– Наверное, самый простой способ «познакомиться» с какой-либо наукой – узнать, как определяли ее предмет крупнейшие специалисты.

Предметом биофизики, по словам академика П.Лазарева, является изучение физических и физико-химических явлений, протекающих в тканях и органах человека, животных и растений, и построение количественных физико-математических теорий в тех областях учения о жизни, где возможно сведение явлений на чисто физические причины.

Академик Г. Франк считал, что биофизика не имеет присущего только ей объекта или предмета исследования, как, например, микробиология или энтомология. Эта наука скорее характерна только ей присущим физическим подходом к изучению широкого класса жизненных явлений...

Профессору Л. Блюменфельду, возглавляющему кафедру на физическом факультете МГУ, принадлежит еще одно определение: «Биофизика есть часть биологии, имеющая дело с физическими принципами построения и функционирования некоторых сравнительно простых биологических систем...»

Какое же из них «более правильно», Генрих Романович, и что же такое «биофизика»?

– Каждое из приведенных вами определений – а существует еще и множество других – правильно как отражение различных этапов развития нашей науки. По традиционной международной классификации биофизику сегодня принято делить на три больших раздела: молекулярную биофизику, биофизику клетки и биофизику сложных систем. По «набору» изучаемых явлений и используемых методов она тяготеет к физике, а по объектам и целям исследований – к биологии. Следовательно, правы и те, кто относит эту науку к физике, и те, кто считает ее разделом биологии. Ныне биофизика превращается в теоретическую основу современной биологии – науку, изучающую физические механизмы и явления на различных уровнях структурной организации живых систем.

Хотя биофизика в нашем современном понимании начала складываться на грани прошлого и нынешнего веков, отдельные попытки применить методы физики и математики для изучения живого предпринимались много раньше. Еще в XVIII веке великий математик Л. Эйлер, живший и работавший в России, объяснял движение крови по сосудам кровеносной системы с помощью гидродинамических законов течения жидкостей по трубам. А Д. Бернулли, открывший эти законы, писал: «Я желал бы, чтобы в Петербурге были медики, знающие начала математики, в особенности же – механику и гидравлику».

Мне хотелось бы отметить одно обстоятельство, неизменно сопровождавшее развитие биофизики. Успех той или иной области физики рождал желание использовать новые знания, новые подходы, новую аппаратуру для изучения процессов, происходящих в живых организмах. Так, период расцвета классической оптики был одновременно и временем, когда Г. Гельмгольц изучал работу глаза как оптической системы. Открытие пьезоэлектрического эффекта, то есть способности кристаллов изменять свой объем под действием электрического поля, привело к попыткам таким же образом объяснить механизм сокращения поперечно-полосатых мышц. Была даже создана «физическая модель» мышцы.

Блистательные успехи молекулярной биологии, широко использовавшей физические методы исследования, заставили биофизиков даже сменить свой «строй мышления». Они, как и молекулярные биологи, от изучения сложных природных объектов перешли к исследованию веществ выделенных – в самом чистом виде – из организма. Одновременно настало время для создания моделей самых разнообразных биологических структур и процессов – клеточного движения, проницаемости, проведения нервного возбуждения. Целую эпоху в молекулярной биофизике составило введение квантовых представлений, заимствованных из самых абстрактных областей теоретической физики.

Но физика не была единственным истоком нашей науки. Биофизика очень многим обязана и физиологии, где на нее «работало» целое созвездие блистательных умов. Назову лишь некоторых из них. Это всем известные итальянцы Л. Гальвани и А. Вольта, основатель электрофизиологии француз Д. Дю-Буа-Реймон, русский физиолог И.Сеченов, изучавший процесс дыхания у высших животных, немец Р. Майер, который в 1845 году обнаружил, что зеленые растения превращают физическую энергию света в химическую. Бесспорный биофизический характер носили работы нашего выдающегося соотечественника К. Тимирязева.

