Історія розвитку біофізики як науки. Класифікація іхарактеристика основних напрямків біофізики
Біофізика — стара наука. Уже давноставилися і зважувалися фізичні проблеми, зв'язані з життєдіяльністюорганізмів, такі, наприклад, як визначення швидкості поширення нервовогопорушення (Гельмгольц) чи перебування спектральних основ кольорового зору(Максвелл). Фізичні методи застосовувалися в біології здавна — досить згадатипро мікроскопи. Однак лише в другій половині XX століття фізика об'єдналася збіологією у вивченні основних явищ життя, і почалося формування теоретичної йекспериментальної біофізики як великої і різноманітної області фізики, а не підсобногорозділу фізіології. Розвиток біофізики безпосередньо зв'язано з вирішальнимидосягненнями біології, насамперед молекулярної, з виникненням кібернетики, зуспіхами фізики конденсованих систем (зокрема, фізики полімерів).
Сучасний станприродознавства не тільки допускає, але і вимагає викладу основ біофізики, щоповинне виходити з представлення про біофізику як області фізики. Відповідно доцього представлення дослідження відноситься до біофізики, якщо задача йогопоставлена як фізична задача. Іншими словами, методи рішення цих задач можутьбути і нефізичними.
Побудовабіофізики в цілому вимагає молекулярного обґрунтування. Молекулярна біофізика —фізика білків і нуклеїнових кислот найбільш розвита в даний час. У молекулярній біофізиці ми зустрічаємося зі специфічнимивластивостями і будівлею дуже складних молекул, що визначають явища життя, аленайважливіші проблеми біології, насамперед проблема розвитку, залишаються покиза її межами. Однак, як показують дослідження останніх років, до вивчення цих проблемможна і треба підійти, спираючись на добре розроблені молекулярніпредставлення. Тим самим, молекулярна біофізика повинна бути основою длярозгляду процесів життєдіяльності кліток і організмів на всіх рівнях структуриі функціональності. Від молекул ми переходимо до надмолекулярних систем, докліток і організмів. Фізичне тлумачення явищ регуляції і розвитку вимагає якмолекулярно-фізичних, так і загальних феноменологічних представлень.
Молекулярнабіофізика може бути визначена як область перекривання молекулярної фізики(зокрема, фізики макромолекул) і молекулярної біології. Отже, вона є частиноюобох цих областей природознавства. Вона розвивалася одночасно з молекулярноюбіологією і невіддільна від її.
Молекули, якимизаймається біофізика, характеризуються багатьма особливостями, що відрізняютьїх від молекул неживої природи. Білки — самі складні з відомих нам молекул.Будучи макромолекулами, білки і нуклеїнові кислоти не є статистичнимисистемами, на відміну від макромолекул синтетичних полімерів. Це — динамічнісистеми, свого роду машини, поводження яких визначається положенням іфункціональністю кожного елемента, що утворить молекулу. Основна задачамолекулярної біофізики складається в дослідженні специфічних особливостей, щовизначають будівлю і властивості біологічних молекул. Фізична теорія, з якоюприходиться мати справу в молекулярній біофізиці, є теорія будівлі і фізичнихвластивостей цих молекул і одночасно теорія методів дослідження, застосовуванихв експерименті.
Біофізика, таксамо як і біологія, зараз стрімко розвивається. Наші знання безупиннозбагачуються, багато представлень швидко застарівають. Спроба викласти сучаснубіофізику повинна складатися у фіксації принципових і надійно встановленихположень і у вказівці подальших шляхів розвитку.
Тіла неживої іживої природи однаково побудовані з атомів і молекул. Тим самим вонипідкоряються єдиним законам, що виражають будівлю і властивості речовини іполючи. Сучасна фізика звертається до вивчення життя. Проблема співвідношенняфізики і біології стала зараз особливо актуальної.
