Биофизика

Первые попытки применить физические идеи и методы к изучению организма (движение крови, восприятие звука и света и др.) были сделаны в 17 веке. В этот период были сделаны попытки применить понятия, созданные в физике и химии, для анализа биологических явлений. Р. Декарт рассматривал человеческое тело как сложную машину. Он опубликовал ряд работ по исследованию органов чувств — биоакустике и оптике. Последователь Декарта — итальянский ученый Дж. А. Борелли пытался объяснять движение живых существ чисто физическими закономерностями. Л. Эйлер впервые математически описал движение крови по сосудам. М. В. Ломоносов выдвинул в 1756 году одну из первых гипотез цветного зрения. Могучим толчком к физико-химическим исследованиям явлений жизни послужили опыты Л. Гальвани, который доказал наличие «животного электричества». Во 2-й половине 19 века Г. Гельмгольц и В. Вундт сформулировали основные закономерности физиологической акустики и физиологической оптики. Ю.-Р. Майер, наблюдая насыщение кислородом гемоглобина в крови человека в тропическом и умеренном климате, сформулировал закон сохранения энергии. И. М. Сеченов в конце 19 века исследовал физические закономерности растворения газов в крови и биомеханику движений, а в начале 20 столетия К. А. Тимирязев изучал фотосинтетическую активность отдельных участков солнечного спектра в связи с распределением энергии в нём и особенностями спектра поглощения хлорофилла. В 1905-1915 гг. были выполнены классические исследования Н. К. Кольцова о роли физико-химических факторов в жизни клетки. Год спустя П. П. Лазарев разработал ионную теорию возбуждения, а в 1919 году основал в Москве первый в мире Институт биологической физики, где велись работы по ионной теории возбуждения, кинетике реакций, идущих под действием света, исследовались спектры поглощения и флуоресценции биологических объектов, а также процессы первичного действия на организм различных факторов внешней среды. В 20-е гг. Н. К. Кольцов сформулировал концепцию о молекулярной структуре гена и матричном механизме передачи наследственной информации и синтеза макромолекул. Позднее вышел ряд книг, оказавших глубокое влияние на последующее развитие биофизики «Биосфера» В. И. Вернадского (1926), «Теоретическая биология» Э. С. Бауэра (1935), «Что такое жизнь с точки зрения физики» Э. Шредингера (1945).

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. В середине 20 века из биофизики выделились как самостоятельные направления радиобиология, биоэнергетика, фотобиология и др. С другой стороны, биофизику включают в комплекс наук, называемых физико-химической биологией. Современные направления научных биофизических исследований включают в себя биофизику сложных систем, молекулярную биофизику, фотобиологические процессы, математическое моделирование, физику белковых и мембранных структур, нанобиологию и др.