生物物理学biophysis

运用近代物理学的理论、技术与方法研究生命物质的物理性质和生命现象中的物理运动规律以及物理因子与生命体系相互作用的一门边缘学科。是物理学、工程科学与生物学各分支学科之间的桥梁，亦是近代农业科学的基础。研究内容极为宽广，涉及生物学的众多基本问题，并与相邻学科密切结合，为分子生物学、放射生物学、生理学和数学等学科奠定理论基础。其中，与农业生物学相关的主要有分子生物物理学、放射生物物理学、生理生物物理学、辐射与环境生物物理学、应用生物物理学和生物物理技术等。为物理学在农业科学中的应用与发展，开拓研究复杂体系规律的新方向；为农业生物学达到更高的定量化程度提供技术与方法。

生物物理学shengwuwulixue

关于生物体系及其化合物的物理的科学，这是一门物理学、化学和生物学相互交叉的边缘学科。主要用物理和化学的思想与方法来研究和阐述生物体的结构及生命过程的机理。生物物理学有分子生物物理学、放射生物物理学、生理生物物理学和数学或理论生物物理学几个分支。分子生物物理学研究在生物中起重要作用的大分子及类似大小的粒子，主要利用电子显微镜、超速离心机、X射线衍射技术等物理手段。放射生物物理学研究生物体对电离辐射(如α、β、γ和χ射线)和紫外线的反应。生理生物物理学试图用物理机理来解释生物体的部分功能，如神经脉冲的传递，肌肉的收缩，视觉、听觉、味觉、嗅觉等感觉，以及当物理环境变化时（如经受高速度）人体及其他生物体正常功能的变化。数学或理论生物物理学试图以数学和物理学的理论来解释生物的行为。如用数学模型模拟生物过程，用热力学、流体力学和统计力学来考察生物过程。

生物物理学biophysics

系生物学和物理学相互渗透而形成的一个新的边缘学科。主要是用物理学的方法来研究生物的各种状况，包括生物电学、生物光学、生物热力学、生物力学、生物流体力学、生物磁学等，同时在理论、概念等方面相互渗透，以正确认识生物物理的特点。

生物物理学

由生物学、物理学和化学相互交叉的新兴边缘学科。以物理和化学的思想与方法研究和阐述生物体的结构以及生命活动的机理。

生物物理学biophysics

是一门生物学及物理学相结合的边缘学科。它应用物理学及物理化学的概念来研究生物各层次的结构与功能的关系，研究生命物质的物理性质和生命活动的物理过程。它是物理学在生命科学中的具体应用，是生命物质的物理学。

生物物理学

运用物理学的理论和方法研究生物体系的一门正在迅速发展中的边缘科学。由于它与生物学各个学科，尤其是生物化学，都有交叉，故目前尚无很清楚的领域界限。生物物理学的主要研究对象有：神经和脑的电活动，机械运动中化学能的转化，视觉和光合中的光能转化，生物膜的作用，生物高分子的结构和功能，辐射对生物的影响等。也包括高精确度测量方法及理论物理和数学处理生物体系方法的应用。目前，在临床检验和治疗、辐射防护、农业育种等方面，已起着较大的作用。

生物物理学／量子生物学／分子生物物理／生物体系中的水结构／生物大分子的激发态／生物大分子的能量转移／生物过程中的自由基／生物大分子的聚集态／人工双分子脂膜／生物膜结构／细胞膜的通透性／细胞膜的流动性／生物膜的电学性质／生物膜的能量转换／生物力学／血流动力学／生物流变学／血液流变学／生物组织的弹性力学／生物电／董南平衡／电缆理论／霍奇金-赫胥黎方程／膜噪声／生物电阻抗／生物磁学／超声生物物理学／组织的超声鉴别／次声的生物效应／听觉生物物理／中耳声阻抗／耳蜗隔膜的行波／光生物学／生物发光／光动力作用／光复活作用／视觉过程的生物物理学／肌肉收缩的生物物理学／生物系统热力学／生物信息／生物控制论／仿生学／人工智能／放射生物物理／激光的生物学作用／射频电磁辐射的生物学作用／生物节律／电子显微镜／电子显微镜在生物学和医学中的应用／X射线衍射／X射线与中子小角散射／中子衍射／电子自旋共振与自旋标记／核磁共振／荧光分光光度术／荧光探针（荧光标记）／荧光偏振／细胞荧光光度术／流式细胞光度术／光散射／激光拉曼光谱／旋光色散／圆二色性／穆斯堡尔效应／细胞电泳／细胞激光显微镜／激光发光分光镜／超离心技术／差示扫描量热器／生物物质粘度／渗透压