Тісний зв'язокбіології і фізики представлявся очевидної на ранніх етапах розвиткуприродознавства. Надалі, у міру поглиблення біологічних знань, що розкривалискладність і своєрідність явищ життя, шляху біології і фізики усе більшрозходилися. Основні біологічні закономірності — насамперед дарвінівський законприродного добору — розглядалися як зовсім несумісні з фізикою.
У XIX століттібули створені дві великі еволюційні теорії. Другий початок термодинаміки(Клаузиус, Гиббс, Больцман) дає закон еволюції речовини в ізольованій системідо його найбільш ймовірного стану, таким, що характеризується максимальноюневпорядкованістю, максимальною ентропією. Навпроти, теорія біологічноїеволюції (Дарвін) виражає зростання упорядкованості і складності живих систем,починаючи з примітивних мікроорганізмів і кінчаючи Homo sapiens з його мислячиммозком. Між цими двома теоріями дійсно мається невідповідність — біологічнаеволюція, філогенез, а також онтогенез ніяк не погодяться з рівноважноютермодинамікою ізольованих систем.
У той же час уXIX столітті біологія зробила могутній вплив на розвиток фізики. Законзбереження енергії, перший початок термодинаміки, був відкритий Майером, Джоулемі Гельмгольцем. Як відомо, Майер виходив у своїй роботі зі спостережень надживим організмом, над людьми. Менш відомо, що Гельмгольц також виходив збіологічних явищ.
Основне питання,з відповіді на який повинно починатися побудова і вивчення біофізики, тобтофізики живої природи,— це питання про співвідношення біологічних іфізико-хімічних явищ. Або в біології міститься щось принципово далеке фізиці іхімії, або життя є особливий прояв фізичних і хімічних процесів, що протікаютьу складних відкритих системах.
У той же часпитання про достатність сучасної фізики для пізнання життєвих явищ має реальнийсенс. У зв'язку з цим варто зупинитися на концепціях, запропонованих деякимибіологами і фізиками.
Берталанфи (1968)протягом ряду років розвивав ідеї, що відносяться до так називаної загальної теоріїсистем. Берталанфи вважав біологічні явища пізнаваними засобами точної науки.Мниме протиріччя з термодинамікою знімається, якщо врахувати, що організми —відкриті системи, що обмінюються з навколишнім середовищем і речовиною йенергією. Тим часом канонічна термодинаміка відноситься до ізольованих систем.Тому для фізичного тлумачення біологічних явищ необхідна термодинамікавідкритих систем, нерівноважна термодинаміка. Берталанфи вбачає основутеоретичної біології в теорії систем. Система-сукупність об'єктів, взаємодіючиходин з одним. Властивості системи не можна представити сумою властивостейутворюючих систему елементів. Розгляд системності дозволяє досліджуватипроблеми цілісності, динамічної взаємодії й організації. Для біології ціпроблеми — основні.
Ще до побудовитермодинаміки відкритих систем Бауэр (1935) писав про нерівновагі властивостіорганізмів. Основний закон біології по Бауэру говорять: "… живі системиніколи не бувають у рівновазі і виконують за рахунок своєї вільної енергіїпостійну роботу проти рівноваги, необхідного законами фізики і хімії приіснуючих зовнішніх умовах". Ідеї Бауэра залишилися незрозумілими йогосучасниками, як, утім, і деякими новітніми коментаторами. Бауэр наближався досучасної біофізики, але сьогодні його роботи зберегли головним чином історичнийінтерес. Істотно те, що Бауэр доводив можливість атомно-молекулярноготлумачення життя: "… нерівновагий стан живої матерії і, отже, її постійнозберігаюча працездатність обумовлюються… молекулярною структурою живоїматерії, а джерелом роботи, виробленої живими системами, служить, у кінцевомурахунку, вільна енергія, властива цій молекулярній структурі, цьому станумолекул".
