יהודי מפורסם יחסית

רובנו מסוגלים לשנן את שמותיהם של כמה מטאורים בולטים בתחום - מי לא מכיר את אלכסנדר פלמינג, תומס אלבה אדיסון, לואי פסטר, או אלכסנדר גרהאם בל? אבל למרות שאותם מדענים ידועים היו ברובם ממציאים, שניתן לעשות הקשר ישיר בינם לבין המצאות המהוות את יסודות קיומנו - החשמל, הטלפון, הפניצילין והחיסונים, דווקא תחום אבסטרקטי יחסית של המדע, הפיסיקה, הניב כמה שמות המתגלגלים על כל לשון. המפורסמים מבין אלו הם אייזק ניוטון, מגלה כוח הכבידה, והיהודי הגרמני אלברט איינשטיין.

אולי בשל המורכבות שהוא דורש, מסתמנת בתחום הפיסיקה מגמת ירידה בשנים האחרונות, הן במספר התלמידים והסטודנטים הבוחרים בתחום זה והן בעניין שמראה בו הקהל הרחב. ומה המתודה הטובה ביותר לקידום נושא בעייתי? כוח הכוכבים. זו כנראה הסיבה ששנת 2005, בה מלאו 100 שנה לפרסום ארבעת מאמריו המהפכניים של איינשטיין ו-50 שנה למותו, הוכרזה על ידי אונס"קו וארגוני המדע החשובים בעולם כ"שנת הפיסיקה העולמית", כשהכינוי הסקסי יותר "שנת איינשטיין" משמש לה שם חיבה.

בשנת 1905, מזכיר ד"ר צבי פלטיאל ממכון ויצמן, מרכז פעילויות שנת הפיסיקה בארץ, עשה איינשטיין בן ה-26, שטרם פרסם עבודת דוקטורט ועבד במשרד פטנטים, את אחת מפריצות הדרך המדעיות החשובות בהיסטוריה. "הוא פרסם ארבעה מאמרים, בשלושה תחומים שונים, שכל אחד מהם הוא פצצה שהפכה למאמר החשוב והבסיסי בתחום מאז ואילך. שני המאמרים המפורסמים בציבור הרחב ידועים בתור 'תורת היחסות הפרטית' שנפלה כרעם ביום בהיר על קהילת הפיסיקאים. כל המושגים של זמן ומרחב איבדו את המשמעות הרגילה שלהם והפכו להיות בעלי משמעות יחסית, לא מוחלטת".

איינשטיין ביטל את תורת המכאניקה של ניוטון לפיה זמן זורם באופן שווה בכל מקום, וטען כי מסה גדלה ביחס ישיר למהירות שבה היא נעה וכי חוק שימור המסה וחוק שימור האנרגיה אינם יכולים להתקיים כחוקים נפרדים. במאמרו זה הדגים איינשטיין כי זמן ומרחב הינם יחסיים, אך האור הוא מוחלט, טבע את המשוואה המפורסמת שלו E=mc2 (אנרגיה שווה המסה כפול מהירות האור בריבוע), והעלה את התיאוריה שחומר מסוגל להפוך לאנרגיה - הבסיס לשימוש באנרגיה אטומית. איינשטיין לא התלהב, בלשון המעטה, מהשימוש שנעשה לתורתו בהירושימה ונגאסקי.

עשר שנים מאוחר יותר, ב-1915, פרסם איינשטיין מאמר מקיף ומעמיק יותר המוכר בתור "תורת היחסות הכללית" והתפרסם בציבור הרחב כשב-1919, בעת ליקוי חמה מלא, הצליחו אסטרונומים לאושש את תחזיתו כי אור סוטה כאשר הוא עובר ליד מסה גדולה - השמש.

מאמר אחר של איינשטיין מאותה שנה עוסק בתכונות הממוצעות של החומר - התרמודינמיקה. איינשטיין חזה שגרגירים או טיפות הנישאות באוויר או בנוזלים, אותם ניתן לראות באמצעות מיקרוסקופ, ינועו באופן תזזיתי ומשונה, וכי הסיבה לשינויים בתנועתם הינה התנגשותם עם האטומים, בהם לא ניתן היה לצפות בכלים הקיימים באותה תקופה. איינשטיין לא ידע כי אותה תנועה התגלתה כבר, וניתן לה השם "תנועת בראון". אבל הסיבה לתנועה לא הייתה ידועה. כך פתח איינשטיין את הדרך לתחום המכאניקה הסטטיסטית.

