В монографии рассматриваются те проблемы теоретической биологии, которые можно пытаться изучать на основе методов и принципов физики. Детально анализируется ряд важнейших проблем современной биофизики: упорядоченность биологических систем и «осмысленность» этой упорядоченности; основы статистической физики систем, характеризующихся принципиальной кинетической неравновесностью; физика конформационных изменений биомакромолекул; физика ферментативного катализа; физика процессов внутриклеточного электронного переноса; физика биоэнергетических процессов.

В качестве примеров, иллюстрирующих физические принципы подхода к решению этих фундаментальных биофизических проблем, рассмотрены такие конкретные процессы, как фотосинтез, тканевое дыхание.

Эта книга написана в значительной степени по мотивам курса «Проблема современной биофизики», читаемого автором на кафедре биофизики физического факультета МГУ. Слушателями этого курса являются студенты и аспиранты кафедры, т. е. люди, обладающие достаточно хорошей подготовкой как в области физики, так и в области биологии. Хотя я и попытался при написании книги сделать её доступной более широкому кругу читателей, т. е. физикам, не знающим как следует биологии, и биологам, не знающим как следует физики, но я не вполне уверен в том, что мне это удалось. По всей вероятности, читателю придётся иногда обращаться к специальной литературе.

Книга эта не является ни учебником, ни систематическим изложением области науки. Мне кажется, что в современной биологической физике, т. е. в той области биологии, которой занимаются люди, имеющие фундаментальное физическое или физико-химическое образование, за последние годы получено столько конкретных ответов, что вполне настало время поставить хотя бы несколько общих вопросов. Эта книга и посвящена постановке таких вопросов, выбор которых в значительной степени определяется вкусом и интересами автора.

Хотя в книге, как это можно видеть из оглавления, рассмотрен ряд проблем биологической физики, все они представляют собой, по существу, различные стороны одной, и, с моей точки зрения, наиболее интересной, проблемы, а именно соотношения статистики и механики в биологических системах. Я думаю, что эта проблема одинаково актуальна как для современной физики, так и для современной биологии. Широкие исследования биологических объектов на макромолекулярном уровне впервые заставили физиков рассматривать системы, не допускающие раздельного статистического или механического описания. Монография и посвящена, собственно, анализу следствий, вытекающих из этого утверждения.

До её сдачи в печать многие главы этой рукописи прочли некоторые мои сотрудники и друзья, замечания которых были весьма полезны при многочисленных переделках текста. Особенно я благодарен В. И. Пасечнику, критически прочитавшему почти всю рукопись, а также С. Э. Шнолю, А. П. Пурмалю, А. Л. Бучаченко, Э. К. Рууге, А. Ф. Ванину, В. И. Дещеревскому и Ф. И. Атаулаханову.

Длительные обсуждения с Д. С. Чернавским многих проблем, затронутых в этой книге, способствовали формулировке ряда концепций.

Пользуюсь случаем выразить благодарность Н. П. Кирпичниковой и А. И. Климову за помощь в изготовлении рисунков.

«Биологическое мировоззрение» автора складывалось в результате многолетнего общения и бесед с Николаем Владимировичем Тимофеевым-Ресовским. Я хочу выразить Николаю Владимировичу глубокую признательность за всё, чему научился от него в Миассово, на Можайском море, в Обнинске и в Москве.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Л. А. Блюменфельд

Книги на ту же тему

1. Математическая биофизика, Романовский Ю. М., Степанова Н. В., Чернавский Д. С., 1984
2. «Белок-машина». Биологические макромолекулярные конструкции. — 2-е изд., доп., Чернавский Д. С., Чернавская Н. М., 1999
3. Биофизика: Учебник. — 3-е изд., испр. и доп.: В 2 т. (комплект из 2 книг), Рубин А. Б., 2004
4. Биофизика: Учебное пособие. — 3-е изд., стер., Волькенштейн М. В., 2008
5. Явления переноса в живых системах: Биомедицинские аспекты переноса количества движения и массы, Лайтфут Э., 1977
6. Молекулярная и клеточная биофизика, Франк Г. М., ред., 1977
7. Термодинамика и кинетика биологических процессов: Проблемы неравновесной термодинамики, кинетики переходных процессов, экстремальные принципы, переходные процессы в живых системах, Зотин А. И., ред., 1980
8. Математические проблемы в биологии, Фомин С. В., Беркинблит М. Б., 1973
9. Теория регулирования и биологические системы, Гродинз Ф., 1966
10. Концепция информации и биологические системы, Филдс У. С., Эббот У., ред., 1966
11. Возникновение биологической организации, Кастлер Г., 1967
12. Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов, Гладышев Г. П., 1988
13. Актуальная радиобиология: курс лекций, Ильин Л. А., Рождественский Л. М., Котеров А. Н., Борисов Н. М., 2015
14. Биоэлектрохимические явления и граница раздела фаз, Богуславский Л. И., 1978
15. Энергетика ассимилирующей клетки и фотосинтез, Петров В. Е., 1975
16. Нервное возбуждение: Макромолекулярный подход, Тасаки И., 1971
17. Химическая физика старения и стабилизации полимеров, Эмануэль Н. М., Бучаченко А. Л., 1982
18. Индуцированный ионный транспорт, Маркин B. C., Чизмаджев Ю. А., 1974
19. Ферменты — двигатели жизни, Розенгарт В. И., 1983
20. Ферментативные процессы в биотехнологии, Безбородов А. М., Загустина Н. А., Попов В. О., 2008
21. Проблемы аналитической химии. Т. 14: Химические сенсоры, Власов Ю. Г., ред., 2011
22. Биосенсоры: основы и приложения, 1992
23. Стохастическая радиобиология, Хуг О., Келлерер А., 1969
24. Курс дозиметрии: Учебник для вузов, Иванов В. И., 1988