szczypta (al)chemii i nauk pokrewnychbeta.chem.uw.edu.pl/people/wgrochala/al_01.pdf · michael...

Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych

... dla humanistów

Wojciech Grochala

Uniwersytet Warszawski Centrum Nowych Technologii

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

LTNMF

Text

Wojciech Grochala

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

LTNMF

Wojciech Grochala

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Na początek: test 1

Matematyka

Wojciech Grochala

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Test 2 – Mrożek

Wesele w Atomicach

Wojciech Grochala

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Nauka? Nauki?

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Sztuka

Nauki Ścisłe, Przyrodnicze,

Inżynieryjne i Techniczne

Nauki Społeczne i Humanistyczne

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Nauka? Nauki?

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Sztuka

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Nauka? Nauki?

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Sztuka

Nauka? Nauki?

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Sztuka

Nauki Ścisłe, Przyrodnicze,

Inżynieryjne i Techniczne

Nauki Społeczne i Humanistyczne

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Nauka? Nauki?

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Nauki Ścisłe, Przyrodnicze,

Inżynieryjne i Techniczne

Rolnicze, Weterynaryjne, Medyczne i o Zdrowiu

Nauki Społeczne i Humanistyczne

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Najważniejsze jest pytanie

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Nauki „humanistyczne” vs. „ścisłe”.

„Dlaczego?” „Po co?” „Jak?” PRZYCZYNA CEL/SKUTEK SPOSÓB

„nauki humanistyczne różnią się tym od przyrodniczych, że nie można ująć przedmiotu ich badań w sposób matematyczny” (???) Lew Tołstoj "Spowiedź"

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Podstawy nauk ścisłych

Kim jesteśmy?

Wojciech Grochala

Rola eksperymentu. Powtarzalność. Związki przyczynowo-skutkowe. Prawa Natury. Implikacja czy równoważność? Czas. Zasada aktualizmu. Materia ożywiona/nieożywiona.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Modele i obserwacje

Jak to robimy?

Wojciech Grochala

Ile nóżek ma “robaczek”? Modele babiloński i grecki uprawiania nauki. Prawda vs. Piękno. Kamień filozoficzny.

Ostrzeżenie przed holizmem. Pajęczak

Owad

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Dążenie ku prostocie

Jak to robimy?

Wojciech Grochala

Brzytwa Ockhama (XIV w.). Elegancja. Symetria.

„Nie należy mnożyć bytów ponad potrzebę” (Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem) Johannes Clauberg, XVII w.

William Ockham 1287–1347

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Miłe złego początki…

Jak to sie zaczęło?

Wojciech Grochala

Zafascynowanie liczbami. Nauka wyrosła z obserwacji nieba.

π : 28.12.2013 rekord >12 trylionów cyfr

„Niech nie wchodzi tu nikt nieobeznany z geometrią”

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Pofilozofuj ze mną

Wojciech Grochala

Uniwersytet jako platoński gaik. Matematyka i Filozofia. Nauki ścisłe i humanistyczne w jedni.

Wspólny pień

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Naucz mnie

Wojciech Grochala

Gildie i cechy vs. rzemiosło nauki. Mistrz i czeladnik. Model guru.

Rozwój systemów nauczania

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Czysty empiryzm

Projektowanie doświadczeń…!

Wojciech Grochala

• założenie (za Lockiem), że cała dostępna człowiekowi informacja pochodzi z doświadczenia

• cechą specyficzną tej informacji jest jej chaotyczność i zmienność

• świadoma wiedza powstaje w wyniku złożonych procesów przetwarzania impresji w idee David Hume 1711–1776

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Chemia

Definicja Sz. Fabiana

Wojciech Grochala

Nauką dającą nam poznać skład wewnętrzny ciał, uczącą nas wydzielania pierwiastków i przez połączenia rozmaite wydzielonych, nowe stwarzać ciała; zowiemy Chemią. Obszerność iej iest niezmierzona, a użytek wieloraki.

/Farmacya, t. I, Warszawa 1835/

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Piramida nauk: hierarchia

Nauki podstawowe i pochodne

Wojciech Grochala

LOGIKA

MATEMATYKA

FIZYKA

CHEMIA

BIOLOGIA

(…)

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Chemia bez równań matemat.

A w XXI wieku…?

Wojciech Grochala

• brak znajomości matematyki wyższej (vide: Newton, Leibnitz)

• zapis obserwowanych zależności w formie proporcjonalności

• szereg odkryć z chemii i fizyki o randze właściwej Nagrodzie Nobla

Michael Faraday 1791–1867

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Czy fundamenty są zdrowe?

Koszmar pytań bez odpowiedzi

Wojciech Grochala

Kurt Gödel 1906–1978

• Mając 25 lat wykazał, że w aksjomatycznej niesprzecznej teorii matematycznej, zawierającej pojęcie liczb naturalnych, da się sformułować takie zdanie, którego w ramach tej teorii nie da się ani udowodnić, ani obalić.

