Szczypta (al)chemii i nauk

(1)

Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych

... dla humanistów

Wojciech Grochala

Uniwersytet Warszawski

Centrum Nowych Technologii

(2)

HISTORIA WSZECHŚWIATA

Zdarzenia krytyczne

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

(3)

HISTORIA CYWILIZACJI

Zdarzenia krytyczne

BigBang –13.8 mld

homo s.

–0.0002 –1 sek mld

(4)

PALEOLIT

Epoka kamienia łupanego

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

Melka Kunture, Etiopia

1.7 mln lat

(5)

PALEOLIT

Epoka kamienia łupanego

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

Melka Kunture, Etiopia

1.7 mln lat

1.75 mln lat

(6)

“NUDA”

–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

(7)

“Rzemiosło”!

–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

(8)

Homo n. ? Homo sapiens. n. ?

NEANDERTALCZYK

(9)

Homo n. ? Homo sapiens. n. ?

NEANDERTALCZYK

(10)

“Wiara”

–60 tys

środkowy PALEOLIT

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

(11)

“Wiara”

–60 tys

środkowy PALEOLIT

Jask. Kebara IZRAEL

“MOSHE”

Jask. La

EXKARNACJA?

(12)

“Wiara”

–60 tys

środkowy PALEOLIT

Jask. Kebara IZRAEL

“MOSHE”

Jask. La

EXKARNACJA?

(13)

Homo sapiens fossilis

–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. pochówek SZAMANA

(14)

SZTUKA

–10 tys

–50 tys –40 tys –30 tys –20 tys 0

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.

(15)

SZTUKA

–10 tys

–50 tys –40 tys –30 tys –20 tys 0

górny PALEOLIT

(16)

SZTUKA

–10 tys

–50 tys –40 tys –30 tys –20 tys 0

górny PALEOLIT

Hohlenstein -Stadel –40/35 tys.

Dolní

Věstonice –29/25 tys.

(17)

EWOLUCJA ZACHOWAŃ

REWOLUCJA NEOLITYCZNA

–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

(18)

EWOLUCJA ZACHOWAŃ, c.d.

REWOLUCJA NEOLITYCZNA

max. zlodowac. młodszy Dryas –11.7 tys. HOLOCEN

–11 tys –9 tys

–9/6 tys –5/4 tys

–5/4 tys

–5/4 tys –4/3 tys

(19)

EWOLUCJA WIERZEŃ

“Rozwój”

–12 msek Jask. Lascaux –17 tys.

Pól-człowiek pół-ptak ANIMIZM SZAMANIZM

REWOLUCJA NEOLITYCZNA

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

(20)

EWOLUCJA WIERZEŃ

“Rozwój”

(21)

EWOLUCJA WIERZEŃ

“Rozwój”

(22)

HISTORIA MATERIAŁÓW

… i wojskowości!

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

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.

–32 tys. fajans (przed. figuralne –29 tys. CZ) Cu Jask. Xianren CHN (pierwsze naczynia)

mezolit

brąz Fe

proch

(23)

HISTORIA MATERIAŁÓW

… i wojskowości!

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.

mezolit

brąz Fe

proch

REWOLUCJA NEOLITYCZNA Eskimosi i bazalt

(24)

HISTORIA MATERIAŁÓW

… i wojskowości!

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.

mezolit

brąz Fe

proch

REWOLUCJA NEOLITYCZNA Eskimosi i bazalt

obsydian: od –700 tys., ostrze do 3nm

(25)

HISTORIA MATERIAŁÓW

… i wojskowości!

–20 tys. –15 tys. –10 tys. –5 tys.

neolit

0 tys.

mezolit

brąz Fe

proch

Płatnerze: Cu (+Sn)

Fe (+0.7% C) stal toledańska zjednoczenie

Dln. & G. Egiptu

Jokoto/Koto Katana

(26)

CHALKOLIT

Niezależne wynalazki wytopu!

–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)

(27)

CHALKOLIT

Niezależne wynalazki wytopu!

–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)

(28)

CHALKOLIT, c.d.

SUMER: kolebka cywilizacji

–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

(29)

CHALKOLIT, c.d.

SUMER: kolebka cywilizacji

–7 tys. –6 tys. –5 tys. –4 tys.

Cu

brąz

w ś p

URUK: –6 tys.

… UBAID: –8.5/5.8 tys.

(30)

CHALKOLIT, c.d.

SUMER: kolebka cywilizacji

–7 tys. –6 tys. –5 tys. –4 tys.

Cu

brąz

w ś p

URUK: –6 tys.

… UBAID: –8.5/5.8 tys.

(31)

EPOKA BRĄZU

Często Cu/Sn + Fe

–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

(32)

EPOKA BRĄZU

Często Cu/Sn + Fe

–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

(33)

EPOKI ŻELAZA i PROCHU

Skuteczniej zabijać!

–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

(34)

EPOKI ŻELAZA i PROCHU

Skuteczniej zabijać!

