szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych -...

Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych

... dla humanistów

Wojciech Grochala

Uniwersytet Warszawski Centrum Nowych Technologii

Wykład VIII – Cywilizacja materiałów

HISTORIA WSZECHŚWIATA

Zdarzenia krytyczne

Wojciech Grochala

BigBang

–13.8 mld –4.6 mld

Ukł.Słon.

najstarsze skały na Ziemi –4.4 mld

życie organiczne na Ziemi –3.9 mld

stromatolity / cyjanobakterie , org.

wielokomórkowe –3.5 mld

organizmy fraktalne –0.58 mld

rozdzial linii ewoluc. szympans/homo

–0.006 mld

homo –0.0026 mld

homo s. –0.0002 mld

4:00 pm

4:21 pm

5:13 pm

5:55 pm 11:00 pm

–38 sek

–16 sek

–1 sek

M F C G B An Ar K/Sz


HISTORIA CYWILIZACJI

Zdarzenia krytyczne

Wojciech Grochala

BigBang

–13.8 mld

homo s. –0.0002 mld

–1 sek


PALEOLIT

Epoka kamienia łupanego

Wojciech Grochala

Gona, Etiopia: 2.6 mln lat Rozkwit: od 2.4 mln lat

Melka Kunture, Etiopia 1.7 mln lat


PALEOLIT

Epoka kamienia łupanego

Wojciech Grochala

Gona, Etiopia: 2.6 mln lat Rozkwit: od 2.4 mln lat

Melka Kunture, Etiopia 1.7 mln lat

1.75 mln lat


“NUDA”

Wojciech Grochala

–2.5 mln –2 mln –1.5 mln –1 mln

kult. olduwajska

–0.5 mln

kult. aszelska

narzędzia bifacjalne

pierwsza udokumentowana broń łowiecka –300 tys.

(kamiene groty)

pierwsze zorganizowane obozowisko na ter. Europy

–380 tys.

narzędzia otoczakowe

dolny użycie ognia

1.6 mln PALEOLIT


“Rzemiosło”!

Wojciech Grochala

–100 tys –300 tys –250 tys –200 tys –150 tys –50 tys

środkowy

• progres technik obróbki kamienia • użycie broni miotanej (dzidy, oszczepy) • zalążki kultury duchowej (obrządek pogrzebowy,

przechowywanie czaszek przodków, rytualny kanibalizm)

• Przejawy życia społecznego i równoczesnej indywidualizacji, gł. neandertalczyk, ale i h. sapiens

PALEOLIT

Kult. mustierska

zlodowacenie (350–198 tys.) zlodowacenie (110–15 tys.)

Bontnewydd WALIA

H.sapiens w Europie

–45/43 tys


Homo n. ? Homo sapiens. n. ? Wojciech Grochala

NEANDERTALCZYK


“Wiara”

Wojciech Grochala


środkowy PALEOLIT

Kult. mustierska

zlodowacenie (110–15 tys.)

Jask. Kebara IZRAEL “MOSHE”

Jask. Shanidar IRAK, Shanidar IV Pozycja płodowa Pyłki kwiatowe, cdn.

75–35 tys. – dużo znalezisk czł. neandertalskiego

Jask. La Chapelle-aux-Saints FRANCJA Okaz 1


“Wiara”

Wojciech Grochala


środkowy PALEOLIT

Kult. mustierska


Jask. Kebara IZRAEL “MOSHE”

Jask. Shanidar IRAK, Shanidar IV Pozycja płodowa Pyłki kwiatowe, cdn.

75–35 tys. – dużo znalezisk czł. neandertalskiego

Jask. La Chapelle-aux-Saints FRANCJA Okaz 1

EXKARNACJA?


Homo sapiens fossilis

Wojciech Grochala

–10 tys –50 tys –40 tys –30 tys –20 tys 0

górny

• przemysł rogowy i kościany • wyszukane strategie myśliwskie • użycie łuku do polowania • budownictwo mieszkalne • sztuka, plastyka figuralna, zdobnictwo i ornamentacja narzędzi

PALEOLIT

Kult. baradosteńska, szatelperońska, oryniac- ka, grawecka, solutrejska, magdaleńska

† neandertalczyków w Europie & globalnie

koegzystencja & n+h w Azji

p. późny

mezolit


Kult. hamburska, ahrensburska, świderska

młodszy Dryas (12.8–11.5 tys.)