• Aksjomatyzacja całej matematyki, niewykonalna.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

I stała się światłość…

Problemy z fizyką

Wojciech Grochala

• C.H.: 220 km/s (vide Arystoteles)

• Teoria kwantów • Dychotomiczna

natura światła (fala-cząstka)…

Christiaan Huygens 1629–95 Izaak Newton 1642–1727

Harald Fritzsch "You are Wrong, Mr. Einstein!"

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Teoria korpuskularno-falowa

Dualizm

Wojciech Grochala

• … i materii.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Teoria korpuskularno-falowa

Dualizm

Wojciech Grochala

• … i materii.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Prof. UW jako fala materii

Fala de Broglie’a

Wojciech Grochala

• ca. 100 kg • ca. 1 m/s • λ = h/(mv) • λ = 6.6 x 10–34 m

Louis de Broglie 1892–1987

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Prof. UW jako fala materii

Fala de Broglie’a

Wojciech Grochala

• ca. 100 kg • ca. 1 m/s • λ = h/(mv) • λ = 6.6 x 10–34 m

Louis de Broglie 1892–1987

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Problemów cd…

Szczególna teoria względności

Wojciech Grochala

• Problemy z czasem i przestrzenią

• Paradoks bliźniąt

Albert Einstein 1879–1955

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Stożek światła

Diagram Minkowskiego

Wojciech Grochala

Hermann Minkowski 1864–1909

• Czas jako czwarty wymiar (1907)

• Czasoprzestrzeń (def. wojskowa)

• Granice poznania… • Wszechświaty równolegle?

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Stożek światła

Diagram Minkowskiego

Wojciech Grochala

Hermann Minkowski 1864–1909

• Czas jako czwarty wymiar (1907)

• Czasoprzestrzeń (def. wojskowa)

• Granice poznania… • Wszechświaty równolegle?

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Czarne dziury

Prędkość ucieczki

Wojciech Grochala

• Grawitacja zakrzywia czasoprzestrzeń

Horyzont zdarzen.

7.9 km/s 11.2 km/s

16.7 km/s…130 km/s…......c

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Czarne dziury, cd.

Centrum Drogi Mlecznej: 4 mln MS

Wojciech Grochala

• Q0906+6930 aktywna galaktyka w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy (2004)

• Zawiera czarną dziurę o masie ok. 109–10 mas Słońca

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Masa…spoczynkowa…!

Wojciech Grochala

ezoteryczna energia vs. swojska masa

Ogólna teoria względności

• Newton E=½ mv2 • Einstein E=mc2

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Masa…spoczynkowa…!

Wojciech Grochala

ezoteryczna energia vs. swojska masa

Ogólna teoria względności

• Newton E=½ mv2 • Einstein E=mc2

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Ile E z mc2?

Sporo! c=300 000 km/s

Wojciech Grochala

A-BOMB

H-BOMB

Konsumpcja energii (2014): 0.6 x 1018 kJ: … ok. 67 kg Masa Wszechświata (bez ciemnej m & E): … 1050–60 kg

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Antymateria (1928–…)

Transsubstancjacja (!)

Wojciech Grochala

Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"

• Anihilacja • Kreacja

Paul Dirac 1902–1984

e+ + e- → 2γ 2γ w polu elektr.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Antymateria (1928–…)

Transsubstancjacja (!)

Wojciech Grochala

Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"

• Anihilacja • Kreacja

Paul Dirac 1902–1984

e+ + e- → 2γ 2γ w polu elektr.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Antymateria (1928–…)

Transsubstancjacja (!)

Wojciech Grochala

Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"

• Anihilacja • Kreacja

Paul Dirac 1902–1984

e+ + e- → 2γ 2γ w polu elektr.

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Skandal z masą kwarków

Chemia najbardziej moralną z nauk

Wojciech Grochala

energia wydzielona zmiana masy

• C + O2 CO2 ~400 kJ/mol –0.00001 % • D + D He 2.3 mln kJ/mol –0.6% • p 2u + 1d 90 mld kJ/mol –99.0%

Liczy się tylko fizyka cząstek elementarnych, a "cała reszta to filatelistyka“ (E. Rutherford)

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Moralność nauk

Kto skuteczniej zabija?

Wojciech Grochala

A (16.07.1945 + 1.11.1952…) B (prehistoria…) C (proch IX w. + 1914 gaz łzawiący FR…)

Trinity

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

LD50

Matematyka stosowana…

Wojciech Grochala

Komputery kwantowe Hacking / szpiegostwo / paraliż systemu

A

B

C

M Σ

Prom. joniz. 6 J/kg = 60 pmol/kg (γ 1MeV) 210Po 10 ng/kg = 50 pmol/kg

Botulina (botox) 1 ng/kg = 7 fmol/kg

Sarin 17.2 μg/kg = 0.1 μmol/kg

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.

Zamiast zakończenia

Miły początek, prawda?

Wojciech Grochala

Czas

Przestrzeń

Materia & Fale

Energia & Siła

Masa

Światło Logika

Związki przyczyno

wo-skutkowe

Zakres poznania

Wykład I – Tło dramatu. Didaskalia.