生物物理学,作为一门将物理学原理应用于生物系统的学科,其发展历程源远流长。中国生物物理学的奠基人贝时璋,早在17世纪,A.考伯就通过对发光生物荧火虫的研究,揭开了这一领域的序幕。
1786年,L.伽伐尼的研究揭示了肌肉的静电性质,这为后续的生物电学研究奠定了基础。T.扬在1796年利用光的波动学说和色觉理论,深入探讨了眼睛的几何光学性质以及心脏的液体动力学作用,扩展了生物物理的边界。
H.von亥姆霍兹的贡献尤为显著,他将能量守恒定律引入生物系统,认为生命现象本质上是物质运动的一种形式。他研究了肌肉收缩时的热量产生和神经脉冲的传导速度。E.H.杜布瓦-雷蒙德在1848年首次制造出电流表,对肌肉神经的研究带来了突破性发现,包括休止电位和动作电位。
随着科学技术的飞速进步,X射线在1895年由W.C.伦琴发现并应用于医学实践,K.皮尔逊在1899年的著作中首次提出将生物现象作为物理定律的特例进行研究,涉及血液流体动力学、神经传导、生物结构与功能等多个领域。
1910年,A.V.希尔将电技术引入神经生物学,揭示了神经纤维信息传递的电脉冲特性。随着显微镜技术的发展,细胞学说得以创立并不断细化,电子显微镜的出现提供了生物超微结构的深入洞察。X射线衍射技术在蛋白质结构研究中的应用,如W.T.阿斯特伯里的研究,揭示了蛋白质的α-螺旋空间结构。
20世纪50年代,J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了DNA双螺旋互补结构模型,生物物理的研究范围进一步拓宽,涵盖了听觉、视觉、肌肉、神经等多个生物学领域。电子回旋加速器的应用为生物物理研究带来了全新的技术手段。物理学家如E.薛定谔和N.威纳的理论,如“生命是什么”和生物控制论,将生物学与物理学紧密连接,强调生命物质遵循物质运动的一般规律。
如今,生物物理学已深入到生物的各个层次,通过量子力学和统计力学的理论与方法,进行微观和宏观的系统分析,极大地推动了生物学与物理学的交叉研究。
生物物理学( Biological Physics)是物理学与生物学相结合的一门交叉学科,是生命科学的重要分支学科和领域之一。 生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。
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