† meafauny plejstoc.

neolit

30

tys. po

chó

wek

SZAM

AN

A


SZTUKA

Wojciech Grochala


górny PALEOLIT

Najstarsze malowidło Jask. El Castillo –41 tys.

zlodowacenie (110–15 tys.) młodszy Dryas (12.8–11.5 tys.)

Jask. Cahuvet –32 tys. Jask. Lascaux –17 tys.


SZTUKA

Wojciech Grochala


górny PALEOLIT

Najstarsze malowidło Jask. El Castillo –41 tys.

zlodowacenie (110–15 tys.) młodszy Dryas (12.8–11.5 tys.)

Jask. Cahuvet –32 tys. Jask. Lascaux –17 tys.

Hohlenstein-Stadel –40/35 tys.

Dolní Věstonice –29/25 tys.


EWOLUCJA ZACHOWAŃ

REWOLUCJA NEOLITYCZNA

Wojciech Grochala

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys. 0 tys.

ludy łowiecko-zbierackie (koczownicy)

max. zlodowac.

eksplozja cywil.

–11.7 tys. HOLOCEN młodszy Dryas

ludy półosiadłe

ludy osiadłe

–10.8 tys. JERYCHO

–11.5 tys. ANATOLIA

pasterze, nomadzi, Cyganie…

–8.4 tys. żyzny p.

neolit precer.

udomowienie zwierząt i roślin

neolit ceram.

Cu brąz Fe

“wielkie” cywilizacje

BP

–6.0 tys. URUK żyzny

półksiężyc

–5.1 tys. SUMER

–4.7 tys. PIRAMIDY


EWOLUCJA ZACHOWAŃ, c.d.


Wojciech Grochala


max. zlodowac. –11.7 tys. HOLOCEN młodszy Dryas

–11 tys –9 tys

–9/6 tys –5/4 tys

–5/4 tys

–5/4 tys –4/3 tys


EWOLUCJA WIERZEŃ

“Rozwój”

Wojciech Grochala


–12 msek

Jask. Lascaux –17 tys. Pól-człowiek pół-ptak

ANIMIZM SZAMANIZM


INRI

POTOP Kometa/M. Czarne

?

Mojżesz >1600 BC

monoteizm

Ehnaton 1400 BC Amarna

Göbekli Tepe –11.5 tys

Nevalı Çori –10 tys. BC

BUDOWLE MEGALITYCZNE

Merimde Maadi-Badari Naquada

kanibalizm (ludy agrarne)

max. zlodowac.

bóstwa solarne +chtoniczne

Sol Invictus 300 AD Rzym

1500 AD Aztekowie

kremacja


Wojciech Grochala

EWOLUCJA WIERZEŃ

“Rozwój”


HISTORIA MATERIAŁÓW

… i wojskowości!

Wojciech Grochala

Epoki: kamienia, miedzi, brązu, żelaza, prochu, węgla i wody, krzemu, …

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.

Cu –32 tys. fajans (przed. figuralne –29 tys. CZ)

Jask. Xianren CHN (pierwsze naczynia)

mezolit

brąz Fe

pro

ch




… i wojskowości!

Wojciech Grochala


–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.



mezolit

brąz Fe

pro

ch


Eskimosi i bazalt



… i wojskowości!

Wojciech Grochala


–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.



mezolit

brąz Fe

pro

ch


Eskimosi i bazalt

obsydian: od –700 tys., ostrze do 3nm



… i wojskowości!

Wojciech Grochala


–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.



mezolit

brąz Fe

pro

ch


Płatnerze: Cu (+Sn) Fe (+0.7% C) stal toledańska

zjednoczenie Dln. & G. Egiptu

Jokoto/Koto Katana


CHALKOLIT

Niezależne wynalazki wytopu!

Wojciech Grochala

–7 tys. –6 tys. –5 tys. –4 tys.

Cu

brąz

Ötzi Mondsee

Cu+As

Prokuplje Serbia

dłuto, topór

rudy Cu jako barwniki –9 tys

w ś p

g. Rudnik Serbia (2010)


CHALKOLIT, c.d.

