Биофизик


Биофизик

Биофи́зика (от др.-греч. βiοsжизнь, др.-греч. φύσιςприрода):

  • раздел физики и современной биологии, изучающий физические аспекты существования живой природы на всех её уровнях, начиная от молекул и клеток и заканчивая биосферой в целом;
  • это наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации и о влиянии на биологические объекты различных физических факторов. Биофизика призвана выявлять связи между физическими механизмами, лежащими в основе организации живых объектов и биологическими особенностями их жизнедеятельности.

Обобщённо можно сказать, что биофизика изучает особенности функционирования физических законов на биологическом уровне организации вещества.

«Важнейшее содержание биофизики составляют: нахождение общих принципов биологически значимых взаимодействий на молекулярном уровне, раскрытие их природы в соответствии с законами современной физики, химии с использованием новейших достижений математики и разработка на основе этого исходных обобщённых понятий, адекватных описываемым биологическим явлениям»[1].

По номенклатуре ЮНЕСКО биофизика является разделом биологии и имеет код 2406[2].

Биофизика — наука междисциплинарная и для работы в ней требуются знания физики, биологии, химии и медицины. Поэтому биофизически ориентированные исследования проводятся не только в специализированных институтах, но также и в биологических, химических, фармакологических и медицинских.

Содержание

Разделы биофизики

Согласно номенклатуре ЮНЕСКО в биофизике выделяются разделы[2]:

  • 2406.01 Биоакустика
  • 2406.02 Биоэлектричество
  • 2406.03 Биоэнергетика
  • 2406.04 Биомеханика
  • 2406.05 Биооптика
  • 2406.06 Медицинская физика
  • 2406.99 Прочие (указать)

Приведённая выше классификация основана на принципе структурной организации объектов и предназначена для максимально удобства изложения новых разработок. Для изучения общего курса биофизики более приемлема следующая классификация[3]:

  • Теоретическая биофизика:
    • биофизика сложных систем:
      • кинетика биологических процессов;
      • термодинамика биологических процессов: преобразования энергии в живых структурах;
    • молекулярная биофизика: физические и структурные основы организации и функционирования биополимеров и надмолекулярных систем;
    • биофизика клеточных процессов:
    • математическая биофизика.
  • Прикладная биофизика:
    • биоинформатика: хотя не является собственным разделом биофизики, но очень тесно связана с ней;
    • биометрия;
    • биомеханика: функции и структура опорно-двигального аппарата и физические движения биологических систем;
    • биофизика эволюционных процессов;
    • медицинская биофизика;
    • экологическая биофизика.

История исследований

Можно сказать, что у истоков биофизики как науки стояла работа Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики» (1945), где рассматривалось несколько важнейших проблем, таких как термодинамические основы жизни, общие структурные особенности живых организмов, соответствие биологических явлений законам квантовой механики и др.

Уже на начальных этапах своего развития биофизика была тесно связана с идеями и методами физики, химии, физической химии и математики и использовала в исследовании биологических объектов точные экспериментальные методы (спектральные, изотопные, дифракционные, радиоспектроскопические). Основной итог этого периода развития биофизики — это экспериментальные доказательства приложимости основных законов физики к биологическим объектам.

Россия

Первый Институт физики и биофизики был создан в Москве в 1927 году. Но просуществовал он недолго: в 1931 году его руководитель, академик Лазарев П.П., был арестован и Институт закрыли[4].

Современные направления исследований

В настоящее время интенсивно развиваются биофизика сложных систем и молекулярная биофизика.

Современные области исследований биофизики: влияние космогеофизических факторов на течение физических и биохимических реакций, фотобиологические процессы, математическое моделирование, физика белковых и мембранных структур, нанобиология и др.

Крупные исследователи в биофизике

Области применения

Биологические объекты, как правило, очень сложны и на протекающие в них процессы влияют многие факторы, которые часто зависят друг от друга. Физика позволяет создать упрощенные модели объекта, которые описываются законами термодинамики, электродинамики, квантовой и классической механики. С помощью корреляции физических данных с биологическими можно получить более глубокое понимание процессов в исследуемом биологическом объекте.

В физике имеется множество методов, которые в своей первоначальной форме не могут быть использованы для исследований биологических объектов. Поэтому ещё одной задачей биофизики является приспособление этих методов и методик для решения задач биологии. Сегодня для получения информации в биологических системах применяют различные оптические методы, рентгено-структурный анализ с использованием синхротронного излучения, ЯМР- и ЭПР-спектроскопию, 7-резонансную спектроскопию, различные электрометрические методы, микроэлектродную технику, методы хемилюминесценции, лазерную спектроскопию, метод меченых атомов и др. Это используется, в частности, для медицинской диагностики и терапии.

Также разрабатываются специальные методики с использованием эффектов при восприятии некоторых воздействий на биологическую форму материи.

Ссылки

Примечания

  1. Рубин А.Б. Биофизика (учебник) в 2-х т.т. — М., 2002. C. 9.
  2. 1 2 Proposed international standard nomenclature for fields of science and technolocy.
  3. По материалам: Рубин А.Б. Биофизика (учебник) в 2-х т.т. — М., 2002. C. 6.
  4. Горелик Г. Е. Москва, физика, 1937 год.
Разделы физики
Экспериментальная физика | Теоретическая физика
Механика | Специальная теория относительности | Общая теория относительности | Космология | Молекулярная физика | Термодинамика | Статистическая физика | Физическая кинетика | Электродинамика | Оптика | Акустика | Физика плазмы | Физика конденсированного состояния | Атомная физика | Квантовая физика | Квантовая механика | Квантовая теория поля | Ядерная физика | Физика элементарных частиц | Теория колебаний | Нелинейная динамика | Метрология | Астрофизика | Геофизика | Биофизика | Радиофизика | Материаловедение | Физика атмосферы | Химическая физика | Физическая химия | Математическая физика

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Биофизик" в других словарях:

  • биофизик — биофизик …   Орфографический словарь-справочник

  • Биофизик — м. Специалист в области биофизики [биофизика 1.]. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • биофизик — биофизик, биофизики, биофизика, биофизиков, биофизику, биофизикам, биофизика, биофизиков, биофизиком, биофизиками, биофизике, биофизиках (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») …   Формы слов

  • биофизик — биоф изик, а …   Русский орфографический словарь

  • биофизик — а; м. Специалист по биофизике …   Энциклопедический словарь

  • биофизик — а; м. Специалист по биофизике …   Словарь многих выражений

  • биофизикæ — з.б.п …   Орфографический словарь осетинского языка

  • биофизик — био/физ/ик/ …   Морфемно-орфографический словарь

  • биофизикӣ — [بيآفيزيکي] мансуб ба биофизика …   Фарҳанги тафсирии забони тоҷикӣ

  • биофизика — (БИОФИЗИК) – Биологиянең тере организмнардагы физик закончалыкларны өйрәнә торган бүлеге …   Татар теленең аңлатмалы сүзлеге

Книги

Другие книги по запросу «Биофизик» >>