生物物理学

生物物理学是一门跨学科科学，它应用物理学中传统上使用的方法和方法来研究生物现象。 生物物理学涵盖生物组织的所有尺度，从分子到有机体和种群。 生物物理学研究与生物化学、分子生物学、物理化学、生理学、纳米技术、生物工程、计算生物学、生物力学、发育生物学和系统生物学有很大的重叠。

生物物理学一词最初由 Karl Pearson 于 1892 年引入。生物物理学一词在学术界也经常用于表示对生物系统中物理量（例如电流、温度、压力、熵）的研究。 其他生物科学也对生物体的生物物理特性进行研究，包括分子生物学、细胞生物学、化学生物学和生物化学。

分子生物物理学通常解决类似于生物化学和分子生物学中的生物学问题，寻求找到生物分子现象的物理基础。 该领域的科学家开展研究，了解细胞不同系统之间的相互作用，包括 DNA、RNA 和蛋白质生物合成之间的相互作用，以及这些相互作用是如何被调节的。 各种各样的技术被用来回答这些问题。

荧光成像技术，以及电子显微镜、X 射线晶体学、核磁共振光谱、原子力显微镜 (AFM) 和小角度散射 (SAS)，均使用 X 射线和中子 (SAXS/SANS)，通常用于可视化结构 具有生物学意义。 可以通过中子自旋回波光谱法观察蛋白质动力学。 结构的构象变化可以使用双偏振干涉法、圆二色性、SAXS 和 SANS 等技术进行测量。 使用光学镊子或 AFM 直接操纵分子，也可用于监测力和距离处于纳米级的生物事件。 分子生物物理学家通常将复杂的生物事件视为可以理解的相互作用实体的系统，例如 通过统计力学、热力学和化学动力学。 通过从广泛的学科中汲取知识和实验技术，生物物理学家通常能够直接观察、建模甚至操纵单个分子或分子复合物的结构和相互作用。

除了结构生物学或酶动力学等传统（即分子和细胞）生物物理学主题外，现代生物物理学还涵盖范围非常广泛的研究，从生物电子学到涉及实验和理论工具的量子生物学。 生物物理学家越来越普遍地将源自物理学、数学和统计学的模型和实验技术应用于组织、器官、种群和生态系统等更大的系统。 生物物理模型广泛用于研究单个神经元的电传导，以及组织和整个大脑的神经回路分析。

医学物理学是生物物理学的一个分支，是物理学在医学或医疗保健中的任何应用，范围从放射学到显微镜学和纳米医学。 例如，物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 就纳米医学的未来提出了理论。 他写了关于生物机器的医疗用途的想法（见纳米机器）。 费曼和阿尔伯特希布斯建议，有一天某些修理机器的尺寸可能会缩小到可以（如费曼所说）吞下医生的程度。 这个想法在费曼 1959 年的文章底部有足够的空间中进行了讨论。

一些早期的生物物理学研究是在 1840 年代由一个名为柏林生理学派的团体进行的。 其成员包括赫尔曼·冯·亥姆霍兹、恩斯特·海因里希·韦伯、卡尔·F·W·路德维希和约翰内斯·彼得·穆勒等先驱。 生物物理学甚至可以被视为可以追溯到 Luigi Galvani 的研究。

当《生命是什么？ 由埃尔温薛定谔出版。 自 1957 年以来，生物物理学家自发组织成立了生物物理学会，该学会目前在全球拥有约 9,000 名会员。

一些作者如罗伯特罗森批评生物物理学，理由是生物物理学方法没有考虑到生物现象的特殊性。

虽然一些学院和大学有专门的生物物理学系，通常是研究生级别，但许多大学没有大学级别的生物物理学系，而是在生物化学、细胞生物学、化学、计算机科学、工程、数学、医学等相关系设有小组 、分子生物学、神经科学、药理学、物理学和生理学。