Vysvetlíme, čo je biofyzika, jej ciele, predmet štúdia a odbory. Tiež jeho význam pre pochopenie života.
Čo je biofyzika?
Biofyzika je disciplína ktorá sa zaoberá štúdiom biológia z pohľadu fyzické (odtiaľ ich spoločný názov). Táto dvojitá alebo duálna povaha znemožňuje definovať, či ide o odvetvie fyziky blízke biológii, alebo o odvetvie biológie blízke fyzike.
V každom prípade spája teoretického ducha fyziky s možnosťou získania overiteľných experimentálnych výsledkov, čo je v biológii bežné.
Biofyzika je v tomto zmysle jednou z prvých vedných disciplín, ku ktorým sa spájajú rôznorodé prístupy vedy elementálov, čo je v súčasnom vedeckom svete stúpajúci trend. Výsledky získané touto disciplínou sú z úrok pre biológiu aj aplikovanú fyziku.
Ide o mladú disciplínu, prinajmenšom vo svojom formálnom uznaní, keďže jej oblasti štúdia dokonca predchádzali koncepcii samotnej vedy. Prvá správna biofyzikálna štúdia bola v sedemnástom storočí, keď boli v rámci jeho práce publikované štúdie nemeckého jezuitského vedca Atanasia Kirchera (1601-1680) o bioluminiscencii zvierat.Ars Magna Lucis et Umbrae”.
Predmet štúdia biofyziky
Predmet štúdia biofyziky možno definovať ako fyzikálne pole života alebo aplikácia fyziky na živých tvorov. Do značnej miery uvažuje nad objektom svojho štúdia z fyzikálneho hľadiska klasickej mechaniky, teda newtonovskej mechaniky.
Zahŕňa prieskum javov bežné vo svete fyziky, ako napr elektriny, svetlo, magnetizmus, okrem iného, ale spojené so svetom biológie: bioelektrina, bioluminiscencia, biomagnetizmus atď.
Ciele biofyziky
Biofyzika sleduje rôznorodý súbor cieľov, ako napríklad:
- Pochopiť ľudské telo a ostatné živé bytosti z hľadiska systémov fyzikálne vybavené kvantifikovateľnými premennými, ako je vnútorná energia, entropia, atď.
- Preložiť do jazyka fyziky (to znamená opísať v jej pojmoch) niektoré konkrétne javy zložitého života, najmä tie, ktoré zahŕňajú energie základy: elektrina, magnetizmus, gravitácia, atď.
- Aplikujte všetky predchádzajúce poznatky na riešenie problémy špecifické, ako je výroba protéz, vynájdenie liečebných postupov a nových nástrojov diagnostický, alebo nové materiály inšpirované samotným životom.
- Zaviesť do praxe transdisciplinárny prístup k fyzike a biológii s cieľom prekonať obmedzenia špecifickej oblasti pomocou nástrojov a vedomosti iných.
Odvetvia biofyziky
Hlavné oblasti štúdia biofyziky, z ktorých každá inauguruje konkrétnu oblasť záujmu, sú tieto:
- Biomechanika. Ide o štúdium procesov ľudského tela, ich chápanie ako pôsobenie vnútorných a vonkajších síl naň, čo nám umožňuje uvažovať o nich v pojmoch ako energetická efektívnosť, anatomická mechanika atď., čo je zase užitočné pri výrobe protéz.
- Bioakustika. Ako už názov napovedá, vyšetrovanie výroby zvuk v zvieratvrátane ľudská bytosť. To siaha od správania vlny zvuk, až po neurofyziologický aparát ucha.
- Bunkové motory. Ide o disciplínu, ktorá zahŕňa pohyby živých bytostí ako proces premeny energie (chémia, zvyčajne) pri práci, a tak ich napodobňovať (napríklad vytvárať nanostroje).
- Dynamika bielkovín. Ide o štúdium pohybov a záhybov proteín a iné molekulárne konštrukty, podľa ich štruktúr, funkcií alebo zloženia, uplatňujúce zákony fyziky.
- Molekulárna komunikácia. V podstate ide o výmenu informácií na bunkovej úrovni, oboje medzi sebou bunky toho istého organizmu, ako medzi jednobunkové organizmypomocou systémových princípov, ktoré sa dajú dobre pochopiť z fyzikálneho hľadiska.
Význam biofyziky
Na biofyzikálnej perspektíve je najzaujímavejšie to, že prehodnocuje alebo prehodnocuje hranice medzi svetom záležitosť (anorganické) a svet života (organické), keďže na obe pôsobia rovnaké základné fyzikálne sily. Týmto spôsobom poskytuje elementárnejšie pochopenie toho, čo je život a čo odlišuje živé veci od neživej hmoty, ktorá ich obklopuje.
Na druhej strane biofyzika umožňuje pristupovať k biologickým problémom z inej perspektívy, ktorá využíva prvky fyziky, ako je aplikácia elektromagnetických lúčov pri skúmaní buniek alebo nukleárna magnetická rezonancia na štúdium tkanív organizmov nie je potrebné ich poškodzovať alebo lámať.