Н.Бор (1961,1962)розглядав проблему співвідношення фізики і біології на основі принципудодатковості. Він вважав, що власне біологічні закони додаткові до законів,яким підкоряються неживі тіла. Не можна одночасно визначити фізико-хімічнівластивості організму і явища життя — пізнання одного виключає пізнання іншого.Життя варто розглядати "… як основний постулат біології, що не піддаєтьсяподальшому аналізу, подібно тому, як існування кванта дії… утворюєелементарну основу атомної фізики". Таким чином, Бор вважав біологічні іфізико-хімічні дослідження додатковими, тобто несумісними, хоча і несуперечними один одному. Ця концепція не має нічого загального з віталізмом,тому що вона заперечує існування якої-небудь границі застосування фізики іхімії до рішення біологічних проблем. "… Жоден результат біологічногодослідження не може бути однозначно описаний інакше, як на основі понять фізикиі хімії, зовсім так само, як всякий опис досвіду навіть в атомній фізиціповинен, у кінцевому рахунку, спиратися на поняття, необхідні для свідомоїреєстрації почуттєвих сприйнять".
Виходячи з того жпринципу додатковості, говорили про несумісність пізнання морфологічної будівліі функціональності, гомології й аналогії, середовища і внутрішнього стану,спадковості й адаптуємості. Вивчаючи одну сторону біологічного явища, ми таксильно впливаємо на іншу, що вона стає принципово непізнаваною. Тому що в життіодночасно виявляються всі некомутуючі фактори, вона непізнавана. Можна вивчитиатомно-молекулярну структуру організму, але для цього він повинний бути убитий.
Погляди Боразмінювалися в міру розвитку сучасної біології. Пізніше він говорив прододатковість між практично застосовуваними в біології розуміннямифізико-хімічного характеру і поняттями, прямо зв'язаними з цілісністю організмуі вихідними за рамки фізики і хімії. Застосування принципу додатковості вбіології Бор аргументував уже не постулативним характером поняття життя, аленадзвичайною складністю організму як цілісної системи. У своєму останньомувиступі на цю тему Бор говорив тільки про практичний, але не про принциповудодатковість, зв'язану з невичерпною складністю життя.
У 1945 р. Э.Шредингер написав книгу («Що таке життя з погляду фізики», МУЛ,1947), присвячену зв'язку біології з фізикою. У цій книзі глибоко і змістовнорозглянуті три проблеми, що мають фундаментальне значення для біофізики.
Перша проблема —термодинамічні основи життя. Відмінність живого організму від тіл неживоїприроди складається у винятково високій упорядкованості організму, подібного вцьому змісті «аперіодичному кристалу», до здатності цієїупорядкованості підтримувати себе і робити упорядковані явища. Мова йде просаморегуляцію і самовідтворення організмів і кліток. Шредингер пояснив цюособливість тим, що організм — відкрита система, що існує в нерівновагому станізавдяки потоку ентропії в зовнішнє середовище. Організми безупинно створюють «порядокз порядку», «витягають упорядкованість з навколишнього середовища»у виді «добре упорядкованого стану матерії в харчових продуктах».Шредингер відповідає на запитання про причину макроскопичності, многоатомностіорганізму. У системі, що складається з малого числа атомів, флуктуації повиннізнищувати упорядкованість. Саме завдяки многоатомності організм існуєвідповідно до законів термодинаміки.
Друга проблема —молекулярні основи життя. Шредингер аргументує матеріалістичне представленняпро молекулярну природу генів і ставить питання про структуру речовиниспадковості і причинах його стійкого відтворення в ряді поколінь. Відповіді наці питання дала молекулярна біологія, виникнення якої було у великому ступеністимульовано книгою Шредингера.
Третя проблема —квантовомеханічні закономірності, чітко виражені в радіобиологічних явищах.Обговорюючи праці Тимофеева-Ресовского, Дельбрюка й ін., Шредингер відзначаєвідповідність біологічних процесів законам квантової фізики.
