Мы объясняем, что такое биофизика, ее цели, объект изучения и отрасли. А также его значение для понимания жизни
Биофизика понимает живые существа в физических терминах
Что такое биофизика?
Биофизика – это дисциплина , занимающаяся изучением биологии с точки зрения физики (отсюда ее совместное название). Эта двойственная природа делает невозможным определить, является ли она отраслью физики, близкой к биологии, или отраслью биологии, близкой к физике
В любом случае, она сочетает в себе теоретический дух физики с возможностью получения проверяемых экспериментальных результатов, что характерно для биологии
Биофизика в этом смысле является одной из первых научных дисциплин, объединивших несколько подходов из элементарных наук , что является растущей тенденцией в современном научном мире. Результаты, полученные в рамках этой дисциплины, представляют интерес как для биологии, так и для прикладной физики
Это молодая дисциплина, по крайней мере, с точки зрения ее формального признания, поскольку области ее изучения возникли еще до появления самой концепции науки. Первое правильное биофизическое исследование было проведено в 17 веке, когда исследования немецкого ученого-иезуита Афанасия Кирхера (1601-1680) о биолюминесценции животных были опубликованы как часть его работы ‘Ars Magna Lucis et Umbrae’
Вам может быть полезно: Биохимия
Объект изучения биофизики
Объект изучения биофизики можно определить как физическую сферу жизни или применение физики к живым существам. В значительной степени она рассматривает свой объект исследования с физической точки зрения классической механики, т.е. ньютоновской механики
Она предполагает изучение явлений , распространенных в мире физики, таких как электричество свет магнетизм , среди прочих, но связанных с миром биологии: биоэлектричество, биолюминесценция, биомагнетизм и так далее
Задачи биофизики
Биофизика незаменима при изготовлении протезов.
Биофизика преследует разнообразные цели, такие как:
- Понимание человеческого тела и других живых существ в терминах физических систем с количественно измеряемыми переменными, такими как внутренняя энергия, энтропия и т.д.
- Переводя на язык физики (т.е. описывая в ее терминах) некоторые специфические явления сложной жизни , особенно те, которые связаны с фундаментальными энергиями : электричество, магнетизм, гравитация и т.д.
- Применять все вышеперечисленные знания для решения конкретных проблем, таких как изготовление протезов, изобретение методов лечения и новых диагностических инструментов или новых материалов, вдохновленных самой жизнью.
- Реализовать трансдисциплинарный подход к физике и биологии , чтобы преодолеть ограничения конкретной области, используя инструменты и знания другой.
Отрасли биофизики
Основные области исследования в биофизике, каждая из которых открывает определенную отрасль интересов, следующие:
- Биомеханика. Это изучение собственных процессов человеческого организма, понимание их как приложения внутренних и внешних сил к телу, что позволяет осмыслить их в таких терминах, как выход энергии, анатомическая механика и т.д., что в свою очередь полезно для изготовления протезов.
- Биоакустика. Как следует из названия, целью работы является исследование производства звука животных , включая человека. От поведения звуковых волн до нейрофизиологического аппарата уха.
- Клеточные двигатели. Это дисциплина, которая понимает движения живых существ как процесс преобразования энергии ( химической , обычно) в работу, и поэтому может быть имитирована (для создания наномашин, например).
- динамика белка. Изучение движений и складывания белков и других молекулярных конструкций в соответствии с их структурами, функциями или составами с применением законов физики.
- молекулярное сообщение. По сути, обмен информацией на клеточном уровне, как между клетками одного организма , так и между одноклеточными организмами , используя системные принципы, которые можно понять с физической точки зрения.
Важность биофизики
Биофизика изучает такие явления, как биолюминесценция, с другой точки зрения.
Наиболее интересным в перспективе биофизики является то, что она переосмысливает или пересматривает границы между миром материи неорганической ) и миром жизни ( органической ), поскольку на оба мира влияют одни и те же фундаментальные силы физики. Таким образом, она дает более элементарное понимание того, что такое жизнь и что отличает живые существа от неживой материи, которая их окружает
С другой стороны, биофизика позволяет подойти к биологическим проблемам с другой точки зрения , используя преимущества элементов физики, например, применение электромагнитных лучей при исследовании клеток или магнитного ядерного резонанса для изучения тканей организмов без необходимости их повреждения или разрушения
Добавить комментарий