Kluby

Rozwój cywilizacyjny człowieka jest możliwy tylko z wykorzystaniem zasobów naturalnych Ziemi. Eksploatacja surowców była prowadzona od tysięcy lat, o czym świadczą liczne znaleziska archeologiczne. Przechodzenie na coraz wyższe poziomy rozwoju powodowało lawinowy wzrost zapotrzebowania na surowce. Z kolei pojawienie się potrzeb estetycznych u człowieka spowodowało, że zaczęto wykorzystywać surowce również do produkcji ozdób (biżuteria), zdobienia ciała i wykonywania malowideł naskalnych (farby mineralne). Czy możemy sobie wyobrazić nasze funkcjonowanie bez surowców mineralnych. Rozglądnijmy się dookoła: wszystko co nas otacza, a jest wytworem człowieka jest zbudowane z przetworzonych surowców mineralnych. Paradoksem natomiast jest to, że o wiele większą wagę przywiązujemy do ochrony odnawialnych elementów przyrody niż jej elementów nieodnawialnych, jakimi są złoża surowców mineralnych.

Zapraszam do odwiedzin kamiennych budowli – najstarszych, starych i trochę młodszych, które ludzie wznosili dla potrzeb materialnych i duchowych. Poznamy zwłaszcza te dość mało znane obiekty z różnych kontynentów i niektórych wysp.

Nowoczesne technologie informatyczne pozwalają nam na tworzenie różnych modeli w oparciu o rozbudowane bazy danych. Jedną z nich jest GIS, który między innymi pozwala nam na stworzenie modelu powierzchni terenu. Dla geologa jest to wielkie ułatwienie zarówno w pracach kartograficznych jak i poszukiwania różnego typu złóż. Na warsztatach uczestnicy samodzielnie, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania, wykonają model powierzchni terenu.

Muzea są ważnymi centrami naukowymi, wystawienniczymi i edukacyjnymi. Szczególnie w ostatnich 20-tu latach muzea historii naturalnej nabrały dużego rozmachu, stosując nowe technologie, w tym i komputerowe, w organizacji wystaw i w prowadzonej przez siebie edukacji.

Życie na naszej planecie istnieje od co najmniej 3,4 miliarda lat. W tym czasie przechodziło ono zarówno okresy intensywnego rozwoju, kiedy to w krótkim czasie powstawało wiele różnorodnych nowych form, jak okresy, gdy - często w wyniku nałożenia się na siebie kilku czynników środowiska - dochodziło do masowej zagłady.

Wykład przybliży historię badań nad masowymi wymieraniami, przedstawi przyczyny, skutki i ofiary największych z nich oraz jak zmieniły one późniejsze losy życia na Ziemi.

Nowoczesne technologie informatyczne pozwalają nam na tworzenie różnych modeli w oparciu o rozbudowane bazy danych. Jedną z nich jest GIS, który między innymi pozwala nam na stworzenie modelu powierzchni terenu. Dla geologa jest to wielkie ułatwienie zarówno w pracach kartograficznych jak i poszukiwania różnego typu złóż. Na warsztatach uczestnicy samodzielnie, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania, wykonają model powierzchni terenu.

Nowoczesne technologie informatyczne pozwalają nam na tworzenie różnych modeli w oparciu o rozbudowane bazy danych. Jedną z nich jest GIS, który między innymi pozwala nam na stworzenie modelu powierzchni terenu. Dla geologa jest to wielkie ułatwienie zarówno w pracach kartograficznych jak i poszukiwania różnego typu złóż. Na warsztatach uczestnicy samodzielnie, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania, wykonają model powierzchni terenu.

Sprawdzimy, z jakiej substancji i dlaczego powstała Ziemia, jak rozwijała się od „dzieciństwa”, co spowodowało ukształtowanie się kontynentów i oceanów, czy w przeszłości były „kryzysy klimatyczne”. Prześledzimy, jak powstało i rozwijało życie się, kiedy wyszło na lądy.

Niedawno odkryty bozon Higgsa wymagał konstrukcji skomplikowanych urządzeń badawczych: akceleratora, w którym zderzane są wiązki protonów oraz detektorów, w których rejestrowane są zdarzenia wiązek. Urządzenia te działają w laboratorium CERN w Szwajcarii. Przy akceleratorze LHC, czyli przy Wielkim Zderzaczu Hadronów umieszczony jest miedzy innymi eksperyment CMS. Ten „Kompaktowy Solenoid Mionowy” jest ogromnym mikroskopem, dzięki któremu można oglądać cząstki elementarne. Podczas wykładu opowiem, jak on działa, jakie rekordy ustanowiono, konstruując detektor oraz jak wybierano przypadki, w których pojawił się sygnał nieznanej dotychczas cząstki.

W czasie wykładu zaprezentuję przykłady tzw. dowodów bez słów - przekonujących ilustracji, które pozwalają ,,zobaczyć twierdzenie". Dowody takie, wbrew pozorom, nie ograniczają się jedynie do geometrii. Pojawią się liczne równości, nierówności, skończone i nieskończone sumy liczb, pewne ciekawe ciągi, znane tożsamości trygonometryczne, rozmaite średnie... A wszystko to udowodnimy właściwie wyłącznie na obrazkach, praktycznie bez słów, wzorów czy innych napisów.    