SUMER: kolebka cywilizacji

Wojciech Grochala

–7 tys. –6 tys. –5 tys. –4 tys.

Cu

brąz

w ś p

URUK: –6 tys. pismo; matematyka (system 60), astronomia, astrologia, prawo, koło, koło garncarskie, …

UBAID: –8.5/5.8 tys. irygacja, hydrologia, kanały, urbanizacja, łódź żaglowa, handel …

SUMER/AKAD: –4.3 tys. semiccy Akadowie podbijaja Sumer


EPOKA BRĄZU

Często Cu/Sn + Fe

Wojciech Grochala

–5 tys. –4 tys. –3 tys. –2 tys.

Cu

brąz

Ötzi Mondsee

Cu+As

ś p

w ś

Europa..N

JPN KOR

p

Lagasz 1sza dynastia

miasto-państwo

Hamurabi kodeks

zmierzch cyw. minojskiej (Santoryn)

Wózek z Trundholm


EPOKI ŻELAZA i PROCHU

Skuteczniej zabijać!

Wojciech Grochala

–3 tys. –2 tys. –1 tys. 0 tys.

brąz

Anatolia najstarsze

stalowe przedm.

stal IND do Europy

(Damaszek)

–4 tys.

Fe IND

JPN, KOR

EUR

AFR podsah. proch

proch CHN 1765 J. Watt masz. parowa

masowa prod. stali (hutn.)

326 BC Alex. Wlk. otrzymuje miecz

stalowy

Mongołowie EUR


EPOKA PALIW

Skuteczniej zarabiać! Podróżować!

Wojciech Grochala

1800 1850 1900 1950 1750

proch

1885 motor Daimler/ Maybach

1781 J. Watt masz. parowa

Industralizacja

1864-7 N. A. Otto silnik Otto (benzynowy)

wczesne wersje

C+H2O

Puffing devil Transport cd …

1886 auto Benz

1913 Ford linia produkcyjna

1860 ICE

1851 rafineria

CHx


EPOKA KRZEMU I …

Skuteczniej liczyć …

Wojciech Grochala

1960 1980 2000 2020 1940

1947 Bell Labs tranzystor

cybernetyka komputeryzacja 1948 ostatni Indeks Ksiąg Zakazanych

1954 radio na tranzyst. 2015

1 Gflop = 8 ₵

CHx Si

2009 mikroproc. 3 mld tranzystorów 1952 zintegr.

tranzystor

1955 2nd gen komputerów

1959 CHIP 1971 Intel 4004 1st microproc.

IBM’s 360

ERA PC


EPOKA KRZEMU I …

… & konsekwencje!

Wojciech Grochala

1960 1980 2000 2020 1940

1959 Wietnam drony powszechne

XI 2014: Tianhe-2 33.86 petaFLOPY Sun Yat-sen Univ.

$ 390 mln National Univ. of Defense Techn.

1948 ostatni Indeks Ksiąg Zakazanych

2013 drony w 50 krajach

CHx Si

2015 CNN

1973 Bitwa pod Latakią IZR/SYR

1sza wojna elektron.

2006 Doktryna wojenna USA

cyber-war


PRZYSZŁOŚĆ…

…the future is bleak, g-men!

Wojciech Grochala

2100 2200 2300 2400 2000

† ropa naftowa & gaz ziemny

CHx

Si

† węgiel ~3000

? C(graphen)


LIT CZY WODÓR?

H

Wojciech Grochala

1991: Sony & Asahi Kasei pierwsze handlowe baterie Li-ion

2012: 660 mln cylindricznych baterii Li-ion

1987: Philips Lab prototyp baterii H-ion

Li & H nie są źródłami energii, tylko NOŚNIKAMI 2014: JPN+USA 7.5 mln aut hybrydowych


FOTOELEKTROLIZA WODY

JEDYNA NADZIEJA (+ zimna fuzja)

Wojciech Grochala

2 H2O 2 H2 + O2


FOTOELEKTROLIZA WODY

JEDYNA NADZIEJA (+ zimna fuzja)