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生物物理学

生物物理学是物理学与生物学相结合的一门边缘学科，它应用物理学的理论与方法研究有机体各层次的结构与功能关系，研究生命物质的物理性质和生命活动的物理过程。换言之，它应用物理学以及物理化学的概念来阐明生物在一定的空间与时间中所发生的有关质量、能量与信息的问题。
无生命物质和有生命物质都同样由原子和分子组成，它们都遵循物质和场的结构与运动的一般规律，这是两者之间的共同性。因此尽管生命现象是自然界中的高级运动形式，由于其中包含着作为其基础的物理与化学等简单运动，因而可以广泛应用物理学的理论与技术研究生命现象，包括生物大分子的结构、物理性质、能量状态，以及在执行功能过程中的瞬时变化与动力学。特别是在近三十年来各种光谱、波谱与衍射技术灵敏度与分辨率不断提高，所需样品可少至每升毫微克，时间可短达毫微秒以至微微秒数量级，为研究活物质的结构与瞬间变化提供了十分有利的条件。这些都说明应用物理学概念与技术研究生物学问题的可能性。
生物物理学的产生也和许多其它学科一样，是由客观需要所决定的，这表现在两个方面。从生物学的发展来看，人们对生命现象的了解需要逐步深入，要求从定性描述进入到定量分析、从现象到本质的理解。自本世纪五十年代以来，生命科学的研究已经由过去种系、个体、器官、组织、细胞的水平进入到分子以及量子的水平。与此同时，由于原子核能、超声、激光与各种电磁波的广泛应用，迫切需要了解它们对人体的作用机理及其防护措施，极大地推动了生物物理这门学科的诞生与发展。从物理学方面来看，由于它着眼于自然界中最基本、最普遍的运动规律研究，其在无生命物质的研究中所得到的结果，吸引着人们探讨在有生命对象中应用的可能性，并在探讨过程中不断完善和发展。热力学第二定律的应用就是一个很好的例子。过去长期认为此定律和达尔文的进化论在熵——一个体系中无序的程度——的问题上存在着矛盾。由于热力学第二定律是对一个封闭系统所得到的结果，而生物体系是一个开放体系，因此需要发展不可逆过程的热力学。近年来提出的耗散结构理论就为研究生物进化提供了有利条件(见“生物系统热力学”条)。以上两点说明了研究生物物理学的必要性与可能性。
虽然生物物理学作为一门独立学科不过三十余年，但其中个别问题的研究却很早就已开始。早在十七世纪，Boyle与Kircher就研究过动物的发光现象。1786年Galvani研究了肌肉的静电性质。1796年Young在提出光的波动学说、色觉理论的同时研究了眼的几何光学性质及心脏的流体动力学作用。Helmholtz (1821～1894)将能量守恒定律应用于生物系统，认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动。他研究了肌肉收缩时热量的产生与神经脉冲的传导速度。1848年Du Bois-Reymond研究肌肉神经发现了静息电位与动作电位。Bernstein测定了动作电位的传导速度等都是具有重要意义的例子。
从生物物理学发展的过程可以看出，物理学中新概念的提出与新技术的建立往往起着特别重要、有时甚至是关键性的作用。例如本世纪初提出的量子论和随后建立的量子力学是本世纪物理学的一项重要成就，而从四十年代开始Schrodinger就提出了生命现象中量子过程的概念，目前已经开创了量子生物学这一生物物理的分支。技术的作用更为突出。十九世纪开始用显微镜，把生命科学的研究推进到细胞水平，各种特殊显微镜技术，如紫外、暗视野、干涉、偏光、相差、荧光以至七十年代末的近红外显微术大大改善了这一水平结构的研究。电子显微镜技术又进一步展示了亚显微以至分子水平的研究。X射线是1895年Rontgen发现的，不久就应用于医学。而且随着X射线衍射规律的发现及技术的发展，建立了对蛋白质和核酸等生物大分子的结构分析，分辨能力越来越高，从而导致整个分子生物学领域的发展。再加上荧光分光光度术、核磁共振技术(NMR)、圆二色(CD)性，中子衍射等多种技术的应用，使分子生物物理这一领域得到了极大的推动，成为整个生物物理学中最引人注意的分支。
到目前为止，生物物理学仍然处于逐渐形成和发展的阶段，还不够成熟。因此关于这门学科所包含的内容也有不同看法。但从近年来世界各国的研究工作来看，大体上可以归纳为以下几个方面：
(1) 分子生物物理： 研究生物大分子如核酸与蛋白质的结构、特别是空间结构及其功能过程中的变化；大分子与小分子（以及大分子之间）的相互作用，包括特异相互作用；水在生物体系中的作用；大分子聚集体的结构以及由此而产生的一些物理性质，如半导体性、压电性、有序性、液晶态、流动性等及其在生命过程中的意义。