מאמר שלישי שפרסם איינשטיין עסק באפקט הפוטו-אלקטרי: האינטראקציה של קרינה אלקטרו מגנטית עם החומר. כאשר חומר קולט אור הוא יוצר זרם חשמלי. במאמרו סותר איינשטיין את ההנחה שרווחה אז כי אור הינו גלי בלבד וטוען כי האור מתנהג גם בצורה חלקיקית. על אותה הנחה נבנתה מכאניקת הקוונטים, שעל פיה לאור ולחומר יש הן תכונות חלקיקיות והן תכונות גליות, והיא מסבירה גם את מבנה האטום, מבנה הטבלה המחזורית, את כל הפיסיקה וחלק גדול מהכימיה. ב-1921 קיבל איינשטיין פרס נובל עבור עבודתו זו, אך ב-1935 כתב עם שני מדענים נוספים, בוריס פודולסקי ונתן רוזן, מאמר המשתלח באלמנטים רבים של תיאורית הקוונטים.

היפ-הופ פיזיקלי

את שנת הפיסיקה חוגגים ברחבי העולם לא רק באמצעות אינספור כנסים, הרצאות, ופרויקטים חינוכיים - אלא מבקשים לחבר בין המדע לקהל הרחב באמצעות יצירתיות תרבותית. מכון הפיסיקה הלונדוני אימץ את שירו של הראפר די.ג'יי ויידר, Einstein not enough Time, שכתב בהשראת המדען החמוד, שאחת ההוכחות שהעניק לתורתו הייתה העובדה ששהייה במחיצת אישה יפה גורמת לזמן לטוס מהר יותר.

במוזיאון המדע בלונדון השיקו את השנה עם פעלול מיוחד על אופני בי.אם.אקס. התרגיל נקרא "היפוך איינשטיין" והוא פרי שיתוף פעולה בין הפיסיקאית הלן צזרסקי מאוניברסיטת קיימברידג' לרוכב האופניים המהולל בן וואלאס. הרוכב זינק מפלטפורמה בגובה כשני מטר, והתהפך לאחור 360 מעלות ושייט באוויר הפוך בגובה כפול ובמהירות עצומה.

בבירת אנגליה תעלה גם יצירת מחול מאת הכוריאוגרף הלונדוני מרק בודווין בשם Constant Speed, המתמקדת במשוואה E=mc2 ובתנועה הבראונית, שתבוצע למוסיקה של פרנץ להר ויצירות מהתקופה. עוד בבריטניה: תחרות שירה בנושאי זמן, חלל ואנרגיה, כאשר בין המגישים הבוגרים סופר הפנטסיה הענק טרי פראצ'ט שכתב את Ode to Multiple Universes, סר פטריק מור שכתב פואמה בשם Futility ופול קורנל, אחד הכותבים של סדרת המד"ב המתחדשת "דוקטור הו", שכתב את השיר There once was a Photon named Burton.

פרויקטים נוספים המשדכים בין מדע לתרבות ובידור הם "משחקים פיסיקה" שנועד לפתח משחקים וצעצועים שיעודדו עניין של ילדים בפיסיקה, כאשר ברשת כבר מופצים גם לא מעט משחקים מדעיים וחלליים, ביניהם "תאומי הזמן" בו צריך השחקן לאסוף חלקים של מכונת הזמן שחייזרים שדדו כדי שיוכל להציל את תאומו בכדור הארץ וחבילות משחקי יום הולדת איינשטניות לילדים.

בין הפרויקטים בהם יכולים להשתתף ישראליים הם תחרות עיצוב פוסטרים בינלאומית לכבוד שנת איינשטיין לתלמידים בגילאי 10 - 16, שהתבקשו לעצב פוסטרים המדגימים כיצד יישומים של פיסיקה משפרים ומשפיעים על חייהם, ופרס מיוחד עליו הכריזה קבוצת פרילי ברומא למי שיצליח להסביר את תיאורית היחסות באמצעות מצגת מולטימדיה בת חמש דקות, ויזכה בפרס של 25,000 יורו.

השנה גם תתור את הגלובוס תערוכה בשם "פיסיקה כמורשת תרבותית", המציגה את הישגי הפיסיקה בשלושת אלפי השנה האחרונות, ובוחנת את התנאים הפוליטיים החברתיים והתרבותיים בהם צמחו תגליות שונות ואת היחסים בין הפיסיקה לסביבה. התערוכה הבינלאומית אמורה לצמוח מתערוכות מקומיות קטנות יותר, ששתיים מהן יוצגו בארץ.

