Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych
... dla humanistów
Wojciech Grochala
Uniwersytet Warszawski
Centrum Nowych Technologii
LTNMF
Text
LTNMF
Na początek: test 1
Matematyka
Test 2 – Mrożek
Wesele w Atomicach
Nauka? Nauki?
Kim jesteśmy?
Sztuka Nauki Ścisłe,
Przyrodnicze,
Inżynieryjne i Techniczne
Nauki Społeczne i Humanistyczne
Nauka? Nauki?
Kim jesteśmy?
Sztuka
Nauka? Nauki?
Kim jesteśmy?
Sztuka
Nauka? Nauki?
Kim jesteśmy?
Sztuka Nauki Ścisłe,
Przyrodnicze,
Inżynieryjne i Techniczne
Nauki Społeczne i Humanistyczne
Nauka? Nauki?
Kim jesteśmy?
Nauki Ścisłe, Przyrodnicze,
Inżynieryjne i Techniczne
Rolnicze, Weterynaryjne, Medyczne i o Zdrowiu
Nauki Społeczne i Humanistyczne
Najważniejsze jest pytanie
Kim jesteśmy?
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"
Podstawy nauk ścisłych
Kim jesteśmy?
Rola eksperymentu. Powtarzalność.
Związki przyczynowo-skutkowe. Prawa Natury.
Implikacja czy równoważność? Czas. Zasada aktualizmu.
Materia ożywiona/nieożywiona.
Modele i obserwacje
Jak to robimy?
Ile nóżek ma “robaczek”?
Modele babiloński i grecki uprawiania nauki.
Prawda vs. Piękno.
Kamień filozoficzny.
Ostrzeżenie przed
holizmem. Pajęczak
Owad
Dążenie ku prostocie
Jak to robimy?
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
Miłe złego początki…
Jak to sie zaczęło?
Zafascynowanie liczbami.
Nauka wyrosła z obserwacji nieba.
π : 28.12.2013 rekord
>12 trylionów cyfr
„Niech nie wchodzi tu nikt nieobeznany z geometrią”
Pofilozofuj ze mną
Uniwersytet jako platoński gaik. Matematyka i Filozofia.
Nauki ścisłe i humanistyczne w jedni.
Wspólny pień
Naucz mnie
Gildie i cechy vs. rzemiosło nauki. Mistrz i czeladnik.
Model guru.
Rozwój systemów nauczania
Czysty empiryzm
Projektowanie doświadczeń…!
• 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
Chemia
Definicja Sz. Fabiana
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/
Piramida nauk: hierarchia
Nauki podstawowe i pochodne
LOGIKA MATEMATYKA
FIZYKA CHEMIA BIOLOGIA
(…)
Chemia bez równań matemat.
A w XXI wieku…?
• 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
Czy fundamenty są zdrowe?
Koszmar pytań bez odpowiedzi
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.
I stała się światłość…
Problemy z fizyką
• 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!"
Teoria korpuskularno-falowa
Dualizm
• … i materii.
Teoria korpuskularno-falowa
Dualizm
• … i materii.
Prof. UW jako fala materii
Fala de Broglie’a
• ca. 100 kg
• ca. 1 m/s
• λ = h/(mv)
• λ = 6.6 x 10–34 m
Louis de Broglie 1892–1987
Prof. UW jako fala materii
Fala de Broglie’a
• ca. 100 kg
• ca. 1 m/s
• λ = h/(mv)
• λ = 6.6 x 10–34 m
Louis de Broglie 1892–1987
Problemów cd…
Szczególna teoria względności
• Problemy z czasem i przestrzenią
• Paradoks bliźniąt
Albert Einstein 1879–1955
Stożek światła
Diagram Minkowskiego
Hermann Minkowski 1864–1909
• Czas jako czwarty wymiar (1907)
• Czasoprzestrzeń (def.
wojskowa)
• Granice poznania…
• Wszechświaty równolegle?
Stożek światła
Diagram Minkowskiego
Hermann Minkowski 1864–1909
• Czas jako czwarty wymiar (1907)
• Czasoprzestrzeń (def.
wojskowa)
• Granice poznania…
• Wszechświaty równolegle?
Czarne dziury
Prędkość ucieczki
• Grawitacja zakrzywia czasoprzestrzeń
Horyzont zdarzen.
7.9 km/s
11.2 km/s
16.7 km/s…130 km/s…...c
Czarne dziury, cd.
Centrum Drogi Mlecznej: 4 mln M
• Q0906+6930 aktywna galaktyka w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy (2004)
• Zawiera czarną dziurę o masie ok. 109–10 mas Słońca
Masa…spoczynkowa…!
ezoteryczna energia vs. swojska masa
Ogólna teoria względności
• Newton E=½ mv2 • Einstein E=mc2
Masa…spoczynkowa…!
ezoteryczna energia vs. swojska masa
Ogólna teoria względności
• Newton E=½ mv2 • Einstein E=mc2
Ile E z mc 2 ?
Sporo! c=300 000 km/s
A-BOMB
H-BOMB
Konsumpcja energii (2014): 0.6 x 1018 kJ: … ok. 67 kg Masa Wszechświata (bez ciemnej m & E): … 1050–60 kg
Antymateria (1928–…)
Transsubstancjacja (!)
Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"
• Anihilacja
• Kreacja
Paul Dirac 1902–1984
e+ + e- → 2γ
2γ w polu elektr.
Antymateria (1928–…)
Transsubstancjacja (!)
Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"
• Anihilacja
• Kreacja
Paul Dirac 1902–1984
e+ + e- → 2γ
2γ w polu elektr.
Antymateria (1928–…)
Transsubstancjacja (!)
Leon Lederman, Dick Teresi "Boska cząstka"
• Anihilacja
• Kreacja
Paul Dirac 1902–1984
e+ + e- → 2γ
2γ w polu elektr.
Skandal z masą kwarków
Chemia najbardziej moralną z nauk
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)
Moralność nauk
Kto skuteczniej zabija?
A (16.07.1945 + 1.11.1952…)
B (prehistoria…)
C (proch IX w. + 1914 gaz łzawiący FR…) Trinity
LD50
Matematyka stosowana…
Komputery kwantowe
Hacking / szpiegostwo / paraliż systemu A
B C
Σ
MProm. 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
Zamiast zakończenia
Miły początek, prawda?
Czas
Przestrzeń
Materia & Fale Energia & Siła Masa
Światło Logika
Związki przyczyno
wo- skutkowe
Zakres poznania