Книга Шредингерадуже важлива, тому що в ній не тільки показана відсутність протиріч між фізикоюі біологією, але і написані шляхи розвитку біофізики, реалізовані надалі.
Ельзасер (1958)протиставляв фізику біології. Запас інформації, що міститься у вихіднійзародковій клітці, зиготі, значно менше, ніж у дорослому багатоклітинномуорганізмі. Зростання обсягу інформації, з погляду Ельзасера, фізично нез'ясовно— це специфічна для живих систем «біотонна» закономірність.
Вигнер (1971)вважав, що саморепродукція біологічних молекул і організмів суперечитьквантовій механіці. Імовірність існування станів, що саморепродукуються,практично дорівнює нулю.
У важливій роботіЕйгена (1973), присвяченій самоорганізації й еволюції біологічних макромолекул,переконливо аргументується теза про достатність сучасної фізики для поясненнябіологічних явищ.
Живий організмявляє собою відкриту, саморегульовану і гетерогенну систему, щосамовідтворюється, найважливішими функціональними речовинами якої служатьбіополімери — білки і нуклеїнові кислоти. Така система підлягає комплексномуфізичному і хімічному дослідженню. Її пізнання повинне спиратися на розкриттяфізичних особливостей життя — на фізичний розгляд розвитку організму, йогонерівновагі, упорядкованості, системності.
Біофізика єфізика живих організмів. Термодинамічний і теоретико-інформаційний аналіз явищжиття зняв удавані протиріччя між фізикою і біологією. Не можна не погодитися зЕйгеном, коли він затверджує, що сучасна фізика в принципі достатня дляпояснення явищ життя для обґрунтування біології. Таке обґрунтування вимагаєвведення нових понять (наприклад, поняття селективної цінності інформації), алене побудови принципово нової фізики. Нова фізика, скажемо, квантова механіка читеорія відносності, виникала в результаті встановлення границь застосовностіраніше прийнятих представлень. У біології ми поки не зустрічаємося з такимиграницями для фізики.
Біофізичнедослідження починається з постановки фізичної проблеми, формулюємої на основізагальних законів фізики й атомно-молекулярних (тобто квантовомеханічних)представлень. Шлях біофізики йде через феноменологію (насамперед черезтермодинаміку і теорію інформації), до атомно-молекулярного дослідження живоготіла. Живе тіло принципове макроскопично, складається з дуже великого числаатомів, молекул, ланок полімерних ланцюгів, що володіють тією чи іншою міроюнезалежними ступенями волі. Упорядкованість біологічної системи і її здатністьдо розвитку не могли б існувати, якби система була мікроскопічної і, виходить,підданою дуже великим флуктуаціям.
Біологічнапроблема може зважуватися засобами фізики (скажемо, за допомогою електронногомікроскопа), але від цього дослідження ще не стає біофізичним. І, навпроти,фізична задача може зважуватися біологічними засобами. Так, постановка проблемигенетичного коду — відповідності між послідовністю амінокислотних залишків убілковому ланцюзі і послідовністю нуклеотидів у ДНК — є постановка фізичноїзадачі, заснована на фізико-хімічній гіпотезі про існування коду. Рішення цієїфізичної задачі було, однак, отримано за допомогою чисто біологічних і хімічнихметодів.
Постановціфізичної проблеми завжди передує велика робота в області біології, фізіології,біохімії, цитології і т.д. Біофізика — велике поприще нових великих відкриттів,рішень справжніх загадок природи. Може показатися, що до якої би біологічноїпроблеми ні звернувся фізик, він порівняно швидко прийде до такого відкриття,тому що міць його ідей і методів дуже велика. Однак щира ситуація виявляєтьсяіншою. Складність біологічних об'єктів і явищ утрудняє формулювання фізичноїзадачі. Постановка такої задачі можлива лише після глибокого біологічногодослідження.
