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生物物理學與生物化學的區別和聯系是什麽?

作者:caseypie

來源:知識

我想我真的應該能夠回答這個問題。雖然這看起來是壹個非常直觀的問題,但實際上卻很難回答。我想這也是為什麽這麽久了還沒有人回答這個問題的原因吧,這種區別聯系真的很難讓人知道該從何下手。

從字面上看,生物物理學(biophysics)是生物系統(從染色體到生態系統)的物理學,而生物化學(biochemistry)是生物系統(通常不再有大型生態系統)的化學。生物化學(生化)是生物系統(目前通常沒有生態系統那麽大)的化學。生物物理學在研究思想和技術上仍屬於物理學,但研究對象不是天文學、量子力學或半導體等壹般物理學的研究對象,而是與生物有關的系統。相對而言,生物化學也是利用化學的研究手段對生物體進行研究。觀點和手段的不同或許可以被視為這兩個學科之間的 "區別"。

然而,實際上很難做出這樣的區分。生物物理學並不需要 "第壹因 "的推動。物理學家可以對不同的生物系統使用不同程度的近似方法,而且在很多情況下,不同程度的近似方法往往使用同壹套數學工具。例如,在生態系統或進化生物學層面,生物物理學通常根據主方程建立整個理論,而主方程也是化學動力學非常常用的理論工具。此外,生態物理學經常討論整個生態系統的臨界點,這從根本上說就是物理學的相變理論,物理學家將這些相變思想應用於大量其他系統,從大腦神經科學(源於霍普菲爾德模型)到最近流行的細胞內相分離)。就生物化學而言,當今的化學合成早已脫離了純手工的工作,除了實驗之外,還非常依賴數值模擬和理論估算,而所有的模擬算法,無論是分子模擬還是量子力學模擬,甚至是密度泛函理論,都不是基於物理學的。更不用說熱統計力學這壹理論估算工具是由物理學和化學結合而成的。

在實踐中,更明顯的區別可能在於實驗技術。如果壹篇實驗論文花費大量時間解釋他們如何合成分子以及如何表征分子,那麽我會將其歸類為生物化學。如果論文的重點是操縱嵌入的分子並測量它們相互作用的信號(熒光之類的),那麽我會認為這是生物物理學。但事實上,有很多論文介於兩者之間,有很多人在生物物理系從事合成研究,也有很多人在生物化學系甚至醫學院從事熒光研究,除非在極端情況下,否則通常很難區分。

因此,壹個人究竟是研究生物物理還是生物化學,其實更多的是壹個人的身份問題。此外,有時選擇不止兩個:物理生物學(有以這個名字命名的期刊)和化學生物學(哈佛大學化學系沒有生物化學,只有這個系,生物化學被劃分到分子生物學系),在馬普斯和斯賓塞研究所還有壹個生物物理和物理化學研究所(Institute for Biophysics and Physical Chemistry),叫做生物物理和化學研究所(Institute for Biophysics and Chemistry)。此外,馬克斯-普朗克研究所(Max Planck Institute)也有壹個生物物理化學研究所(Institute for biophysical chemistry),可以同時滿足這三個願望。這些研究處於三個學科的交叉點上,從事此類交叉學科研究的人通常不知道也不太關心自己處於哪壹邊。

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