Wojciech Grochala

2 H2O 2 H2 + O2 BMW 750 hL zaprezentowany podczas EURO 2000


METALURGIA, CHEMIA, BIOCHEMIA

“Kowale i alchemicy”

Wojciech Grochala

Fe3O4 + 2 C 3 Fe + 2 CO2 Si + 0.0001 As SiAs0.0001 2 LiCl(c) 2 Li(c) + Cl2

Dymarki Świętokrzyskie

(1916)

(1807 K 1821 Li)

DNA 1953 NN 1962


METALURGIA, CHEMIA, BIOCHEMIA

“Kowale i alchemicy”

Wojciech Grochala

Fe3O4 + 2 C 3 Fe + 2 CO2 Si + 0.0001 As SiAs0.0001 2 LiCl(c) 2 Li(c) + Cl2

Dymarki Świętokrzyskie Jan Czochralski

1885–1953 (1916) Humphry Davy

1778–1829

(1807 K 1821 Li)

DNA 1953 NN 1962


PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

Wojciech Grochala


PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

Wojciech Grochala

1060 podziałów komórki


CHEMIA rolnictwo i farmacja

Nie tylko "żywi, uczy, broni"

Wojciech Grochala

Nawozy: XIX w. J. von Liebig; 1910–20 N2 NH3 NHO3 Haber+Ostwald

1961 2001-3 Dostępność kaloryczna pożywienia

Komfort wolnego czasu i kulturotwórcza rola chemii


WYZWANIA DLA DUŻEGO MÓZGU

SZTUKA…MUZYKA…

Wojciech Grochala

Barwniki chemiczne….


LISTA 23 MARZEŃ (1680, 53 l.)

(znowu) Robert Boyle !

Wojciech Grochala

1. The Prolongation of Life. 2. The Recovery of Youth, or at least some of the Marks of it, as new Teeth, new Hair colour'd as in youth – Botox, plastic surgery, teeth-capping, hair dye and transplants. 3. The art of flying – aeroplanes. 4. The Art of Continuing long under water, and exercising functions freely there – submarines and scuba diving. 5. The Cure of Diseases/Wounds at a distance or at least by Transplantation – transplantation and keyhole surgery. 6. The Emulating of Fish without Engines by Custome and Education only – Free diving. 7. Great Strength and Agility of Body exemplify'd by that of Frantick Epileptick and Hystericall persons – anabolic steroids and barbiturates. 8. The Acceleration of the Production of things out of Seed – genetically modified foods and hydroponics 9. The making of Parabolicall and Hyperbolicall Glasses – spectacles and telescopes 10. The making Armor light and extremely hard – Kevlar Body armour. 11. The practicable and certain way of finding Longitudes – GPS 12. Potent Druggs to alter or Exalt Imagination, Waking, Memory, and other functions, and appease pain, procure innocent sleep, harmless dreams, etc .


LISTA 23 MARZEŃ (1680), c.d.

(znowu) Robert Boyle !

Wojciech Grochala

13. Pleasing Dreams and physicall Exercises exemplify'd by the Egyptian Electuary and by the Fungus mentioned by the French Author – hallucinogenic drugs. 14. Great Strength and Agility of Body exemplify'd by that of Frantick Epileptick and Hystericall persons – performance enhancing drugs. 15. A perpetuall Light – electric light. 16. Varnishes perfumable by Rubbing – scratch and sniff. 17. The Transmutation of Species in Mineralls, Animals, and Vegetables – synthetic biology and genetic engineering. 18. The Attaining Gigantick Dimensions – eve bigger people, animals and plants. 19. The makeing of Glass Malleable – sophisticated glass making. 20. Freedom from Necessity of much Sleeping exemplify'd by the Operations of Tea and what happens in Mad-Men – barbiturates and stimulants to keep you awake. 21. The use of Pendulums at Sea and in Journeys, and the Application of it to watches – quartz watches. 22. The Transmutation of Metalls – nuclear physicists have transformed some metals into gold. Still to be achieved: 23. The Liquid Alkaest and Other dissolving Menstruums – invention of a universal solvent (CO2(super)?).


Zamiast zakończenia

Ez 1, 1-28 (~600 BC)

Wojciech Grochala


szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych -...

Documents