W stron zjawisk z o onych dlaczego
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 42

W stronę zjawisk złożonych... Dlaczego? PowerPoint PPT Presentation


  • 59 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

*. W stronę zjawisk złożonych... Dlaczego?. Poznaliśmy. Ponad 110 pierwiastków Wiązania między atomami Kąty między wiązaniami Bariery rotacji. tu nas niewiele zaskoczy!. +. struktury złożone. nieliniowa dynamika. Dopasowanie kształtu i oddziaływań

Download Presentation

W stronę zjawisk złożonych... Dlaczego?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


W stron zjawisk z o onych dlaczego

*


W stron zjawisk z o onych dlaczego

W stronę zjawisk złożonych...Dlaczego?


Poznali my

Poznaliśmy...

  • Ponad 110 pierwiastków

  • Wiązania między atomami

  • Kąty między wiązaniami

  • Bariery rotacji

tu nas niewiele zaskoczy!


W stron zjawisk z o onych dlaczego

+

struktury złożone

nieliniowa dynamika


W stron zjawisk z o onych dlaczego

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


Nieliniowo

Nieliniowość

to

nieproporcjonalność

skutku do przyczyny


Liniowo i nieliniowo

Liniowość

proste równania

niemal cała fizyka

Nieliniowość

równania bardzo skomplikowane

zaburzenie małe: wynik podobny do punktu wyjścia

zaburzenie duże: inna jakość!

Liniowość i nieliniowość


Nieliniowe obiekty w matematyce fizyce chemii przyk ady

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


Matematyka

Matematyka

  • cykle graniczne

  • teoria renormalizacji

  • teoria atraktorów

  • teoria chaosu

  • teoria katastrof

  • fraktale


W stron zjawisk z o onych dlaczego

cykle graniczne(niektóre nieliniowe równania różniczkowe mają rozwiązania niezależne od warunków początkowych)

nieliniowa dynamika


Teoria renormalizacji w punktach krytycznych zjawiska wygl daj tak samo w dowolnej skali

teoria renormalizacjiw punktach krytycznych zjawiska wyglądają tak samo w dowolnej skali!

Ni

Fe

Gd


W stron zjawisk z o onych dlaczego

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

nieliniowa dynamika


Teoria chaosu zwi kszanie nieliniowo ci doprowadza do oscylacji zmiennych a p niej chaosu

teoria chaosu (zwiększanie nieliniowości doprowadza do oscylacji zmiennych, a póŹniej chaosu)

to samo równ.logistyczne

=3


Teoria katastrof nawet ma e nieliniowe zaburzenie funkcji mo e prowadzi do jej jako ciowej zmiany

teoria katastrof (nawet małe nieliniowe zaburzenie funkcji może prowadzić do jej jakościowej zmiany)

Rene Thom

nieliniowa dynamika


Fraktale

Fraktale

dywan Sierpińskiego

z3=-1

z1=eiπ/3

z2=e-iπ/3

z3=eiπ

zz2+c


Fizyka

Fizyka

  • nieaddytywność

  • kooperatywność

  • zjawiska kolektywne

nieliniowa dynamika

solitony


Chemia sprz enie zwrotne

Brukselator z mieszadłem

Chemia: sprzężenie zwrotne

Y

X

Autokataliza

-

w reakcji produkowany jest

jej katalizator!


Hipercykle

Hipercykle

Strumień produktów

Manfred Eigen&Peter Schuster

Strumień produktów

Strumień substratów

Strumień produktów


Struktury dyssypatywne

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


Samoorganizacja

Samoorganizacja

inwazja odparta!

inwazja!


Funkcja molekularna

czynność wykonywana przez molekułę

przeniesienie elektronu, protonu, itp.

zmiana konformacji innej molekuły

zmiana układu wiązań innej molekuły

związanie innej molekuły

Funkcja molekularna


Pocz tki suprastatyki wsp zale no funkcji i struktury

PoczątkiSUPRASTATYKIWspółzależność funkcji i struktury

w przyszłości...

SUPRADYNAMIKA

Organizacja czasowa funkcji molekularnych


W stron zjawisk z o onych dlaczego

J.Sielewiesiuk, PhD thesis (supervisor prof.J.Górecki)

Theory: diodadiodabpinwheelcross

Experiment:dioda.avi i ..\Sielewiesiuk\doktorat\Experiments\1_1.bat


Rationale for this dynamics

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


Let us see

Let us see…

cross


Miracle of life and information

Miracle of life(and information)


Informatyczna misja chemii

INFORMATYCZNAMISJA CHEMII


Problem komiwoja era

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


Komputer rusza

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


Co si dzia o w roztworze

"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


Odczytanie rozwi zania

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


W stron zjawisk z o onych dlaczego

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.


Example of dna translation

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


Teaching molecules

„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


Chemiczne przetwarzanie informacji

Chemiczne przetwarzanie informacji

I = - log p

  • odczytywanie

  • kopiowanie

  • transport

  • interpretacja

  • zapis

  • organizacja przepływu


W stron zjawisk z o onych dlaczego

Marsjanie

dostali

"Pana Tadeusza"!


W jakim rozwoju chemii chcemy uczestniczy

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?


W stron zjawisk z o onych dlaczego

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.”


W stron zjawisk z o onych dlaczego

Per aspera – ad astra

Przez trudy – do gwiazd

*

Dziękuję Państwu za uwagę

Pablo de Sarazate * Airs Bohemiens,

No 1 * opus 20 * gra Jasza Heifetz


  • Login