Biophysikalische Grundlagen der Medizin [antikvár]

Die Biophysik ist wie jede Naturwissenschaft eine Erfahrungswissenschaft, die ihre Erkenntnisse zunächst aus der Beobachtung und Beschreibung der uns umgebenden Natur gewinnt. Damit kommt dem sinnvoll angestellten Experiment als eine Frage an die Natur eine besondere Bedeutung zu. Die zahlreichen Untersuchungen an Makro- molekülen, an biologischen und künstlichen Membranen, an Rezeptoren und Nerven- zellen, aber auch an Organen und Organsystemen weisen die Biophysik als eine in erster Linie experimentelle Wissenschaft aus, die ähnlich der Biochemie unsere Kenntnisse und Vorstellungen über die lebende Natur ganz wesentlich erweitert und präzisiert hat. Viel weniger beachtet, dabei aber nicht minder wichtig, hat sich parallel zu dieser Ent- wicklung der Ausbau und die Anwendung theoretischer Überlegungen über die Organis- men und ihrer vielfältigen Funktionen, Strukturen und Verhaltensweisen vollzogen. Die Intensität dieser Bemühungen, ausgewiesen durch zahlreiche Einzelveröffentlichun- gen und Monografien, hat zum Entstehen einer theoretischen Biophysik geführt, die manchmal eingebettet wird in das allgemeinere Gebiet einer theoretischen Biologie, die bereits 1951 Ludwig von Bertalanffy in einem Lehrbuch darzustellen versucht hat. Sowohl in der theoretischen Biologie als auch in der theoretischen Biophysik lassen sich viele Untersuchungen zu einem Gebiet zusammenfassen, für welches sich die Bezeichnung mathematische Biophysik bzw. mathematische Biologie eingebürgert hat. Diese Gebiete umfassen alle diejenigen Bemühungen, biologische Vorgänge mit Hilfe mathematischer Modelle zu beschreiben oder mathematisch zu analysieren. Eine Zusammenfassung zahlreicher erster Studien dieser Art hat 1959 Nikolaus Rashevsky in seinem Buch „Mathematical Biophysics" gegeben. Wenn auch diese Ansätze oftmals noch nicht den notwendigen Anschluß an die experimentellen Untersuchungen erkennen ließen, so stellen sie andererseits auch heute noch modellhaft das Vorgehen dieser Wissenschaftsdisziplin dar. Vieles ist inzwischen neu bearbeitet worden. Hinweise für experimentelle Forschungen folgten unmittelbar aus mancher dieser mathematischen Überlegungen und ganz besonders zeigte es sich immer deutlicher, daß eine mathematische oder theoretische Biophysik sehr viel für die Lösung medizinischer Probleme zu leisten vermag. Allerdings sind die Schwierigkeiten der Kommunikation zwischen Arzt und Theoreti- ker gerade auf diesem Gebiet sehr groß. Nicht selten sprechen beide eine verschiedene wissenschaftliche Sprache, wobei besonders die Sprache der Mathematik nicht nur für den Arzt Schwierigkeiten bereitet, die es zu überwinden gilt, wenn die großen Möglich- keiten der Redundanzminderung, der Formalisierung und der Mathematisierung, welche die theoretische Biophysik bietet, voll ausgenutzt werden sollen. Wir stehen heute vor der Tatsache, daß das wissenschaftliche Weltbild unserer Zeit durch zwei Entwicklungstendenzen geprägt wird. Einmal sehen wir die intensiven Bemühungen immer tiefer in die Einzelprozesse einzudringen und an genau definierten Subsystemen Erkenntnisse über grundlegende Vorgänge in der belebten und unbelebten Natur zu gewinnen. Die Physik der Elementarteilchen, aber auch die Molekularbiologie