(2) 量子生物物理： 应用量子力学理论深入研究生物分子间作用力的性质及其与结构的关系，能量状态及其转变，小分子（特别是药物与毒物）与大分子相互作用的可能性及其与效应的关系等，是分子生物物理的进一步深入。
(3) 细胞生物物理： 研究细胞与细胞器在分子水平上的结构及其物理性质。其中对细胞膜的研究已成为当前的研究重点。利用包括人工膜在内的各种体系研究细胞的各种功能，如离子转运、融合、出胞与入胞作用、细胞识别、细胞连接以及细胞分化与自组织等基本生物学问题。
(4)生物组织的物理性质：包括生物组织的力学性质、流体力学与流变学、弹性力学、电学、磁学、声学性质等。其中关于血液流变学的研究，由于和医学关系密切，近年来受到重视。
(5) 兴奋、收缩与感觉的生物物理：兴奋、收缩与感觉是生命基本过程中的重要功能表现，以往在生理学等有关学科中已经引起重视。近年来由于分子生物学的发展，为从分子水平探讨其物理基础及其精确量创造了有利条件。
(6) 生物控制论： 运用控制论的一般理论研究生物机体中信息传递、处理过程与自动控制的规律。其中，生物系统分析(例如血压、体温的控制与调节)与神经控制论是两个主要领域。六十年代以来发展起来的现代控制理论，特别是最优控制理论、数字信号处理、系统辨识与参数估计等新理论与新方法已被广泛应用，并在药物治疗、肿瘤的化疗与放疗中得到了应用。
(7)生物体系的热力学： 对生物体系——开放体系用不可逆过程热力学的理论研究其稳定性、动力学以及与进化的关系。近年来耗散结构理论受到了很大重视，是其中一个重要的发展方向。
(8)外界物理因素对机体的作用：研究光、电离辐射、基本粒子等对机体作用的原初过程，包括能量吸收、传递与转换，活性分子(如激发态、自由基等)的产生与作用机理、以及在产生生物化学变化以前的一系列反应及其防护原理。
以上所列举的只是生物物理学的几个主要方面。在每个具体方面都有与之相适应的物理技术，对这些技术的研究也常是本学科中不可分割的部分。
生物物理学与医学 医学属于生命科学这一范畴，因此把生物物理学与医学结合起来，对于了解人体在正常与疾病条件下的功能状态和疾病发生发展的机理、疾病的诊断、治疗和预防等方面具有重要意义，并已经取得了一些成果。
例如近年来迅速发展起来的血液流变学就是专门研究构成人体血液循环的血液、血管和心脏有关的生物流变学的一个分支。在各种病理条件下，循环血液的流动性质和凝固性质、血液的有形成分（主要是红细胞）、心脏以及血管的变形性和粘弹性都有相应的变化，这方面研究对于理解全身与局部循环障碍、缺氧、缺血与功能失调有重要意义。又如在电离辐射、致癌物质作用下，组织中经常出现一种被称为自由基的高度活性物质，对它的物理性质、检测方法及其在活体中转变过程的研究导致所谓自由基病理学这一新领域的出现。应用核磁共振技术已经可以检测出活体内的高能化合物三磷酸腺苷(ATP)及其代谢状况，并已在临床上用于肌肉收缩功能改变的研究。这些例子说明，生物物理在生物学与医学基本问题研究中的成果，是今后在诊断治疗中具体应用的前提。
在诊断方面的应用，可以追溯到十九世纪X射线的发现与应用。不久前发展起来的X线断层技术(临床上称为CT)，对机体内各个部位不同深度的病灶可以给出清晰的立体图像。目前利用多种物理因素，例如放射性同位素、超声波诊断与成像也已广泛应用于临床。最近又用核磁共振成像技术探测脑内存在的异物，它不但对机体没有显著的损伤作用，而且还能给出代谢状况的信息，具有X线诊断所不具备的优点。对于肿瘤细胞物理特性正从许多不同角度进行研究，例如用荧光技术研究细胞内部的结构、细胞膜的流动性，用细胞电泳方法研究癌细胞表面电荷的变化，用电子自旋共振(ESR)技术研究细胞癌变对自由基的特异讯号与膜的流动性等，都已取得一定效果，为诊断和鉴别诊断创造了良好条件。
在治疗与预防方面，辐射治疗仍然是一个主要方向。除X射线外，β与γ射线，中子与质子等基本粒子也都已开始应用。激光在外科手术、皮肤癌及视网膜脱落等方面已普遍使用。磁铁所产生的磁场在治疗关节炎等疾患中也取得效果。目前对于药物进入体内并使其有效地到达病变部位的研究，正采用脂质体（人工膜）作为载体的方法在进行中。用脂质体携带酶已在治疗脑内缺酶时引起的病征中获得成功。在脂质体上装配抗体或其它分子，将能特异地和某些细胞作用，是当前一个重要的研究方向。
生物物理学与医学的关系密切，其重要性日益为人们所认识。在许多国家的医学院校中已设立生物物理的研究组或教研室，出现了医学生物物理系、辐射生物物理系、医学物理系等专门系科，开设有关课程培养专门人才。