Wyjaśniamy, czym jest biofizyka, jej cele, przedmiot badań i dziedziny. Również jego znaczenie dla zrozumienia życia.
Czym jest biofizyka?
Biofizyka jest dyscyplina która zajmuje się badaniem biologia z punktu widzenia fizyczny (stąd ich wspólna nazwa). Ta podwójna lub dwoista natura uniemożliwia określenie, czy jest to dziedzina fizyki bliska biologii, czy też dziedzina biologii bliska fizyce.
W każdym razie łączy teoretycznego ducha fizyki z możliwością uzyskania weryfikowalnych wyników eksperymentalnych, co jest powszechne w biologii.
W tym sensie biofizyka jest jedną z pierwszych dyscyplin naukowych łączących różne podejścia do: Nauki pierwiastki, co jest rosnącym trendem we współczesnym świecie naukowym. Wyniki uzyskane w tej dyscyplinie są zainteresowanie zarówno dla biologii, jak i fizyki stosowanej.
Jest to młoda dyscyplina, przynajmniej w jej formalnym uznaniu, ponieważ jej kierunki badań wyprzedzają nawet samą koncepcję nauki. Pierwsze właściwe badania biofizyczne miały miejsce w XVII wieku, kiedy w ramach jego pracy opublikowano badania niemieckiego jezuickiego naukowca Atanasio Kirchera (1601-1680) dotyczące bioluminescencji zwierząt”Ars Magna Lucis et Umbrae”.
Przedmiot studiów biofizyki
Przedmiot badań biofizyki można zdefiniować jako fizyczne pole życie lub zastosowanie fizyki do żywe stworzenia. W dużej mierze rozpatruje swój przedmiot badań z fizycznego punktu widzenia mechaniki klasycznej, czyli mechaniki newtonowskiej.
Obejmuje eksplorację zjawiska powszechne w świecie fizyki, takie jak Elektryczność, ten światło, ten magnetyzm, ale związane ze światem biologii: bioelektryczność, bioluminescencja, biomagnetyzm i tak dalej.
Cele biofizyki
Biofizyka realizuje różnorodne cele, takie jak:
- Zrozumieć ludzkie ciało i inne żywe istoty pod względem systemy fizyczne wyposażone w wymierne zmienne, takie jak energia wewnętrzna, entropiaitp.
- Przetłumacz na język fizyki (czyli opisz w jej terminach) pewne szczególne zjawiska złożonego życia, zwłaszcza te, które wiążą się z energie podstawy: elektryczność, magnetyzm, powagaitp.
- Zastosuj całą poprzednią wiedzę do rozwiązania problemy specyficzne, takie jak produkcja protez, wynalezienie zabiegów i nowych narzędzi diagnostycznylub nowe materiały inspirowane samym życiem.
- Wprowadzić w życie transdyscyplinarne podejście do fizyki i biologii, aby przekroczyć ograniczenia konkretnej dziedziny za pomocą narzędzi i wiedza, umiejętności innych.
Gałęzie biofizyki
Główne obszary badań biofizyki, z których każdy inauguruje określoną dziedzinę zainteresowań, to:
- Biomechanika. Chodzi o badanie procesów zachodzących w ludzkim ciele, rozumiejąc je jako przykładanie do niego sił wewnętrznych i zewnętrznych, co pozwala myśleć o nich w kategoriach takich jak efektywność energetyczna, mechanika anatomiczna itp., co z kolei jest przydatne do produkcji protez.
- Bioakustyka. Jak sama nazwa wskazuje, dochodzenie w sprawie produkcji dźwięk w Zwierząt, włączając istota ludzka. To waha się od zachowania fale dźwięk, aż do aparatu neurofizjologicznego ucha.
- Silniki komórkowe. Jest to dyscyplina, która obejmuje ruchy żywych istot jako proces transformacji energetycznej (chemia, zwykle) w pracy, dzięki czemu można je naśladować (np. tworzyć nanomaszyny).
- Dynamika białka. Chodzi o badanie ruchów i fałd białko oraz inne konstrukty molekularne, zgodnie z ich strukturami, funkcjami lub składem, stosujące prawa fizyki.
- Komunikacja molekularna. Zasadniczo chodzi o wymianę informacji na poziomie komórkowym, zarówno między komórki tego samego organizm, jak pomiędzy organizmy jednokomórkowe, stosując zasady systemowe, które można dobrze zrozumieć z fizycznego punktu widzenia.
Znaczenie biofizyki
Najbardziej interesujące w perspektywie biofizycznej jest to, że na nowo zastanawia się lub zastanawia się nad granicami między światem materiał (nieorganiczny) i świat życia (organiczny), ponieważ na oba wpływają te same podstawowe siły fizyczne. W ten sposób zapewnia bardziej elementarne zrozumienie tego, czym jest życie i co odróżnia istoty żywe od otaczającej je materii nieożywionej.
Z drugiej strony biofizyka pozwala na podejście do problemów biologicznych z innej perspektywy, która wykorzystuje elementy fizyki, takie jak zastosowanie promieni elektromagnetycznych w badaniu komórek czy magnetycznego rezonansu jądrowego w badaniu tkanek organizmy nie trzeba ich uszkadzać ani łamać.