ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Место биофизики в естествознании из "Биофизика" Будем исходить из определения физики как науки, изучающей строение и свойства конкретных видов материи — веществ и полей — и формы существования материи — пространство и время. В этом определении нет разграничения живой и неживой природы. Приведенное определение не означает сведения всего естествознания к физике, но из него следует, что конечные теоретические основы любой области естествознания имеют физический характер. Эти основы уже раскрыты в химии, мы знаем сейчас, что химия изучает структуру и изменения электронных оболочек атомов и молекул при их взаимодействии. Соответственно теоретическая химия сегодня полностью основана на квантовой и статистической механике, на термодинамике и физической кинетике. [c.9] Биология есть наука о живой природе, объекты которой неизмеримо сложнее неживых. Поэтому предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем удастся раскрыть сколько-нибудь полно глубинные физические основы биологических явлений и закономерностей. [c.9] Исходя из сказанного, определим биологическую физику как физику явлений жизни, изучаемых на всех уровнях, начиная с молекул и клеток и кончая биосферой в целом. Такое определение биофизики противостоит ее пониманию как вспомогательной области биологии или физиологии. Содержание биофизики не обязательно связано с применением физических приборов в биологическом эксперименте. Медицинский термометр, электрокардиограф, микроскоп — физические приборы, но врачи или биологи, пользующиеся этими приборами, вовсе не занимаются биофизикой. Биофизическое исследование начинается с физической постановки задачи, относящейся к живой природе. Это означает, что такая задача формулируется, исходя из общих законов физики и атомно-молекулярного строения вещества. [c.9] Тем самым конечная цель биофизики состоит в обосновании теоретическо биологии. Одновременно биофизика решает много-числеипые теоретические и практические (прикладные) проблемы более частного характера. [c.9] Биофизика — наука XX века. Из этого не следует, что ранее не решались биофизические задачи. Максвелл построил теорию цветного зрения, Гельмгольц измерил скорость распространения нервного импульса. Число примеров такого рода велико. Однако лишь в наше время биофизика перешла от изучения физических свойств организмов и физических воздействий на них (свет, звук, электричество) к фундаментальным проблемам — к исследованию наследственности и изменчивости, онтогенеза и филогенеза, метаболизма и биоэнергетики. Это оказалось возможным именно благодаря мощному развитию биологии и биохимии. [c.10] Задачи биофизики те же, что и биологии. Они состоят в познании явлений жизни. Будучи частью физики, биофизика неотделима от биологии. Биофизик должен обладать и физическими, и биологическими знаниями. Для успешной работы в области биофизики желательно общее понимание живой природы, определяемое знанием основ зоологии и ботаники, физиологии и экологии. Физики часто относятся пренебрежительно к описательным разделам биологии. Необходимость зоологии и ботаники принципиальна, без Линнея пе могло бы возникнуть учение Дарвина. [c.10] Несмотря на большие трудности, современная биофизика достигла крупных успехов в объяснении ряда биологических явлений. Мы узнали многое о строении и свойствах биологически функциональных молекул, о свойствах и механизмах действия клеточных структур, таких, как мембраны, биоэнергетические органоиды, механохимические системы. Успешно разрабатываются физико-математические модели биологических процессов, вплоть до онтогенеза и филогенеза. Реализованы общетеоретические подходы к явлениям жизни, основанные на термодинамике, теории информации, теории автоматического регулирования. Все эти вопросы будут с той или иной степенью детализации рассмотрены в книге. При этом, в соответствии с пониманием биофизики как физики явлении жизни, мы будем исходить из физических закономерностей, а не из физиологической классификации. Так, например, рецепция внешних воздействий органами чувств рассматривается в различных разделах книги — зрение в главе, посвященной фотобиологическим явлениям, слух и осязание в связи с механохпмическими процессами, обоняние — в связи с физикой молекулярного узнавания. [c.10] Оставим в стороне концепции витализма, согласно которым биологические явления принципиально непостижимы на основе физики и химии, так как существует некая жизненная сила , или энтелехия, или биологическое поле, не подлежащие физическому истолкованию. Витализм не научен, он отрицает единство природы и, в конечном счете, приходит к теологии. В современной науке неконструктивные виталистические представления уже не фигурируют. [c.11] Остановимся на представлениях о соотношении физики и биологии, разработанных физиками XX века — Бором и Шре-дингером. [c.11] В конце жизни (1961, 1962 гг.) Бор изменил свои взгляды под влиянием успехов молекулярной биологии. Он отметил, что дополнительность в биологии имеет не принципиальный, но практический характер, определяемый чрезвычайной сложностью живого тела. Практическая дополнительность преодолима. [c.12] Развитие молекулярной биологии привело к атомистическому истолкованию основных явлений жизни — таких как наследственность и изменчивость. В последние десятилетия успешно развивается и физическая теория целостных биологических систем, основанная на идеях синергетики (гл. 15). [c.12] Мы не останавливаемся на работах некоторых физиков, в которых утверждалось несоответствие биологических явлений и законов физпки (Эльзассер, Вигнер и др.). Ошибочность этих работ была выявлена в научной литературе. [c.13] Сегодня имеются все основания утверждать, что современная физика не встречается с границами своей применимости к рассмотрению биологических явлений. Трудно думать, что такие границы обнаружатся в будущем. Напротив, развитие биофизики пак части современной физики свидетельствует о ее неограниченных возможностях. Приходится, конечно, вводить новые физические представления, но не новые принципы и законы. [c.13] Вернуться к основной статье