Отже, робота вобласті біофізики жадає від дослідника дуже серйозних зусиль. На перехрестінаук це неминуче. Біофізик — це фізик, що володіє широкою біологічною ерудицієюі разом з тим здатний поставити і вирішити фізичну задачу. Біологічна ерудиціямає на увазі не тільки знання спеціальних областей біології, що безпосередньовідносяться до теми роботи, скажемо, молекулярній біології чи фізіології. Незнає біології той, хто далекий живій природі, не знаком із зоологією іботанікою. Саме знання цих основ біології (а фізики іноді відносяться до них зізневагою) формує біологічний світогляд, без якого побудова справжньої біофізикинеможлива.
Кінцеві цілібіології і біофізики єдині — вони складаються в пізнанні сутності життєвихявищ. Єдині і прикладні задачі в медицині і фармакології, у сільськомугосподарстві і техніці. Але, будучи частиною фізики, біофізика не повиннарозглядатися як допоміжна біологічна дисципліна. Підкреслимо ще раз, щозастосування методів фізики і математики до рішення біологічних проблем ще неозначає біофізичного дослідження. Без математичного апарата взагалі неможливоніяке точне знання. Сучасний зоолог прибігає до витончених математичнихприйомів при вивченні динаміки популяцій, але від цього він не стає німатематиком, ні, тим більше, біофізиком.
Істотні неметоди, але фізичні, фізико-математичні ідеї, постановка і рішення фізичнихзадач,
Сучасну біофізикурозділяють на три області — молекулярну біофізику, біофізику клітки, біофізикускладних систем. Хоча цей розподіл умовно, сьогодні воно доцільно.
Молекулярнабіофізика — область перекривання молекулярної фізики і молекулярної біології.Це — молекулярна фізика біологічних процесів, біологічно функціональнихмолекул.
Молекулярнафізика і молекулярна біофізика вирішують три групи задач. Вони досліджуютьбудівлю молекул, їхні рівноважні взаємини і властивості і кінетику їхніхвзаємодій і перетворень. Дослідження будівлі виробляється за допомогою рядуфізичних методів.
Теорія будівліелектронної оболонки молекули і явищ їм обумовлених, квантова механіка,квантова хімія. Уся хімія — явище хімічного зв'язку, перетворення зв'язків уреакціях підкоряється квантовомеханічним закономірностям. У біофізиці квантовамеханіка грає ту ж роль, що в хімії і фізиці молекул — вона є основоюрозуміння структури молекул, природи їхніх взаємодій, їх електронних(наприклад, спектральних) властивостей. Однак у багатьох випадках проблеми,зв'язані з електронними властивостями молекул, можуть зважуватися і задопомогою напівемпіричної класичної теорії, що зокрема застосовує так називанувалентно-оптичну схему.
Істотнаособливість основних біологічно-функціональних речовин — їхмакромолекулярність. Білки і нуклеїнові кислоти — великі молекули, біополімери.Тому молекулярна біофізика є переважно макромолекулярна біофізика чи фізикабіополімерів. У ній широко застосовуються методи теоретичної йекспериментальної фізики, раніше розроблені для вивчення макромолекулнебіологічного походження.
Неможливопровести границю між молекулярною біофізикою і біофізичною хімією, так само якне можна провести границю між молекулярною фізикою і фізичною хімією.Класифікація областей знання має завжди історичний і не строго визначенийхарактер. Молекулярна фізика і відповідні розділи фізичної хімії розрізняютьсяне стільки об'єктами і змістом досліджень, скільки ідейними підходами,обумовленими до деякої міри відповідними традиціями.
