11. 西安交大校友高华健荣获2021年国际力学领域最高奖Timoshenko奖章 西安交通大学新闻网 2023-07-21
  12. 高华健:集“五院院士”于一身 西安交通大学校友网 2025-05-09
  13. Huajian Gao ae-info 2024-09-02
  14. 西安交大校友高华健教授当选美国国家工程院院士 西安交通大学新闻网 2025-07-08
  15. 布朗大学教授高华建入选美国人文与科学院2019年院士 粉体网 2023-07-21
  16. 国际力学、材料及工程科学领域顶级专家高华健全职加盟清华大学 清华大学 2024-01-30
  17. 高华健(Huajian Gao) 中国科学院 2024-10-10
  18. 纳米孪晶金属“项链状”关联位错及其力学行为 中国知网 2023-07-22
  19. 纳米合成分子对细胞膜力学作用的结构特异性及膜靶向抗生素的设计优化 中国知网 2023-07-22
  20. 纳尺度弹性梯度驱动中的若干力学问题 中国知网 2023-07-22
  21. 五折孪晶银纳米线的塑性变形机制研究 中国知网 2023-07-22
  22. 纳米孪晶金属圆柱的塑性变形机制与断裂行为 中国知网 2023-07-22
  23. 微观碳纳米管材料的力学性质研究 中国知网 2023-07-22
  24. 泊松比在生物复合材料中的作用 中国知网 2023-07-22
  25. 高华健校友当选美国科学院院士 西安交通大学新闻网 2024-09-02