- ما هي الفيزياء الحيوية؟
- موضوع دراسة الفيزياء الحيوية
- أهداف الفيزياء الحيوية
- فروع الفيزياء الحيوية
- أهمية الفيزياء الحيوية
نفسر ماهية الفيزياء الحيوية وأهدافها وموضوع الدراسة والفروع. أيضا ، أهميته لفهم الحياة.
ما هي الفيزياء الحيوية؟
الفيزياء الحيوية هي انضباط الذي يتعامل مع دراسة مادة الاحياء من وجهة نظر جسدي - بدني (ومن هنا الاسم المشترك). هذه الطبيعة المزدوجة أو المزدوجة تجعل من المستحيل تحديد ما إذا كان فرعًا من فروع الفيزياء قريبًا من علم الأحياء ، أو فرعًا من علم الأحياء قريب من الفيزياء.
على أي حال ، فهو يجمع بين الروح النظرية للفيزياء وإمكانية الحصول على نتائج تجريبية يمكن التحقق منها ، وهو أمر شائع في علم الأحياء.
الفيزياء الحيوية ، بهذا المعنى ، هي واحدة من أولى التخصصات العلمية التي تجمع بين مناهج متنوعة علوم العناصر الأساسية ، وهو اتجاه صاعد في العالم العلمي المعاصر. النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق هذا الانضباط هي فائدة لكل من علم الأحياء والفيزياء التطبيقية.
إنه تخصص شاب ، على الأقل في الاعتراف الرسمي به ، لأن مجالات دراسته تسبق مفهوم العلم نفسه. كانت أول دراسة فيزيائية حيوية مناسبة في القرن السابع عشر ، عندما نُشرت دراسات العالم اليسوعي الألماني أتاناسيو كيرشر (1601-1680) عن التلألؤ الحيوي الحيواني كجزء من عمله "Ars Magna Lucis et Umbrae”.
موضوع دراسة الفيزياء الحيوية
يمكن تعريف موضوع دراسة الفيزياء الحيوية على أنه المجال المادي لـ الحياة أو تطبيق الفيزياء ل كائنات حية. إلى حد كبير ، يعتبر موضوع دراسته من المنظور المادي للميكانيكا الكلاسيكية ، أي ميكانيكا نيوتن.
أنها تنطوي على استكشاف الظواهر شائع في عالم الفيزياء ، مثل كهرباء، ال خفيفة، ال المغناطيسية، من بين أمور أخرى ، ولكنها مرتبطة بعالم الأحياء: الكهرباء الحيوية ، والتلألؤ الحيوي ، والمغناطيسية الحيوية ، وما إلى ذلك.
أهداف الفيزياء الحيوية
تسعى الفيزياء الحيوية إلى مجموعة متنوعة من الأهداف ، مثل:
- فهم جسم الإنسان والكائنات الحية الأخرى من حيث أنظمة فيزيائية مع متغيرات قابلة للقياس مثل الطاقة الداخلية ، غير قادر علي، إلخ.
- ترجم إلى لغة الفيزياء (أي ، صِف بمصطلحاتها) بعض الظواهر المعينة للحياة المعقدة ، لا سيما تلك التي تنطوي على الطاقات الأساسيات: الكهرباء والمغناطيسية الجاذبية، إلخ.
- تطبيق كل المعارف السابقة على حل مشاكل محددة ، مثل تصنيع الأطراف الاصطناعية ، واختراع العلاجات والأدوات الجديدة التشخيص، أو مواد جديدة مستوحاة من الحياة نفسها.
- ضع موضع التنفيذ نهجًا متعدد التخصصات للفيزياء والبيولوجيا ، من أجل تجاوز قيود مجال معين باستخدام الأدوات و المعرفه من الآخر.
فروع الفيزياء الحيوية
المجالات الرئيسية لدراسة الفيزياء الحيوية ، كل منها يفتتح فرعًا معينًا من الاهتمام ، هي كما يلي:
- الميكانيكا الحيوية. يتعلق الأمر بدراسة عمليات جسم الإنسان ، وفهمها على أنها تطبيق قوى داخلية وخارجية عليها ، مما يسمح لنا بالتفكير فيها من حيث كفاءة الطاقة ، والميكانيكا التشريحية ، وما إلى ذلك ، والتي بدورها هي مفيدة لتصنيع الأطراف الاصطناعية.
- الصوتيات الحيوية. كما يشير اسمها ، فإن التحقيق في إنتاج يبدو في ال الحيوانات، بما في ذلك كائن بشري. هذا يتراوح من سلوك أمواج الصوت ، حتى الجهاز العصبي الفسيولوجي للأذن.
- المحركات الخلوية. إنه تخصص يتضمن حركات للكائنات الحية كعملية لتحويل الطاقة (كيمياء، عادة) في العمل ، وبالتالي القدرة على تقليدها (لإنشاء آلات نانوية ، على سبيل المثال).
- ديناميات البروتين. فهو يقع في حوالي دراسة حركات وثنيات بروتين والتركيبات الجزيئية الأخرى ، وفقًا لتراكيبها أو وظائفها أو تركيباتها ، مع تطبيق قوانين الفيزياء.
- الاتصال الجزيئي. في الأساس ، يتعلق الأمر بتبادل المعلومات على المستوى الخلوي ، سواء بينهما الخلايا من نفس الشيء الكائن الحي، فيما بين كائنات وحيدة الخلية، باستخدام مبادئ نظامية يمكن فهمها جيدًا من وجهة نظر مادية.
أهمية الفيزياء الحيوية
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في منظور الفيزياء الحيوية هو أنه يعيد التفكير أو يعيد التفكير في الحدود بين عالم موضوع (غير عضوي) وعالم الحياة (عضوي) ، لأن كلاهما يتأثر بنفس القوى الأساسية للفيزياء. وبهذه الطريقة ، فإنه يوفر فهمًا أكثر عنصرية لماهية الحياة وما يميز الكائنات الحية عن المادة الجامدة التي تحيط بها.
من ناحية أخرى ، تسمح الفيزياء الحيوية بالتعامل مع المشكلات البيولوجية من منظور مختلف ، مما يستفيد من عناصر الفيزياء ، مثل تطبيق الأشعة الكهرومغناطيسية في فحص الخلايا ، أو الرنين المغناطيسي النووي لدراسة أنسجة الجسم. الكائنات الحية لا حاجة لتلفها أو كسرها.