У тих випадках,коли біофізика вивчає біомолекули in vitro, застосовні представленнярівноважної термодинаміки, і в цьому змісті дослідження денатурації білка невідрізняється від дослідження будь-якого фізико-хімічного процесу в живійсистемі. Експериментальне вивчення і теоретичні розрахунки рівноваги мають дужеважливе значення і для відкритої живої системи, даючи опорну інформацію, безякої не можна обійтися. Так, вивчення редуплікації ДНК in vitro, реалізованої вдосвідах Корнберга, необхідно для розуміння подвоєння ДНК у клітках, що поділяються,що є відкритими системами. Кількісні характеристики рівноваги, знайдені invitro, істотні і для пояснення властивостей відповідних систем in vivo.
Ті ж розуміннясправедливі для кінетичних досліджень. Уся кінетика ферментативних процесів,вивчена In vitro, і в цьому відношенні не відрізняється від кінетики будь-якихінших хімічних реакцій, є основою для дослідження цих процесів в організмі.
Фізика ферментівстає однією з центральних областей молекулярної біофізики. Її задачі — розробкаекспериментальних і теоретичних методів дослідження ферментів і ферментативнихпроцесів, розкриття фізичних і фізико-хімічних механізмів ферментативногокаталізу. Проблеми молекулярної кінетики в біофізиці широкі і різноманітні — цей активний транспорт, і іонний обмін, і механо-хімічні процеси.
Виникненнямолекулярної біофізики зв'язане з розвитком молекулярної біології. Це — новаобласть біофізики, про існування якої ще не можна було говорити кількадесятиліть тому назад.
Біофізика клітки- умовне найменування самої старої, традиційної області біофізики. Це — фізикавичленованих процесів у живому організмі, що контактує з фізіологією.Вичленовування означає уявний (і експериментальний) розривши зв'язків цихпроцесів з єдиною живою системою — прийом, зовсім необхідний на визначеномурівні дослідження. Можна вказати три найбільш розвиті області біофізики клітки— біофізика скорочувальних систем (насамперед біофізика м'язової діяльності),біофізика нервової провідності і біофізика органів почуттів. Уже Гельмгольцпіддав ряд стосовних сюди проблем строгому фізико-хімічному аналізу. Сєченовговорив, що фізіологія є фізико-хімія живого організму.
Фізіологія здавназастосовує фізичні методи. На цій підставі ряд фізіологічних дослідженьнайчастіше ототожнюється з біофізичними. У силу сказаного вище таке ототожненнянезаконне, поки розв'язувана задача формулюється як фізіологічна, а не фізична.Так, вивчення польоту комах, кількісна реєстрація нервових імпульсів, змах крилі т.д. залишається чисто фізіологічним, поки не поставлена задача з'ясуваннямеханізму відповідного автоколивного процесу.
Вичленовуванняоб'єкта дослідження з організму — чи м'яза нервового аксона — дозволяєустановити основні закономірності, що зберігають своє значення й у ціліснійсистемі. Кальмар Loligo, з якого витягнутий аксон, мертвий, але, вивчаючи цейаксон, можна зрозуміти процеси, що протікають у живому кальмарі і, у кінцевомурахунку, в організмі будь-якої тварини.
Сьогоднібіофізика клітки стуляється з молекулярною біофізикою. Знання надмолекулярної імолекулярної структур м'яза, нерва і т.д. є необхідним для молекулярноготлумачення відповідних процесів. Проблеми біофізики клітки значно складнішепроблем молекулярної біофізики, тому що вони відносяться до вивченнягетерогенних надмолекулярних систем, а не окремих молекул і їхніх взаємодій.
Сучасна біофізикаскладних систем присвячена дослідженню фізичних основ поводження організму чидеякої його функціональної підсистеми як цілого. Тут на перший план виступаютьті особливості, від яких практично цілком відволікається молекулярна біофізикаі майже цілком — біофізика клітки. Це — властивості організму як відкритоїсистеми, саморегуляція і самовідтворення. Складною системою в цьому змісті є нетільки організм, але і популяція, і біогеоценоз, і біосфера в цілому. Біофізикаскладних систем поєднується з теоретичною біологією.
