W stronę zjawisk złożonych... Dlaczego?

1. *

2. W stronę zjawisk złożonych...Dlaczego?

3. Poznaliśmy... • Ponad 110 pierwiastków • Wiązania między atomami • Kąty między wiązaniami • Bariery rotacji tu nas niewiele zaskoczy!

4. + struktury złożone nieliniowa dynamika

5. Dopasowanie kształtu i oddziaływań rozpoznanie molekularne (parowanie syntonów I-rzędu) tworzenie syntonów II-rzędu ponowne rozpoznanie … wielopiętrowość struktury różna stabilność pięter struktury złożone AT GC syntony

6. Nieliniowość to nieproporcjonalność skutku do przyczyny

7. Liniowość proste równania niemal cała fizyka Nieliniowość równania bardzo skomplikowane zaburzenie małe: wynik podobny do punktu wyjścia zaburzenie duże: inna jakość! Liniowość i nieliniowość

8. Nieliniowe obiekty w matematyce, fizyce, chemii...(przykłady)

9. Matematyka • cykle graniczne • teoria renormalizacji • teoria atraktorów • teoria chaosu • teoria katastrof • fraktale

10. cykle graniczne(niektóre nieliniowe równania różniczkowe mają rozwiązania niezależne od warunków początkowych) nieliniowa dynamika

11. teoria renormalizacjiw punktach krytycznych zjawiska wyglądają tak samo w dowolnej skali! Ni Fe Gd

12. teoria atraktorów(pewne nieliniowe procesy iteracyjne dają ten sam wynik niezależnie od punktu startu) nieliniowa dynamika

13. teoria chaosu (zwiększanie nieliniowości doprowadza do oscylacji zmiennych, a póŹniej chaosu) to samo równ.logistyczne =3 

14. teoria katastrof (nawet małe nieliniowe zaburzenie funkcji może prowadzić do jej jakościowej zmiany) Rene Thom nieliniowa dynamika

16. Fraktale dywan Sierpińskiego z3=-1 z1=eiπ/3 z2=e-iπ/3 z3=eiπ zz2+c

17. Fizyka • nieaddytywność • kooperatywność • zjawiska kolektywne nieliniowa dynamika solitony

18. Brukselator z mieszadłem Chemia: sprzężenie zwrotne Y X Autokataliza - w reakcji produkowany jest jej katalizator!

19. Hipercykle Strumień produktów Manfred Eigen&Peter Schuster Strumień produktów Strumień substratów Strumień produktów

20. Okres: 4 Okres 8 Marcin Piela: 1 klik I str.dyss. DALEKA od rownowagi, strumienie, potem drugi klik NIEZWYLE skomplikowana reakcja na otoczenie brukselator bez mieszadła Struktury dyssypatywne Okres:4 Okres:2

21. Samoorganizacja inwazja odparta! inwazja!

22. czynność wykonywana przez molekułę przeniesienie elektronu, protonu, itp. zmiana konformacji innej molekuły zmiana układu wiązań innej molekuły związanie innej molekuły Funkcja molekularna

25. PoczątkiSUPRASTATYKIWspółzależność funkcji i struktury w przyszłości... SUPRADYNAMIKA Organizacja czasowa funkcji molekularnych

26. J.Sielewiesiuk, PhD thesis (supervisor prof.J.Górecki) Theory: diodadiodabpinwheelcross Experiment:dioda.avi i ..\Sielewiesiuk\doktorat\Experiments\1_1.bat

27. Rationale for this dynamics • The red areas may thought to be dry grass, where „u” denotes the concentration of the fire activator (like sparks) • The blue „corridor” is a bare ground (no grass), but the sparks diffuse through it • If the fire front (accompanied by sparks) meets a parallel blue corridor, it goes through provided the corridor is narrow enough. If the front fire is perpendicular to the corridor, it is unable to set fire behind the corridor • After the front fire passes, the grass behind begins to grow and then becomes dry • All observed phenomena are consistent with this reasoning

