Предисловие ....................................................... 5 Часть I Предварительные замечания 8 Глава 1. Краткая история биологической физики ..................... 9 Глава 2. Основы термодинамики и статистической физики ............ 13 2.1. Термодинамика ........................................... 13 2.1.1. Первый закон термодинамики .......................... 14 2.1.2. Несколько определений ............................... 15 2.1.3. Энтропия и второй закон термодинамики ............... 20 2.1.4. Свободная энергия и термодинамический потенциал ........................................... 25 2.2. Основы статистической физики ............................ 27 Глава 3. Великие парадоксы физики и биофизические проблемы ....... 30 3.1. Парадокс джинна ......................................... 30 3.2. Парадокс Лапласа ........................................ 31 3.3. Парадокс Максвелла ...................................... 33 3.4. Парадокс Гиббса ......................................... 36 3.4.1. Введение ............................................ 36 3.4.2. Что такое конструкция? .............................. 38 3.4.3. Различие между частицами как элемент конструкции .... 39 3.4.4. Парадокс Гиббса как результат несовместимости требований, предъявляемых к конструкции ............. 41 3.5. Парадоксы Лошмидта и Цермело ............................ 43 3.5.1. Описание парадоксов ................................. 43 3.5.2. Спиновое эхо и парадокс Лошмидта .................... 44 Часть II Основные решаемые проблемы биологической физики 52 Введение. Смысл слов ............................................. 53 Глава 4. Проблема стрелок на биохимических схемах реакций ........ 54 4.1. Постановка проблемы ..................................... 54 4.2. Как? Почему? Зачем? ..................................... 56 4.3. Молекулярные машины ..................................... 57 4.4. Основы термодинамики и кинетики химических реакций ...... 59 4.5. Ферментативный катализ .................................. 65 4.6. Неравновесные состояния белков и их релаксация .......... 70 4.7. Макроскопические и молекулярные машины. Идеи МакКлэйра .......................................... 83 4.8. Мембранное фосфорилирование и электронный транспорт ..... 87 4.9. Элементарный акт функционирования АТРсинтазы ........... 101 4.10. Стационарное мембранное фосфорилирование .............. 107 4.11. Самый маленький электрический мотор в природе ......... 110 Глава 5. Проблема сверхслабых взаимодействий .................... 115 5.1. Действие биологически активных агентов в сверхнизких дозах на биохимические и физиологические процессы ............ 115 5.2. Макроскопические флуктуации результатов измерений. Эффект Шноля ........................................... 121 Часть III Нерешаемые проблемы биологической физики 132 Повторим смысл выражения "нерешаемые проблемы" .................. 133 Глава 6. Проблема первых стадий прогрессивной биологической эволюции ................................. 134 Глава 7. Проблема индивидуального сознания ...................... 144 7.1. Наука и религия ........................................ 144 7.2. Заключительные замечания ............................... 149 Литература ...................................................... 152