Центральнапроблема теоретичної біології і біофізики складних систем — проблема розвитку(філогенезу й онтогенезу). Диференціація кліток, виникнення складного організмуз зиготи ставлять перед наукою безліч невирішених питань. Їхнє рішення будемати величезне теоретичне і практичне значення (проблема раку!).
Методидослідження в біофізиці складних систем специфічні. Сьогодні вони складаються векспериментальному і теоретичному моделюванні, у розробці адекватногоматематичного апарата, що дозволяє інтерпретувати складні явища регуляції, іт.д. Складна біологічна система вивчається в її динаміці, у взаєминах знавколишнім середовищем. Така система існує, зберігаючи, нерівновагийстаціонарний стан чи необоротне змінюючись. Треба думати, що дослідженняперіодичних процесів, вивчення «біологічних годин» може дужедопомогти розумінню внутрішніх зв'язків у складній системі. Вважаючи деякийрадіоелектронний пристрій чорною шухлядою, ми випробуємо його в різнихколивальних режимах і в результаті розкриваємо його внутрішню структуру.
Таким чином,сьогодні біофізика складних систем — феноменологічна область фізики, що широкозастосовує представлення кібернетики, математичне моделювання.
Співвідношення міжбіофізикою складних систем і інших розділів біофізики, охарактеризованими вище,подібно співвідношенню між феноменологічною термодинамікою і молекулярноюфізикою. В основі поводження складної біологічної системи лежать властивостібіологічних молекул і утворених ними структур. Подальший розвиток біофізикиповинен привести до її інтеграції — до загального молекулярного тлумаченнявластивостей таких систем. Уже сьогодні ми говоримо про молекулярні основиеволюції. Однак ряд біологічних явищ виникає тільки на рівні складної системи.Так, вища нервова діяльність, в основі якої лежать молекулярні процеси,реалізується лише в складній системі.
Про можливістьмолекулярного тлумачення поводження подібних систем уже свідчать деякірезультати дослідження молекулярних регуляторних систем, наприклад, оперона вмолекулярній генетиці чи біохімічних реакцій, каталізуємих алостеричнимиферментами. Очевидно, що необхідно саме загальне молекулярне тлумаченняскладної системи і її поводження. Опис і пояснення її конкретногофункціонування, природно, повинне вироблятися на основі фізико-математичногомоделювання, кібернетики, теорії регулювання. Так, знаючи електронні основироботи транзистора, ми не прибігаємо до квантової теорії твердого тіла прирозрахунку радіоелектронних схем.
Ми бачимо, щобіофізика сама є складною системою знань. Як і фізика неживої природи, вонамістить феноменологічні й атомно-молекулярні розділи.
У літературіприходиться зустрічатися з однобічним визначенням змісту біофізики. Біофізикаототожнюється з фізичною хімією, з фізіологією, з теорією складних систем.Сьогодні гостро відчувається необхідність побудови біофізики як невід'ємноїчастини фізики.
Треба сказатикілька слів про радіобіологію. Вплив короткохвильової радіації на організм,клітки, надмолекулярні біологічні структури і біологічні молекули підлягаютьфізичному тлумаченню. Однак радіобіологія вивчає життя в аномальних умовах(якщо відвернутися від тла космічної радіації). Це — спеціальна область, щонадзвичайно розвилася за останні десятиліття унаслідок величезного їїпрактичного значення, зокрема медичного. У кінцевому рахунку, обґрунтуваннябіофізики варто шукати в атомно-молекулярній структурі і функціональності.Побудова і стрімкий розвиток молекулярної біології, що відбувалося в тісномузв'язку з фізикою, привели до того, що молекулярна біофізика стала сьогоднідобре розробленою областю науки. На основі молекулярної біофізики повиннабудуватися фізика надмолекулярних систем, фізика процесів розвитку, фізикажиття в цілому.