生物光子學

生物光子學，是由生命科學和物理科學這兩者交叉融合所形成的一門新興的交叉學科。生物光子學主要以量子光學作為理論基礎、以生命系統的弱光及超弱光子輻射探測系統作為實驗手段來研究光子—生命體相互作用的微觀機制和物理本質，建立和發展以新陳代謝作用作為主要特徵和標誌的生物光子學理論，揭示生物組織和生命體的自組織、自相似、自調節、以及自適應和遺傳性狀等的光物理本質，使生命科學直接深入到物質結構的深層次，並由此帶動生命科學的騰飛和發展。

.生物光子學發展動態

研究光子—生命體相互作用過程中場及生命體所表現出的各種線性及非線性效應的物理機制，研究光子—生命體相互作用過程中場及生命體所呈現出的各種經典與非經典現象的物理本質，探索非經典光場與生命現象之間的關係；研究光子—生命體相互作用過程中場及生命現象(指新陳代謝、自組織、自相似、自調節和自適應等)這兩者之間的相互影響和相互關聯的物理特徵和基本規律；探索人腦思維過程的特徵、機理和規律，發展癌症等疑難病症的超快速光學診斷技術；探索高等植物光和作用的特徵、機理和規律；發展生命系統的弱光及超弱光子輻射探測技術，並將該項技術用於動植物生長發育過程中的生理與病理研究之中，由此帶動生物醫學工程的騰飛與發展。

眾所周知，量子光場—生命體之間的各種相互作用問題，歷來備受人們關注。自60年代雷射科學興起及至70年代初，美國較早開展這項研究，其特點在於以實驗研究和原始數據積累為先導，隨後再輔之以理論探索。幾乎與此同時，歐洲國家(例如德國)則是理論工作先行，繼而以實驗檢驗理論正確與否，來補充、修正、發展和完善理論工作，最後再將經過補充、修正、發展和完善以後的理論來指導實驗工作等等。這樣的研究過程一直持續到80年代末期。到了90年代，這一研究領域已逐漸形成了以量子光學作為理論工具、以弱光及超弱光子輻射探測器件作為實驗手段的生物光子學理論與實驗相結合的研究方法。

特別值得一提的是，在生物光子學的理論與實驗研究方面，作為這一學科領域的開創者和開拓者之一的顧樵博士，其研究成果被國際上稱為“顧效應”或“顧參數”，從而使西北大學在這一學科領域的研究工作躋身於國際先進行列並在當時處於國內領先地位。

但上述所有這些研究在理論方面只是對量子光場—生命體之間的相互作用問題進行了“巨觀”、“半巨觀”或者“亞巨觀”的唯象描述，根本沒有深入到生命體的物質結構的深層次，更未突出生命體的本質特徵(如，新陳代謝、自組織、自相似、自調節、自適應等)，從而在理論上未能形成完整的理論體系。

.生物光子學發展趨勢與發展方向

當前及21世紀人們應將主要研究目標集中在以下8個方面：

第一

建立單模、雙模以及多模光場—生命體之間的各種相互作用模型，突出生命體的本質特徵；建立和發展以新陳代謝作用作為主要特徵和標誌的生物光子學理論，力爭使生命科學在以量子光學作為理論工具以弱光及超弱光子輻射探測系統作為實驗手段時的研究工作，直接深入到物質結構的深層次。

第二

研究單模、雙模以及多模光場—生命體相互作用過程中場及生命體所表現出的各種線性與非線性效應、以及各種經典與非經典現象產生的物理機制及其本質特徵，探索非經典光場與生命現象之間的關係。

第三

研究各種單模、雙模以及多模非經典光場—生命體之間相互作用的特徵、機理和規律。

第四

研究單模、雙模以及多模光場—生命體相互作用過程中場對生命現象的影響以及生命現象對場的影響，探索人腦的思維圖譜以及人腦在思維過程的特徵、機理和規律，探索高等植物光和作用的特徵、機理和規律，發展癌症和其它疑難病症的超快速光學診斷技術。

第五

發展生命系統的弱光及超弱光子輻射探測技術，並將該項技術用於動植物生長發育過程的生理及病理研究之中，由此帶動生物醫學工程的騰飛與發展。

第六

開發並研製各種新型的弱光及超弱光子輻射探測系統，力爭使該項研究實現器件化、產品化、產業化和商品化，以占領國際市場。

第七

利用生物光子技術，在國內深入開展食品工業檢疫、醫藥衛生檢驗、以及環保監控與檢測等領域的科學研究工作，建立相應的資料庫，為國家職能部門的決策工作提供可靠的權威性技術數據。

第八

利用生物光子學理論與技術，深入開展生物光子信息學領域的研究工作，以便為量子信息科學的全面發展與騰飛奠定基礎。

圖書

作者：顧樵

ISBN：978-7-03-035508-9

定價：80

開本：B5 裝幀：平脊精裝 頁碼：332

初版時間：2012-9-1

專業分類：生物學、物理學

讀者對象：《生物光子學(第二版)》可用作生物物理學、量子生物學及其他相關生命科學交叉研究領域的教師、研究生的教學與科研參考書，也可作為相關工程技術人員的參考資料。

內容簡介：《生物光子學(第二版)》生物光子輻射是一個普遍的生命現象，存在於各種動物、植物、藻類及微生物系統之中。生物光子學是一門新興的交叉學科，涉及分子生物學、生物化學、量子光學、非平衡統計物理學、資訊理論及光電探測理論等。本書在介紹生物光子輻射基本概念的基礎上，系統闡述了生物光子輻射的相干性理論、量子理論、半經典理論及生物光子統計理論，並全面介紹了生物光子檢測技術在食品安全與質量檢驗、水質分析與環境監測、醫療科技、藥物性能和效力的研究及農業科學等領域的套用。本書還進一步討論了聲致發光和電化學發光的理論、實驗及套用。

作者簡介：顧樵：德國國際生物物理研究所教授，生物光子實驗室主任。發表113篇論文和3本專著，完成30多個科研項目，兩項專利。完成了大量有關生物光子輻射的實驗研究工作。基於分子生物學實驗結果和現代物理學方法，建立了生物光子輻射的量子理論。提出了一套描述生物光子動力學與穩態行為的參數。它們被發現與眾多生物樣品的實驗結果符合很好，受到國際上的承認和重視，被稱為"Gu Parameters" (“顧參數”)。基於這套參數的理論指導，所用探測儀器的結構和測量方法得以改進，使生物光子研究發展成為一項具有廣泛套用的高新生物技術。

編輯推薦：《生物光子學(第二版)》全面介紹了生物光子學研究在幹細胞醫學、人體健康、食品檢驗等領域的最新套用和進展。在敘述傳統的生物光子學理論與套用的同時，特別加強了以輻射場的量子熵理論為基礎的生物光子統計熵的論述。具有很好的參考價值。