28. Let us see… cross

29. Miracle of life(and information)

30. INFORMATYCZNAMISJA CHEMII

31. Problem komiwojażera • odwiedzić N miast dokładnie jeden raz • gdy N >100 wszystkie komputery świata byłyby bezradne • komputery molekularne potrafią ten problem rozwiązać! D B C A

32. Komputer rusza... miasta • przypisanie miastom odcinka DNA 8 zasad • przypisanie lotowi od A do B odcinka DNA 8 zasad • synteza DNA lotów i ko-miast • woda, ligaza, sól, etc. • i rozwiązanie już jest! loty

33. "hybrydowanie" Co się działo w roztworze? lot AB co-city B lot BC możliwa trasa Wśród nich: szukana trasa ABCD AB BC CD

34. Odczytanie rozwiązania • Tzw. „hybrydowanie” + ligaza: trasy • PCR (z primerami STARTU i CELU): dobry START i dobry CEL • elektroforeza: dobra długość • rozdzielanie przez powinowactwo: wynik końcowy

35. PCR (Polymer Chain Reaction)W 1983 Kary Mullis, amerykański chemik przemysłowy, wybrał się samochodem do miejsca, gdzie można wspaniale posurfować. W drodze wpadł mu pomysł na PCR. Zatrzymał samochód na poboczu i zanotował swoją myśl. Jego instytucja dała mu nagrodę 10 000 $, a następnie sprzedała patent za 300 000 000 $. W 1993 Mullis otrzymał nagrodę Nobla.

36. Example of DNA translation information because to define the triplet we need answers on 6 elementary questions: 1) on the first position (two questions: A or T?, AND: A? or G?), 2) on the second (two questions), and 3) on the third (two questions) because to choose a particular amino acid we need a little more than 4 elementary questions to be answered: 1) first ten? 2) first half (5)? 3) First two? 4) first? If not, there will a fifth question

37. „Teaching molecules” • Suppose we can compute the interaction energy Eint for any configuration R of molecules A and B • The probability of this configuration may be estimated as p(R)=1/Z exp(- Eint /kT), where Z is the partition function, k stands for the Boltzmann constant and T is the absolute temperature • Having probability distribution p, one may calculate the information entropy <I> for a given T • Now, if we make a chemical derivatives of A and B, the p distribution and, therefore, <I> will change. • If the new <I> is smaller than the old one, this means the chemical modification „taught” the molecules. We obtain the change in bits. • We may consider a series of such chemical modifications, in order to minimize <I> • This will correspond to a „perfect” chemical recognition, with a desired dependence on T

38. Chemiczne przetwarzanie informacji I = - log p • odczytywanie • kopiowanie • transport • interpretacja • zapis • organizacja przepływu

39. Marsjanie dostali "Pana Tadeusza"!

40. Czy w rozwoju technicznym weźmiemy pod uwagę potrzeby psychiczne Człowieka? Czy chcemy znać zapach świeżego chleba, podziwiać katedrę w Chartres, wzruszać się Chopinem, pielęgnować przyjaźń rodziny ludzkiej? Jaki jest cel Ludzkości? Jak rozumieć jej szczęście? Czy chcemy naginać i ujarzmiać Przyrodę dla naszej wygody? Skuteczna walka z chorobami doprowadzi do nowych, być może liczniejszych, nieznanych chorób...Czy chcemy podjąć ten wyścig? Czy możemy hodować człowieka na magazyn części zamiennych? Czy szczęście ludzkości może zapewnić „wirtualna rzeczywistość z udziałem chemików”? W jakim rozwoju chemii chcemy uczestniczyć?

41. Vincenzo Balzani:„Być może nadszedł czas, że Człowiek po zademonstrowaniu, że może zrobić wszystko lub prawie wszystko w nauce, pokaże, że potrafi także myśleć i, jeśli to jest konieczne, zatrzymać się.”

42. Per aspera – ad astra Przez trudy – do gwiazd * Dziękuję Państwu za uwagę Pablo de Sarazate * Airs Bohemiens, No 1 * opus 20 * gra Jasza Heifetz