Владислав Сыщенко, докт. физ.-мат. наук (Белгородский государственный национальный исследовательский университет), размышляет над тем, какие книги рекомендовать студентам по курсу «медицинская физика».
Биология и медицина всегда были для меня чем-то вроде хобби, поэтому я с энтузиазмом воспринял открытие в нашем университете специальности «медицинская физика». Однако согласно учебному плану, спецкурсы, связанные с медициной, появляются только на четвертом году обучения. В таких обстоятельствах примеры медико-биологического характера следует приводить всюду, где это возможно, не дожидаясь от студентов недоуменных вопросов типа «когда же нас будут учить хоть чему-то медицинскому?»
Наиболее подходящими источниками материала, содержащего наряду с качественным обсуждением и количественные оценки, мне показались три книги, первая из которых была в моем распоряжении с детства и доставила в свое время немало удовольствия.
Совсем для детворы
Книга Е.А. Безденежных и И.С. Брикман «Физика в живой природе и медицине» [1] была довольно широко распространенна Украине. Она представ- в ляет собой своеобразное биомедицинское сопровождение школьного курса физики, рекомендованное также для медучилищ и младших курсов биофаков и мединститутов. Несмотря на «детский» стиль и то, что часть материала устарела, из книги можно почерпнуть не мало полезного. Например,там объясняется принцип классической, то есть некомпьютерной, томографии (благодаря своей низкой стоимости такие томографы до сих пор используются в отечественных противотуберкулезных медучреждениях). По-видимому, мою высокую оценку данной книги разделяют многие читатели: запрос в поисковой системе показывает, что и в наши дни она
входит в списки дополнительной литературы для студентов-медиков.
Для «продвинутых»
Книга К.Ю. Богданова «Физик в гостях у биолога» [2] представляет собой 49-й выпуск серии «Библиотечки «Квант»». Научный уровень этих книжек в рекомендациях не нуждается, единственный недостаток является продолжением достоинств: книги этой серии, формально ориентированные на старших школьников,для их восприятия несколько сложноваты. Независимо от года издания, я знакомился с ними заметно позже школьного возраста (такие книжки удивительно хороши в качестве развлекательного чтения в перерывах между штудиями квантовой теории поля и физики плазмы).
Конкретно, книга [2] в доступной и занимательной форме охватывает большинство тем, относимых к «общей биофизике»: электрические, оптические и акустические явления в живых организмах, биофизика дыхания, механика опорно-двигательного аппарата и динамика кровообращения. Использование этого материала в курсе общей физики просто напрашивается. Но если в этом случае от преподавателя все-таки потребуется некоторая подготовительная работа, то в следующей книге из сегодняшнего обзора она уже проведена.
Премед — человек взрослый
Книга Дж.Б. Мэриона «Общая физика с биологическими примерами» [3] представляет собой вводный курс физики для студентов, у которых он будет первым и последним, рассчитанный на один год и не использующий высшей математики. Для конкретизации целевой аудитории были выбраны студенты прикладных медико-биологических специальностей, в том числе будущие врачи (некоторые реалии подготовки американских премедов со свойственным ему мягким юмором описал физик и блоггер traveller2 [4]).
Сам учебник написан в довольно стандартной манере, несколько суше, чем аналогичный вводный курс Дж. Орира, о котором я писал ранее [5], и с большим количеством технических деталей. «Изюминкой» же курса Мэриона являются именно эти биологические примеры — по одному (или более) разделу в каждой главе, со своими собственными задачами (и даже отдельным списком ответов в конце книги).
В сумме эти разделы составляют примерно 13% от общего объема учебника, и читать их можно независимо от основного текста (что подчеркнуто в оригинальном английском названии книги Jerry B. Marion «General Physics with Bioscience Essays»). Вот полный перечень этих разделов (гипотетический врач, прорешавший все задачи к ним, вызывает у меня чувство восхищения):
1. Шкалирование и размеры предметов (крайне неудачный перевод заголовка, на самом деле речь идет о простых оценках, раскрывающих влияние размеров тела на образ жизни животных).
2. Скорости бега.
3. Прыжок в длину с разбега.
4. Силы, ломающие кости при прыжках.
5. Распределение массы в теле человека.
6. Системы вытяжки костей.
7. Силы, действующие на мышцы и кости.
8. Искусственная гравитация.
9. Энергетика бега.
10. Энергетика прыжков.
11. Течение крови в кровеносной системе.
12. Энергия и скорость метаболизма у животных.
13. Диффузия.
14. Осмос.
15. Упругие свойства биологических материалов.
16. Мембранные потенциалы и нервные импульсы.
17. Электромагнитные счетчики скорости крови.
18. Действие электрического тока на тело человека. Риск поражения током в быту.
19. Ухо и слух.
20. Глаз и зрение.
21. Острота зрения.
22. Электронный микроскоп.
23. Использование лазеров в медицине.
24. Молекулярная спектроскопия.
25. Радиационное облучение людей.
26. Биологическое действие радиационного излучения на людей.
Книги Мэриона и Богданова удивительно гармонируют друг с другом как по тематике, так и по уровню изложения. Вышедшие в один год, эти две книги взаимно дополняют друг друга, зачастую объясняя одно и то же (например теорию распространения нервного импульса) несколько разными словами. После их проработки у студента вполне может сформироваться некое целостное представление о том, как «работают» законы физики в живом организме.
А что у нас?
Книга [3], написанная для американских премедов, приводит наc к вопросу о преподавании физики отечественным студентам-медикам. Не будучи специалистом, я воздержусь от оценки существующих руководств, программ и практики преподавания. Вместо этого я хотел бы призвать коллег, занятых в связке физика — медицина, поделиться опытом и высказать свои суждения о том, какая физика нужна (если нужна?) студентам-медикам и какие физики нужны (если нужны?) в современной отечественной медицине.
1. Безденежных Е.А., Брикман И.С. Физика в живой природе и медицине.— Киев: Радянська школа, 1976.
2. Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога (Библиотечка «Квант», вып. 49) — М.: Наука, 1986.
3. Мэрион Дж.Б. Общая физика с биологическими примерами. — М.: Высшая школа, 1986.
4. См. ниже заметку traveller2.
5. В. Сыщенко. Похвальное слово «Популярной физике» Дж. Орира. ТрВ-124, 12 марта 2013 года. http://goo.gl/kVdV9L
Спасибо, сейчас ищу книгу для сына по этой теме.
На здоровье! Рад, что оказалось полезно!