有没有生物学和物理学相结合的学科?

Question

有没有生物学和物理学相结合的学科?

Answer 1

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.
发展简史发展历程
贝时璋,中国生物物理学奠基人17世纪A.考伯提到发光生物荧火虫.
1786年L.伽伐尼研究了肌肉的静电性质.
1796年T.扬利用光的波动学说、色觉理论研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用.
H.von亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统,认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动.他研究了肌肉收缩时热量的产生和神经脉冲的传导速度E.H.杜布瓦－雷蒙德第一个制造出电流表并用以研究肌肉神经,1848年发现了休止电位及动作电位.
1895年W.C.伦琴发现了 X射线后,几乎立即应用到医学实践.
1899年K.皮尔逊在他写的《科学的文法》一书中首次提到：“作为物理定律的特异事例来研究生物现象的生物物理和生物物理学……”,并列举了当时研究的血液流体动力学、神经传导的电现象、表面张力和膜电位、发光与生物功能、以及机械应激、弹性、粘度、硬度与生物结构的关系等问题.
1910年A.V.希尔把电技术应用于神经生物学,并显示了神经纤维传递信息的特征是一连串匀速的电脉冲,脉冲是由膜内外电位差引起的.
19世纪显微镜的应用导致细胞学说的创立.以后从简单显微镜发展出紫外、暗视野、荧光等多种特殊用途的显微镜.电子显微镜的发展则提供了生物超微结构的更多信息.
应用
早在1920年 X射线衍射技术就已列入蛋白质结构研究.W.T.阿斯特伯里用 X射线衍射技术研究毛发、丝和羊毛纤维结构、α-角蛋白的结构等,发现了由氨基酸残基链形成的蛋白质主链构象的α-螺旋空间结构；20世纪50年代J.D.沃森及F.H.C.克里克提出了遗传物质DNA双螺旋互补的结构模型.1944年的《医学物理》介绍生物物理内容时,涉及面已相当广泛,包括听觉、色觉、肌肉、神经、皮肤等的结构与功能（电镜、荧光、X射线衍射、电、光电、电位、温度调节等技术）,并报道了应用电子回旋加速器研究生物对象.物理概念对生物物理发展影响较大的则是1943年E.薛定谔的讲演：“生命是什么”和N.威纳关于生物控制论的论点；前者用热力学和量子力学理论解释生命的本质引进了“负熵”概念,试图从一些新的途径来说明有机体的物质结构、生命活动的维持和延续、生物的遗传与变异等问题（见耗散结构和生物有序）.后者认为生物的控制过程,包含着信息的接收、变换、贮存和处理.他们论述了生命物质同样是物质世界的一个组成部分,既有它的特殊运动规律,也应该遵循物质运动的共同的一般规律.这就沟通了生物学和物理学两个领域.现已在生物的各个层次,以量子力学和统计力学的概念和方法进行微观和宏观的系统分析.