לפני כחודש נפתחה במוזיאון הארץ התערוכה, "פני גאון, אלברט איינשטיין - אייקון סובב עולם". התערוכה תציג פורטרטים של איינשטיין על גבי בולים, מדליות, שטרות ומטבעות, מכתבים, כרזות ספרים ופרטי דואר בחתימת פיסיקאים נודעים. תערוכה נוספת, שתגיע לישראל בחודש אוקטובר, היא תערוכת איינשטיין שתוצג במוזיאון המדע ע"ש בלומפילד בירושלים. התערוכה, שנבנתה למעשה במוזיאון הטבע בניו יורק בשיתוף מחזיקת ארכיון איינשטיין - האוניברסיטה העברית - תשיק אגף ענק חדש של המוזיאון, ותכלול ארבעה מוקדים. האחד יוקדש לחייו האישיים של איינשטיין, ובו יוצגו בין היתר התעודה והמדליה שקיבל בטקס פרס הנובל ב-1921, השני להמחשת הישגיו המדעיים, השלישי לפעילותו החברתית והפוליטית ולזהותו היהודית והציונית, והרביעי: תיאטרון ומעבדה חינוכית עם הפעלות לתלמידים ומורים. התערוכה תופק בעברית ובערבית.

אירועים ישראלים נוספים כוללים כנס מורשת איינשטיין של האקדמיה הישראלית למדעים ב-10 - 13 באפריל, סדרה בת 11 הרצאות של פיסיקאים מהשורה הראשונה במכון ויצמן שתסתיים בדצמבר, וסדרת הרצאות שנתיות שתיפתח במכון בשם "קציר - מקניני". את ההרצאה הראשונה : "המבוא לעתיד: עשרים תחנות מדעיות במאה העשרים", מעניק הערב פרופסור חיים הררי לרגל יום הולדתו של איינשטיין. בפרויקט מיוחד אחר ביוזמת עמותת משרד החינוך, התנדבו עשרות פיסיקאים להרצות בבתי ספר ומוסדות קהילתיים.

שני מיזמים מעניינים במיוחד לרגל שנת הפיסיקה שמים דגש על טשטוש (או פריצת) גבולות וטריטוריות. "פיסיקה מאירה את העולם" הוא פרויקט רב לאומי בו בערב ה-18 באפריל 2005, 50 שנה בדיוק למותו של איינשטיין, יודלקו האורות בדירתו בפרינסטון, וישמשו משואה שתתחיל מרוץ אור חובק עולם. אורות ביתיים, מכוניות, פנסים ומדורות הם אמצעים לגיטימיים למפגן חגיגי זה של תורתו.

מחשבי כל העולם התגייסו

אבל עם כל הכבוד למחווה הסמלית, לפרויקט המכונה "איינשטיין@הום" עשויות להיות השלכות מדעיות מהפכניות באמת. מדובר בניסיון להוכיח תיאוריה שהועלתה בתורת היחסות הכללית, שהדרך המתמטית ליישומה היא תוצאה של חקר משותף משנות השלושים של איינשטיין ונתן רוזן, שמאוחר יותר היגר לישראל ועבד בטכניון. בדומה לפרוייקטים דומים לגילוי צורות חיים חוצניות או מספרים ראשוניים, יעשה כאן שימוש ברשת ענק גלובלית של עיבוד נתונים.

"הרעיון הוא לסיייע למדענים בגילוי גלי גרביטציה", מסביר פלטיאל, "תורת היחסות צופה את גילוי קיומם של גלי גרביטציה, אבל מדובר בגלים הצפויים להיות חלשים מאוד, ולכן עד כה לא הצליחו למדוד אותם. בשנים האחרונות פיתחו בארה"ב ואירופה גלאים שהרגישות שלהם מגיע לסף שיאפשר אולי גילוי של גלי גרביטציה, אבל לגלאים הללו יש המון חיישנים הקולטים כמות אדירה של נתונים שצריך לעבד. באמצעות תוכנה שרצה על המחשב הביתי, מתנדבים מרחבי העולם יכולים לעבד חבילות של נתונים מהגלאים, וכך לתרום את המחשב האישי שלהם למבצע".

מעבדות LIGO בארה"ב ו-GEO באירופה פיתחו חבילת תוכנה שהן מפיצות למשתתפים בניסוי, כאשר התהליך אינו גוזל זמן שימוש פעיל. פרוייקט "איינשטיין אצלך בבית" כפי שהוא מכונה בארץ, חשוב מאוד למקיימי שנת הפיסיקה בישראל, הן עקב חשיבותה היחצ"נית של השתתפות ישראלים רבים ככל האפשר, והן מכיוון שיחד עם חבילות הנתונים והתוכנה מפיצים כאן חומר רקע בנושאים הנחקרים.

היום עדיין לא ידועים שימושים למדידת גלי גרביטציה, אומר ד"ר פלטיאל, אבל זה הכל עניין של זמן. "כשאיינשטיין פרסם את המאמרים שלו לא עלה בדעתו שום שימוש לתורת היחסות או לאפקט הפוטו-אלקטרי. אבל למעשה המצלמה הדיגיטלית, גלאי אור, אינפרא אדום, קריאת סי.די, לייזרים, וכל תורת האלקטרוניקה, כל אלו מבוססים על האפקט הפוטו-אלקטרי או שהם תוצאה של תורת הקוונטים והמאמרים של איינשטיין". *