W stron zjawisk zoonych Dlaczego Poznalimy l Ponad

W stronę zjawisk złożonych. . . Dlaczego?

Poznaliśmy. . . l Ponad 110 pierwiastków l Wiązania między atomami l Kąty między wiązaniami l Bariery rotacji

l Dopasowanie kształtu i AT oddziaływań l rozpoznanie molekularne (parowanie syntonów I-rzędu) l tworzenie syntonów II-rzędu l ponowne rozpoznanie l… l wielopiętrowość struktury GC

Nieliniowo ść to nieproporcjonalność skutku do przyczyny

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

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

Matematyka lcykle graniczne lteoria renormalizacji lteoria atraktorów lteoria chaosu lteoria katastrof lfraktale

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

teoria renormalizacji w punktach krytycznych zjawiska wyglądają tak samo w dowolnej skali! Ni Fe Gd

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

teoria chaosu (zwiększanie nieliniowości doprowadza do oscylacji zmiennych, a póŹniej chaosu) =3

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

Fraktale z 3=-1 z 1=eiπ/3 -iπ /3 z 2=e z 3=eiπ z z 2+c

Fizyka l nieaddytywnoś ć l kooperatywnoś ć l zjawiska kolektywne

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

Hipercykl e Strumień produktów Manfred Eigen&Peter Schuster Strumień substratów Strumień produktów

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

Samoorganizacj a

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

Początki SUPRASTATYK I Współzależność funkcji i struktury w przyszłości. . . SUPRADYNAMIKA Organizacja czasowa funkcji molekularnych

J. Sielewiesiuk, Ph. D thesis (supervisor prof. J. Górecki) Theory: diodab pinwheel cross Experiment: dioda. avi i. . SielewiesiukdoktoratExperiments1_1. bat

Rationale for this dynamics l l l 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… cross

Miracle of life (and information)

INFORMATYCZNA MISJA CHEMII

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

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

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

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

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 $. W 1993 Mullis otrzymał nagrodę Nobla.

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” Suppose we can compute the interaction energy Eint for any configuration R of molecules A and B l The probability of this configuration may be estimated as p(R)=1/Z exp(- Eint /k. T), where Z is the partition function, k stands for the Boltzmann l constant and T is the absolute temperature l l l 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 l odczytywanie l kopiowanie l transport l interpretacja l zapis l organizacja przepływu

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

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. ”

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