Історія розвитку біофізики як науки

П.П. Лазарєв був обраний  академіком в 1917 р. Показово, що у зв'язку з його різнобічної діяльністю рекомендацію в академіки йому давали фізіолог І.П. Павлов, математик і механік  А.Н. Крилов, математик В.В. Стеклов, мінеролог і геохімік В.І. Вернадський і хімік Н.С. Курнаков. На першому місці його наукових заслуг стояла розробка "іонної теорії збудження" (1910). Проте вся ця теорія виявилася невірною і представляє лише історичний інтерес. Тоді ще не було належного розуміння сигнальних речовин і не усвідомлювалося, що малі причини в нелінійних гетерогенних системах можуть приводити до великих наслідків, і головне тут не величини концентрацій, а наявність рецепторів-мішеней з великими коефіцієнтами посилення ефектів. До речі, один з учнів Лазарева, згодом великий фізик і президент Академії наук, С.І. Вавілов показав, що в умовах темнової адаптації наше око може зареєструвати один фотон (фантастична чутливість!). Друге, що відзначалося як досягнення Лазарєва, - це його дослідження в області фотохімії. Тривала його дискусія з К.А. Тімірязєвим, іноді дуже різка з боку останнього, на тему - що важливіше для біофотоеффектов - яскравість джерела світла (число фотонів n), на чому наполягав Лазарєв, або колір джерела (частота випромінювань v), що стверджував Тімірязєв, була досить безглуздою. Суперечка розв'язалася в 1905 р. А. Ейнштейном на користь обох дослідників, коли він записав рівняння фотоефекту і перемножити ці дві величини nhv (де h-постійна Планка). Ще в 1887 р. Генріх Герц, помітив, що проскакування іскри між цинковими кульками розрядника значно полегшується, якщо один з них висвітлити ультрафіолетом. Рік потому А.Г. Столєтова був сформульований закон: швидкість фотоелектронів, що вибиваються світлом, зростає зі збільшенням частоти падаючого світла, а число фотоелектронів пропорційна його інтенсивності. Так що даремно вони "ламали списи". Таким чином і в цю область внесок П.П. Лазарєва вельми скромний.

Картографування під керівництвом П.П. Лазарєва Курської магнітної аномалії (1918), якому згодом було відведено  особливе місце як великому досягненню геофізичної науки в період становлення  Радянської влади, з моєї точки зору, - чисто технічна робота. Проведення її було вимушеним і заснованим на ізоляції Росії від решти світу в результаті Великої Жовтневої соціалістичної революції або, як тепер частіше її називають "більшовицького перевороту 1917р.". До революції робота на магнітно-аномальної території Курської та Орловської губерній вже була проведена під керівництвом професора Московського університету Е.Є. Лейста. Документація виявилась у Німеччині (де Лейст в 1918 р. помер), і за неї запросили гігантську на ті часи суму (5 млн. золотих рублів). Лазарєв взявся повторити цю роботу. Так, що він був не першим, хоча при виконанні цієї роботи проявився його неабиякий організаторський талант. Крім того ця робота не має відношення до біофізики. Тим не менше є дві біофізичні роботи, виконані під керівництвом П.П. Лазарєва, які видаються мені цікавими. Вони мали і матимуть продовження. Перша стосується вивчення адаптації органів чуття, зокрема, очі. П.П. Лазарєв і його учні відзначили в експериментах неоднакову чутливість органів чуття, залежну від віку, в різний час. Показано вікове зміна чутливості ока людини в умовах темнової адаптації. Але головне вони виявили закономірні стохастичні флуктуації. П.П. Лазарєв витратив, як видно з опублікованих робіт, не одне десятиліття для того, щоб встановити, що спостережувані флуктуації не є наслідком помилок. Усереднюючи швидкі флуктуації, він виявив відносно повільні коливання. Він був першим, хто встановив правильну добову періодичність релаксаційного характеру рецепторної системи людини (циркадні ритми). Крім того, була виявлена ​​періодичність з характерними часами порядку місяців, сезонів і років. Ця робота цитується і на неї звернено особливу увагу в зв'язку з проблемою старіння і "біологічного годинника", з впливом на точність їх ходу як внутрішніх генетичних, так і зовнішніх фізичних факторів.

Друга робота з продовженням була пов'язана з мімікрією - захисним забарвленням у тварин. Сам Лазарєв  писав про неї в 1940 році досить скупо: "Практично мімікрія дуже важлива у військовій справі, і  Інститут фізики і біофізики дав  не тільки розвинену теорію світломаскування у військовій справі (1918-1923), але і  показав на реальних прикладах дійсність  своїх теорій" . П.П. Лазарєв і  його співробітник В.А. Гамбурцев зняли спектри відбиття хлорофілу зелених листя і пігментів, що забезпечують домінантне забарвлення у зелених тварин (папуг, жаб, комах), і показали, що хоча пігменти і хлорофіл відрізняються за своїми хімічними властивостями, але їх спектри у видимій області тотожні, тому об'єкти невидимі. Все дуже просто. Ці результати були опубліковані. Але далі робився ще один логічний крок, якщо одночасно картину відображення об'єкта і фону отримати, наприклад, в трьох довжинах хвиль, то там, де ці спектри не перекриваються, об'єкт на тлі легко буде виявлятися. Чим далі рознесені реєстровані хвилі відображення по їх довжині, тим менш імовірна маскування, при сильному рознесенні довжин хвиль наступає така ситуація, що будь-який об'єкт буде виявлений.