Значительный вклад в становление биофизики внесли и специалисты по физической химии. В. Оствальд разработал теорию возникновения биоэлектрических потенциалов. Он предположил, что на поверхности клеток существует полупроницаемая мембрана, способная разделять ионы противоположных зарядов. Замечу, что сегодня теория мембран – одно из важнейших исследовательских направлений в биофизике. Работы В. Вант-Гоффа, установившего зависимость между скоростью химических реакций и температурой, стали основой, на которой аналогичные исследования начали развиваться и в биофизике.

Не остались в стороне от биофизических исследований и медики. Уже в 1910 году была создана первая физико-химическая теория воспалительного процесса.

Из приведенных примеров, думаю, ясен главный вывод: биофизика – синтетическая наука, жадно «впитывающая» в себя идеи и методы многих направлений исследовательского поиска. Преломляясь в мышлении биофизиков, они начинают жить в нашей науке самостоятельно, обеспечивая прогресс в изучении самого удивительного явления на земле – жизни.

– Какие же требования биофизика предъявляет к тем, кто в ней работает?

– Вероятно, откровеннее всех о разносторонности интересов, которыми должен обладать биофизик, сказал известный венгерский биофизик и биохимик А. Сент-Дьерди. «Помнится, – вспоминал он, – мои гистологические исследования продвигались вполне успешно, но на третьем году изучения медицины морфология перестала удовлетворять меня – она мало что говорила мне о живом. Я принялся за физиологию... Я хотел понять, что такое жизнь. Физиология казалась мне неимоверно сложной, и я занялся фармакологией; здесь можно было подступиться если не к пациенту, то к лекарству. Вскоре я убедился, что этого мало. И я переметнулся в бактериологию, но бактерии тоже не лыком шиты. Я взялся за физическую химию, то есть за молекулы, которые в то время считались самой малой единицей. Несколько позже я пришел к выводу, что и молекулы слишком сложны, и принялся за электрон... Я решил одолеть эту лестницу – начиная от электронов, через более сложные системы, с надеждой выйти когда-нибудь на клеточный уровень организации».

– А как «организуется любознательность» будущих биофизиков в нашей стране? Когда начинается их подготовка и где «учат на биофизиков» сегодня?

– Курс под названием «Биофизика» был впервые прочитан П. Лазаревым для врачей при клинике Московского университета еще в 1922 году. К концу 30-х годов стали читаться отдельные главы биофизики и в других вузах страны.

Первая же специализированная кафедра биофизики была создана в 1953 году на биолого-почвенном факультете МГУ. Через шесть лет аналогичная кафедра возникла и на физическом факультете университета. Сегодня в СССР подготовкой биофизиков заняты более 25 кафедр различных институтов. Хорошо известный Московский физико-технический институт, например, выпускает инженеров-физиков-исследователей, которые могут работать в медицинской и биологической физике. С 1952 года существует Институт биологической физики в Академии наук СССР. Сегодня в нашей стране более 70 научных учреждений имеют биофизические лаборатории, работу которых в рамках АН СССР координирует Научный совет по биофизике. Советские биофизики были инициаторами создания в 1961 году Международного союза теоретической и прикладной биофизики. Еще через десять лет по инициативе академика Г. Франка был создан координационный центр стран – участниц СЭВ по исследованиям в области биофизики.

В течение последних двадцати лет число научных публикаций по биофизике в нашей стране удваивается каждые пять лет, то есть намного быстрее, чем это происходит в любой другой области фундаментальных исследований. Если в 30 – 40-х годах работы по биофизике печатались в двух журналах, то сегодня этим делом в СССР занимаются уже 17 журналов. Во всем же мире биофизические работы публикуются более чем в 100 журналах, отражая вклад двадцати тысяч специалистов в развитие нашей науки.

– Два года назад в Институте биологической физики, который вы возглавляете, был подготовлен «Перечень прикладных задач, сформулированных на основе анализа современного развития фундаментальных биофизических исследований». Не могли бы вы остановиться на некоторых из них?

• Страницы:
• 1
• 2
• 3
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.