Глава 1. Введение.

1.1. Физика и биология

К важнейшим свойствам живого организма

(

1. Раздражимость,

2. Обмен веществ,

3. Рост,

4. Движение протоплазмы,

5. Размножение,

6. Наследственность,

7. Изменчивость

)

в биофизике добавляют такие характеристики, как

1. авторегуляция и авторегистрация,

2. микро и макроэволюция,

3. биопотенциалы,

4. дискретность,

5. адаптация и адеквация

(избирательная настройка функционирования биосистем).

Живой организм —

1. открытая,

2. саморегулируемая,

3. самовоспроизводящаяся и

4. развивающаяся гетерогенная система.

Важнейшими функциональными веществами её являются

1.белки и

2.нуклеиновые кислоты.

Организм

— система историческая, в том смысле,

что он является результатом

филогенетического,

эволюционного развития

и сам проходит путь онтогенетического развития

от зиготы до старости и смерти,

(Земля существует лет, а жизнь на Земле лет).

Теоретические подходы,

основанные на теории информации

и рассмотрении устойчивости динамических систем,

в принципе являются общими для физики живой и неживой природы,

так как и в космологии, и в биологии

имеем дело с созданием новой информации

при возникновении новых звёзд или новых видов или особей.

Новая информация создаётся

в результате неустойчивостей

предшествующих состояний.

Они имеют характер фазовых переходов.

Сейчас известно видов

различных живых существ.

Число различных особей многоклеточных растений

или беспозвоночных животных вообще не поддаётся оценке.

Мы не различаем пока индивидуальности представителей данного штамма одноклеточных, но и они, очевидно, существуют, так как нет двух одинаковых организмов на Земле.

Это объясняется генетической изменчивостью,

реализуемой в широких пределах,

и различиями во взаимодействии со средой.

Дарвиновская эволюция неразрывно

связана с изменчивостью,

с неограниченной индивидуализацией организмов.

Каковы молекулярные основы безграничного разнообразия живых систем? Они определяются макромолекулярным строением генов и организмов.

Полимерные цепи, макромолекулы

не подчиняются основному закону химии

— закону постоянства состава.

Если число звеньев макромолекулы равно ста,

то число различных цепей,

содержащих два типа звеньев ~ .

Таким образом,

в данном макроскопическом образце

сополимера может не быть двух одинаковых макромолекул.

Биологическая изменчивость определяется разнообразием генов,

то есть достаточно протяжённых участков макромолекул ДНК

(сополимер из 4-х звеньев).

Достаточно ли современной физики

для решения биологических проблем,

для обоснования теоретической биологии?

Не понадобится ли новая ещё не существующая физика?

В физике часто ранее разработанная теория встречалась с границами своей применимости и возникала новая (например, квантовая механика, теория относительности).

Так, в принципе не исключено что, и подлинная биофизика

должна быть построена на основе ещё не известной будущей физики.

Но нельзя эту проблему отожествлять с витализмом

(непостижимость биологических явлений на основе физики и химии,

так как существует

жизненная сила,

энтелехия,

не подлежащая физическому толкованию).

Витализм не научен, он отрицает единство природы, приводит к теологии.

Биология тоже влияла на физику:

1. Майер,

2. Джоуль и

3. Гельмгольц,

открывая закон сохранения энергии,

учитывали наблюдения над живыми организмами.

Боровская концепция дополнительности

(частным случаем её является принцип неопределённости квантовой механики):

он считал дополнительными исследования живых организмов