СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

 

БИОФИЗИКА

 

 

 

Биофизика, или биологическая физика, — важное направление современной науки, возникшее на границе биологии с различными разделами физики. Основная задача биофизики состоит в изучении физических основ строения и функционирования живых систем. При исследованиях биологических объектов различной степени сложности, начиная от отдельных молекул и их комплексов и кончая клетками, их сообществами, тканями, органами, целостными организмами и популяциями, возникает целый комплекс сложных проблем. Их решение требует применения всего арсенала теоретических и экспериментальных методов современной физики, в том числе ряда разделов математической физики, теории информации, кибернетики, автоматического регулирования и других смежных направлений науки.

 

Исследуя мир живой материи, человек широко использует фундаментальные законы физики и, прежде всего, законы сохранения. Многие свойства биологических объектов и систем, несмотря на всю их сложность и специфичность, удается проанализировать, опираясь на физические модели, применяя законы механики, термодинамики, акустики, электромагнетизма, оптики- В результате возникло и интенсивно развивается новое научное направление — биофизика, которое находится как бы на стыке биологии и физики.

 

  По современным представлениям в основе жизнедеятельности всех известных нам биологических объектов лежат законы природы, присущие и остальной материи. Однако в силу своей специфики и высокой сложности в биологических системах имеются свои качественно новые особенности, несводимые непосредственно к простым физическим процессам. Это относится к таким проблемам, как возникновение и эволюция жизни на нашей планете; естественный отбор; дифференцировка клеток и развитие многоклеточных, высокоорганизованных организмов из одной клетки; вопросы поведения индивидуумов и коллективов живых существ; качественное отличие человека от всех других представителей живой природы, связанное с его интеллектуальной и эмоциональной деятельностью, общественными явлениями и социальными проблемами. И тем не менее фундаментальные законы физики, несомненно, справедливы для всех биологических систем, и их применение открывает огромные перспективы для исследования самых сложных объектов природы — живых существ.

 

Биофизика вскрыла важные особенности взаимодействия вещества и энергии в биологических системах. Оказалось, что процессы жизнедеятельности подчиняются законам термодинамики открытых систем, с постоянным обменом вещества и энергии с окружающей данный организм средой. Живые системы, как правило, функционируют в условиях, далеких от термодинамического равновесия, что приводит к весьма необычным для неживой природы закономерностям изменения свободной энергии и энтропии . Другими словами, жизнь — это процесс, динамическое состояние, которое обусловлено сложными взаимодействиями вещества, энергии и информации.

 

Биофизика показала полную справедливость для биологии таких фундаментальных законов физики, как законы сохранения и симметрии . Помимо этих общих подходов к биологическим явлениям с позиций современной физики биофизика решает широкий круг более частных проблем, имеющих большое теоретическое и прикладное значение. К ним следует отнести исследования структуры белков, нуклеиновых кислот и их комплексов, механизмов работы ферментов, структуры и функции мембран; физических основ биоэнергетики, фотосинтеза, молекулярных основ биологической подвижности; физических механизмов восприятия света, звука, механических воздействий, рецепторов вкуса и запахов; молекулярных механизмов действия ионизирующей радиации, электромагнитных полей радиочастотного и оптического диапазона, акустических волн; природы памяти и физических основ функционирования нервной системы и мозга; механизмов, лежащих в основе индивидуального развития и межклеточных взаимодействий; самоорганизации биосистем, вопросов биомеханики и управления в биосистемах.

 

Даже краткое перечисление проблем, изучаемых биофизикой, показывает их огромное многообразие и сложность. Для их успешного решения используются различные научные методы. На вооружении биофизики сегодня рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, радиоизотопы, радиоспектроскопия электронного и ядерного магнитного резонанса, оптическая спектроскопия, масс-спектрометрия, активационный анализ, различные методы радиоэлектроники и кибернетики, вычислительная техника, математическое моделирование и многое, многое другое.

 

 

 

 

 

Смотрите также:

 

БИОФИЗИКА (биологическая физика) — наука, изучающая...

Биофизика тесно связана с медициной.
Первая кафедра биофизики организована в СССР в 1953 г. на биолого-почвенном факультете МГУ.

 

Биофизические основы эволюции разума человечества

http://a-eremin.ru/rus/works/show/?itemid=3. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Редколлегия журнала «Биофизика».

 

Естествознание – наука о явлениях и законах природы.

Современное естествознание включает многие естественно-научные отрасли: физику, химию, биологию, а также многочисленные смежные отрасли, такие как физическая химия, биофизика...

 

Физика - основа естественных наук. Интерес к природе как объекту...

На стыке физики и других естественных наук возникли биофизика, астрофизика, геофизика, физическая химия и др.