Цікава і неопублікована історія створення в 1919 р. першого  в Радянській Росії Інституту  біологічної фізики при Наркоматі  охорони здоров'я. Мені її розповів Я.Л. Шехтман. Наркомом медицини в той період був Микола Олександрович Семашко. Але вказівка ​​Наркомові - "створити цей Інститут" - було дано В.І. Леніним. Оскільки, 30 серпня 1918р. "Вождь світового пролетаріату" був поранений есерком Фаїною Каплан. Стріляла чи саме підсліпувата Каплан в вождя більшовиків, і навіщо есерам, які разом з кадетами в той період були найбільшою партією, потрібен був цей терористичний акт, - залишається досі загадкою. Проте факт поранення Леніна був. Лікарям потрібний рентгенівський знімок. Необхідно було з'ясувати локалізацію, обсяг і характер анатомічного ушкодження.

Я. Л. Шехтмана, коли він був уже на пенсії, часто запрошували в школи м. Пущино розповісти, як він зустрічався з "вождем". Про що П.П. Лазарєв говорив з В.І. Леніним, поки сохла плівка зі знімком, Я.Л. Шехтман не чув, але П.П. Лазарєв візитом "головного більшовика" залишився задоволений.

1918 р. в Петрограді, незважаючи  на голод і розруху в Росії,  був відкритий перший у світі рентгенорадіологічний інститут, а трохи згодом, у 1919 р. в Москві був створений перший в світі Інститут біологічної фізики. Так, що Радянський період розвитку біофізики в Росії починається не з залпу "Аврори", а з пострілу Каплан.

 Г.М. Франке. Він не менш гідний докладної розповіді, ніж П.П. Лазарєв, але це вже "новітня історія біофізики».

Г.М. Франк також зробив багато в організаційному плані: сформував Інститут біофізики МОЗ  СРСР у 1948 р., оновлений Інститут біологічної  фізики АН СРСР у 1956 р. і в значній  мірі весь кущ інститутів Пущинського наукового центру. У цей і подальші періоди на закладеній ним основі були отримані багато фундаментальні результати, що знайшли подальше практичне застосування, створені газотранспортні кровозамінники, особливі ранові покриття, серія препаратів на основі бурштинової кислоти і багато іншого, а відкриття автохвиль і вивчення механізмів коливальних реакцій можна вважати найбільшим досягненням світової науки. Тепер світова оцінка цих робіт. Професор Крістіан Відаль (Франція): "Відкриття автоколивальних реакцій, а потім автохвиль являє собою важливий внесок у розвиток науки. Ця думка підтверджується численними роботами з цієї проблеми, які проводилися і проводяться в самих різних областях науки - спочатку в біохімії, потім в біології і фізиці. Завдяки цьому відкриттю, знання в галузі еволюції біологічних систем стали тепер глибокими ". Нобелівський лауреат професор Ілля Пригожин (Бельгія): "Робота по автоколивальних реакцій придбала всесвітнє визнання ... Внесла величезний внесок у зміцнення авторитету радянської науки". Професор Артур Вінфрі (США, 1991): "Ці дослідження сильно вплинули на мою власну роботу, на роботу вчених моєї країни і Європи ..." і т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок

 

Біофізику прийнято вважати  молодою наукою через її швидкий  розвиток. Проте як було зазначено  корені цієї науки ідуть в далеке минуле.

Сучасна біофізика озброєна цілим арсеналом біофізичних  методів, спеціально пристосованих  для вирішення біологічних проблем, оскільки розвиток методів дослідження  є одним із факторів розвитку будь-якої науки, причому біофізика тут  не виключення. Більшість методів, було запозичено із фізики чи фізичної хімії.

Сучасна біофізика – одна із фундаментальних  біологічних  дисциплін, і її знання дає змогу  краще орієнтуватися у біологічних  процесах, що виникають у організмі  людини, чи живих організмах.

Таким чином, біофізика, хоч  молода наука, про те разом із іншими дисциплінами приймає участь в розшифруванні питань фізико-хімічних механізмів передачі спадкової інформації і вивчає механізми, що розподіляють стійкість виду і його зміни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План

Вступ.

1. Історія розвитку біофізики :

А) Перші згадки про  науку;

Б) Винекнення терміну біофізика;

В) Розвиток біофізики як науки ;

2) Найвідоміші вчені біофізики.

 Висновок

Список використаних джерел

 

Список використаних джерел

1. Рубин А.Б.Учебник «Теоретическаябиофизика»  КДУ, 2-е издание, 1999

2.Біофізика і біомеханіка [Текст]: підручник. / В.С. Антонюк, М.О. Бондаренко,

В.А. Ващенко, Г.В. Канашевич, Г.С. Тимчик, І.В. Яценко. – Київ: Політехніка,

2012. – 344 с.

3. Біофізика [Текст] : підруч. для студ. біолог., мед. та фіз. фак. вищих навч. закл. / П. Г. Костюк, В. Л. Зима, І. С. Магура та ін.; Б-ка Держ. фонду фундамент. досл. . – К. : Обереги, 2001. – 544 с.

4.Чуйко, О.В.Програма інтегрованого курсу "Фізика живої природи (біофізика)" [Текст] / О.В. Чуйко, В.А. Терещенко // Фізика в школах України . – Харків , 2004 . – №10 . – С.2-8