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物理生物學(Physical Biology)是一門新興的前沿交叉學科,旨在利用新近發展起來的物理學先進概念和技術,精確地測量和描述生物體系的結構、功能和行為,把生物學建立在定量的物理學基礎之上。物理生物學的出現是現代學科交叉與發展到一定階段的必然趨勢。正如化學生物學一經提出即形成國際上的研究熱潮一樣,物理生物學的概念在提出之後,立即得到了國際學術界的高度重視。例如,哈佛大學建立了「物理生物學」方向和專業,霍普金斯大學成立了「物理與工程生物學」研究生計劃。英國Institute of Physics (IOP)出版社已經發行了「Physical Biology」的雜誌。加州理工學院在諾貝爾獎得主Zewail的領導下,建立了「物理生物學」研究中心,並於2007年召開了第一次「物理生物學」研討會,彙集了生物學、物理學、化學等多個領域的包括多名諾貝爾獎得主在內的頂級學者,如David Baltimore,George Whitesides, Leroy Hood, Stephen Quake等。最近,World Scientific出版社出版了Physical Biology: From Atoms to Medicine的書籍。

物理生物學是一個發展中的概念,目前尚無一個嚴格的定義。我們試圖通過對幾個相似的概念的比較來闡述物理生物學的主要特徵。

生物化學(Biochemistry)與化學生物學(Chemical Biology)。生物化學是主要應用化學的理論和方法來研究生命現象,在分子水平上闡明生命現象的化學本質,即研究生物體的化學組成及化學變化的規律。化學生物學使用小分子作為工具解決生物學的問題或通過干擾/調節正常過程了解蛋白質的功能,通常也被叫做化學遺傳學(chemical genetics)。生物化學具有悠久的研究歷史,而化學生物學則是自90年代中期以來的新興研究領域,由哈佛大學的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分別在東西海岸提出並引領這個領域。目前,化學生物學上在國際已得到廣泛認可並正迅速發展,如Nature出版了Nature Chemical Biology,美國化學會出版了ACS Chemical Biology等化學生物學方面的專業雜誌。

生物物理學(Biophysics)與物理生物學(Physical Biology)。生物物理學是應用物理學的概念和方法研究生物各層次結構與功能的關係,生命活動的物理、物理化學過程和物質在生命活動過程中表現的物理特性的生物學分支學科,主要包括分子生物物理學、放射生物物理學、生理生物物理學和理論生物物理學幾個分支。可以說,生物物理學是側重於研究生命物質的基本物理規律的科學。而物理生物學則是利用新近發展起來的物理學先進概念和技術或發展新的物理技術,使生物學建立在定量的物理學基礎之上的新興前沿交叉科學。
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