Co da się obliczyć, a czego nie? Dziś informatycy pytają o to rutynowo w kontekście przeróżnych problemów, jednak pierwsza odpowiedź na to pytanie na dobrą sprawę pojawiła się zanim ktokolwiek zdążył je zadać i wprawiła środowisko naukowe w zakłopotanie. Na początku XX wieku matematycy wierzyli, że każdy problem matematyczny da się rozstrzygnąć za pomocą obliczeń. U szczytu tego optymizmu, w 1928 roku, Dawid Hilbert postulował opracowanie uniwersalnej metody pozwalającego na obliczenie prawdziwości dowolnego stwierdzenia sformułowanego w języku logiki pierwszego rzędu – czyli za pomocą spójników logicznych I, LUB, NIE oraz kwantyfikatorów ISTNIEJE i DLA KAŻDEGO. Niecałe 10 lat później Alan Turing udowodnił, że taki algorytm nie istnieje. A więc są rzeczy, których obliczyć się nie da! Ale co to właściwie znaczy? Wydaje się, że wiemy, co to znaczy obliczyć. Jednak aby pokazać, że czegoś obliczyć się nie da, potrzebujemy więcej niż tylko nieformalnej intuicji. Potrzebujemy definicji obliczenia. W czasie wykładu poznamy trzy co raz ogólniejsze definicje obliczenia i zastanowimy się nad ich wzajemnymi związkami. Dowiemy się również, na czym polega najsłynniejszy problem otwarty teoretycznej informatyki, tj. czy P=NP.

Opowiem o tym, w jaki sposób można modelować ruch drogowy w dużych miastach oraz w skali całego kraju (np. Polski), korzystając m.in. z grafów i automatów komórkowych, oraz w jaki sposób to modelowanie może przydać się do optymalizacji transportu i mobilności. Przedstawię też ciekawe badania dotyczące szacowania wyników symulacji komputerowej ruchu drogowego przy pomocy sieci neuronowych oraz podstawy teoretyczne, które stoją za tymi badaniami, a dotyczą m.in. twierdzenia o uniwersalnej aproksymacji. Wspomnę dlaczego wyniki tych badań są ważne i mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki zarządza się ruchem drogowym, projektuje sieć drogową i miasta, a ich zastosowania mogą znacznie wykraczać poza obszar transportu. Zaprezentuję algorytm genetyczny, dzięki któremu można znajdować dobre ustawienia sygnalizacji świetlnej w miastach, dobre lokalizacje i pojemności parkingów oraz stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Opowiem również o "nadjeżdżającej" rewolucji w transporcie, związanej z pojazdami autonomicznymi (sterowanymi przez programy komputerowe korzystające z algorytmów sztucznej inteligencji, a nie przez człowieka), która może sprawić, że ofiar wypadków drogowych będzie znacznie mniej, będzie się nam podróżowało bezpieczniej, szybciej i przyjemniej.

Czym są rynki predykcyjne? Jak pozwalają wykorzystać wiedzę tłumu, żeby przewidywać przyszłość? Kiedy są skuteczne? Na ile możemy ufać takim prognozom? Na te i inne pytania odpowiedzi udzieli dr Kulesza oraz opowie o działaniu rynku predykcyjnego L.E.M. nano (http://lem-nano.pl/), którego użytkownicy przewidują przyszłość rozwoju nowych technologii.

Wykład z cyklu realizowanego przez Centrum Zastosowań Matematyki i Inżynierii Systemów Polskiej Akademii Nauk w Instytucie Matematycznym PAN.

Nasz genom składa się z około 6 miliardów pojedynczych nukleotydów i ta informacja (pochodząca od obojga rodziców) opisuje wszystkie nasze cechy dziedziczne. To wie dziś prawie każdy, ale nie każdy zastanawia się jak ta informacja jest przechowywana w naszych komórkach. Kiedy uświadomimy sobie, że te 6 miliardów znaków mieści się na małej pamięci USB, to myślimy, że to zminiaturyzowany zapis. Jednak biologicznie, te 2 metry DNA są upakowane w każdej z dziesiątek bilionów naszych komórek, podczas gdy bilion pamięci USB ważyłby ponad milion ton! Dodatkowo, chromosomy te nie mogą być powrzucane do jąder komórkowych losowo, bo mogłyby poplątać się podczas ich kopiowania przy podziale komórki. Co więcej, każda komórka podczas swojego życia musi „uruchamiać” produkcję RNA z tysięcy genów, a więc fizycznie „odszukać” te miejsca w odpowiednich momentach. Jak zrealizować strukturę 3D chromosomów, która zapewni te wszystkie cechy naraz? Zrozumienie i opisanie tych skomplikowanych struktur to ogromne zadanie badawcze stojące przed nauką, ale na tym wykładzie zajmiemy się obliczeniowymi aspektami tego problemu. Między innymi odpowiemy na pytania: Jak opisać strukturę chromosomów składających się z miliardów części. Czy możemy rozróżnić struktury od siebie? Czy każda komórka ma chromosomy ułożone tak samo? Czy możemy obliczyć postać struktury, której nie widać nawet pod mikroskopem elektronowym?

Tajemnicze powiązania między matematyką a sztuką fascynują ludzi od dawna. Na przykład, w muzyce Jana Sebastiana Bacha można dostrzec rozliczne przejawy matematycznych idei, takich jak symetria czy rekurencja. W sztuce współczesnej fenomen tej zadziwiającej interakcji nasila się. W trakcie wykładu przedstawię kilka spektakularnych przykładów bezpośredniego wykorzystania struktur matematycznych w muzyce, grafice i architekturze.