–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

(35)

EPOKA PALIW

Skuteczniej zarabiać! Podróżować!

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

CH_x

(36)

EPOKA PALIW

Skuteczniej zarabiać! Podróżować!

1800 1850 1900 1950

1750

proch

1885 motor Daimler/

masz. parowa

Industralizacja 

C+H₂O

Puffing devil

1886 auto Benz

1851 rafineria

CH_x

(37)

EPOKA PALIW

Skuteczniej zarabiać! Podróżować!

1800 1850 1900 1950

1750

proch

1885 motor Daimler/

masz. parowa

Industralizacja 

C+H₂O

Puffing devil

1886 auto Benz

1851 rafineria

CH_x

(38)

EPOKA KRZEMU I …

Skuteczniej liczyć …

1960 1980 2000 2020

1940

1947 Bell Labs tranzystor

cybernetyka  komputeryzacja  1948 ostatni Indeks

Ksiąg Zakazanych

1954 radio

na tranzyst. 2015

1 Gflop = 8 ₵

CH_x Si

2009 mikroproc.

3 mld tranzystorów 1952 zintegr.

tranzystor

1955 2^nd gen komputerów 1959 CHIP

1971 Intel 4004 1^st microproc.

IBM’s 360

ERA PC

(39)

EPOKA KRZEMU I …

Skuteczniej liczyć …

1960 1980 2000 2020

1940

1954 radio

na tranzyst. 2015

1 Gflop = 8 ₵

CH_x Si

2009 mikroproc.

tranzystor

IBM’s 360

ERA PC

(40)

EPOKA KRZEMU I …

Skuteczniej liczyć …

1960 1980 2000 2020

1940

1954 radio

na tranzyst. 2015

1 Gflop = 8 ₵

CH_x Si

2009 mikroproc.

tranzystor

IBM’s 360

ERA PC

(41)

EPOKA KRZEMU I …

… & konsekwencje!

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

CH_x Si

2015 CNN

1973 Bitwa pod Latakią IZR/SYR 1^sza wojna elektron.

2006 Doktryna wojenna USA

cyber-war

(42)

EPOKA KRZEMU I …

… & konsekwencje!

1960 1980 2000 2020

1940

Defense Techn.

CH_x Si

2015 CNN

cyber-war

(43)

EPOKA KRZEMU I …

… & konsekwencje!

1960 1980 2000 2020

1940

Defense Techn.

CH_x Si

2015 CNN

cyber-war

(44)

PRZYSZŁOŚĆ…

…the future is bleak, g-men!

2100 2200 2300 2400

2000

† ropa naftowa

& gaz ziemny CH_x

Si

† węgiel

~3000

? C_(graphen)

(45)

PRZYSZŁOŚĆ…

…the future is bleak, g-men!

2100 2200 2300 2400

2000

† ropa naftowa

& gaz ziemny CH_x

Si

† węgiel

~3000

? C_(graphen)

(46)

LIT CZY WODÓR?

 H 

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

(47)

FOTOELEKTROLIZA WODY

JEDYNA NADZIEJA (+ zimna fuzja)

2 H₂O  2 H₂ + O₂

(48)

FOTOELEKTROLIZA WODY

JEDYNA NADZIEJA (+ zimna fuzja)

2 HBMW 750 hL zaprezentowany podczas EURO 2000₂O  2 H₂ + O₂

(49)

METALURGIA, CHEMIA, BIOCHEMIA

“Kowale i alchemicy”

Fe₃O₄ + 2 C  3 Fe + 2 CO₂ 2 LiCl_(c)  2 Li_(c) + Cl₂ Si + 0.0001 As  SiAs_0.0001

Dymarki Świętokrzyskie

(1916) (1807 K  1821 Li)

DNA 1953  NN 1962

(50)

METALURGIA, CHEMIA, BIOCHEMIA

“Kowale i alchemicy”

Fe₃O₄ + 2 C  3 Fe + 2 CO₂ 2 LiCl_(c)  2 Li_(c) + Cl₂ Si + 0.0001 As  SiAs_0.0001

Dymarki Świętokrzyskie

Jan Czochralski

1885–1953 (1916)

Humphry Davy 1778–1829

(1807 K  1821 Li)

DNA 1953  NN 1962

(51)

PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

(52)

PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

(53)

PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

(54)

PRIORYTETY HOMO SAPIENS..?

EVOLUTION: The Usual

10⁶⁰ podziałów komórki

(55)

CHEMIA  rolnictwo i farmacja

Nie tylko "żywi, uczy, broni"

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

(56)

WYZWANIA DLA DUŻEGO MÓZGU

SZTUKA…MUZYKA…

Barwniki chemiczne….

(57)

LISTA 23 MARZEŃ (1680, 53 l.)

(znowu) Robert Boyle !

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 .

(58)

LISTA 23 MARZEŃ (1680), c.d.

(znowu) Robert Boyle !

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 (CO_2(super)?).

(59)