על חשיבותה של השגיאה להתפתחות המדע

על חשיבותה של השגיאה להתפתחות המדע

כתב: רן לוי

מדענים טועים. זה ברור, הרי אף אחד לא מצליח בפעם הראשונה, נכון? אפילו איינשטיין טעה (והפסיד לאלוהים), וסטיבן הוקינג ידע שהוא יכול לטעות (אבל אם הוא טעה, לפחות הוא יקבל חוברת בייסבול כמתנת ניחומין). הפרק הזה עוקב אחר שגיאות חשובות לאורך ההיסטוריה, ואיך הן למעשה קידמו את המדע באופן שאף תוצאה נכונה לא יכולה הייתה לקדם אותו.


פרק זה מבוסס על פודקאסט. האזינו לפודקאסט כאן:

חלק א' –

הורד את הקובץ (mp3)

חלק ב' –

הורד את הקובץ (mp3)

הרשמה לפודקאסט: רשימת תפוצה במיילiTunes | אפליקציית 'עושים היסטוריה' לאנדרואיד | RSS Link | פייסבוק | טוויטר

כשרוב האנשים חושבים על הדרך שבה המדע מתקדם, הם לא חושבים בדרך כלל על הכשלונות בדרך. לרוב האנשים יש איזו תמונה בראש לגבי איך נוצרות תגליות מדעיות. למשל, התמונה הקלאסית של מדען שמשרבט נוסחאות בגיר לבן על לוח ירוק, או המדען המטורף במעבדה, וגופה שוכבת על המיטה עם המון אלקטרודות וברקים… לפעמים זה עובד ככה, ולפעמים זה לא. בכל אופן, כשרוב האנשים חושבים על הדרך שבה המדע מתקדם, הם לא חושבים בדרך כלל על הכישלונות בדרך. וזה די מוזר, כי הרי ברור שלא כל הניסויים במעבדה יהיו מוצלחים, וכל הרעיונות על לוח הגיר יהיו נכונים- אולי יהיה נכון יותר לומר שרוב הרעיונות ורוב הניסויים הם לא מוצלחים, כשלונות.

אני זוכר תוכנית תעודית על הדרך שבא הגיעו לפתרון של בעיה מתמטית, המשפט האחרון של פרמה, בעיה שלא נפתרה במשך שלוש מאות שנה. היה מדען יפני שעבד על תאוריה שקשורה לזה, ואני זוכר מה אמר עליו חבר שלו- "הוא היה עושה הרבה טעויות, אבל היה לו את הכישרון לטעות תמיד בכיוון הנכון." יש במשפט הזה הרבה יותר חוכמה משאולי נדמה לנו ממבט ראשון: מדען שחוקר משהו שלא נחקר עדיין, פוסע על שביל לא מסומן, וקל מאוד לרדת מהשביל וללכת לאיבוד.

הטעויות של איינשטיין והוקינג

וגם הגאונים הגדולים ביותר יכולים לטעות. למשל, איינשטיין מפורסם בעיקר בזכות תורת היחסות שלו, אבל הוא פרסם עוד כמה וכמה מאמרים פורצי דרך בתחומים אחרים של הפיזיקה- למשל, חישוב גודלם של האטומים והמולקולות, וגם הוכחה שהאור מתנהג לפעמים כמו זרם של חלקיקים. חלקיק הוא, במובן הזה, קוונטה- כך שאיינשטיין הוא גם אחד מאבות תאוריית הקוונטים. אבל כשאיינשטין נתקל בחלק מהניבויים המשונים שגוררת אחריה תורת הקוונטים, הוא לא הסכים לקבל אותם. למשל, אחת מהתוצאות של התאוריה הזו אומרת שיש דברים שאי אפשר למדוד בצורה מושלמת: אם אתה יודע מה המהירות של חלקיק, למשל, אתה לא יכול לדעת בוודאות את המיקום שלו. במילים אחרות, ישנה איזו אקראיות בסיסית בטבע. איינשטיין לא הסכים לקבל את זה, הוא אמר 'אלוהים לא משחק בקוביות'. והוא היה כל משוכנע שזה לא יכול להיות, עד שמקס פלאנק אמר לו פעם, 'איינשטיין, תפסיק להגיד לאלוהים מה לעשות.". אבל איינשטין טעה, והתורה הזו היא בסופו של דבר נכונה.

סטיבן הוקינג [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

סטיבן הוקינג [ויקיפדיה]

גם הפיזיקאי סטיבן הוקינג, שהתפרסם בזכות מחקריו פורצי הדרך לגבי אפשרות קיומם של 'חורים השחורים' בחלל- אבל גם הוא ידע שהוא יכול לטעות. התאוריה שלו עצמו אמרה שאי אפשר לראות חורים שחורים בטלסקופ רגיל, כי האור לא מסוגל לברוח מהם כדי להגיע אלינו- כך שעקרונית, כל התאוריה שלו יכלה הייתה להיות אוסף של שטויות שאי אפשר אף פעם להוכיח. אז בתור 'ביטוח', למקרה והוא טעה, הוא התערב עם חבר שלו ששחורים שחורים לא קיימים (זא בניגוד לתאוריה שלו עצמו). אם חורים שחורים לא קיימים, הוא יקבל מגזין של בייסבול, ואם הם קיימים, הוא יקנה לחבר שלו מנוי למגזין פנטהאוז. ככה שאם הוא טעה בעניין החורים השחורים, לפחות הוא הרוויח מגזין על בייסבול…

האתר

זה יהיה נכון מאוד להגיד שהדרך שבה המדע מתקדם, היא באמצעות שגיאות. המדענים אוספים מידע מניסויים ותצפיות, יוצרים תאוריות ואז מנסים לצפות ארועים עתידיים באמצעות התאוריות האלה. כשמגיע הארוע העתידי הזה, או מתבצע ניסוי מתאים, בודקים אם התאוריה נכונה: אם כן, היא נשארת, ואם לא- הגיע הזמן לחפש אחת אחרת. כל תאורייה, ולא משנה כמה התאוריה חשובה או מי המציא אותה או כמה זמן היא הייתה נכונה בעבר- כל תאוריה עומדת למבחן בכל רגע נתון. למשל, היה פעם מושג במדע שנקרא ה'אתר'. האתר היה חומר שקוף, בלתי מורגש, שממלא את כל החלל מסביב כך שואקום (ריק) הוא בלתי אפשרי: בכל מקום שיש ואקום, האתר מתגנב בזריזות פנימה וממלא את החלל החסר. התאוריה הזו לגבי האתר הייתה עתיקה מאוד- עוד מימיו של אריסטו, הפילוסוף היווני שחי כמה מאות שנים לפני הספירה, ועדיין האמינו בה במאה ה-19, זה אלפיים שנה. המון זמן, לא? אבל ככל שהתקדם המדע, המדענים ניסו לחפש הוכחה לקיומו של אתר. הרבה ניסויים תוכננו ובוצעו, אבל אף אחד מהם לא הצליח למצוא הוכחה כלשהי לקיומו של החומר החמקמק הזה.

ואז, במאה ה-19, החלו הפיסיקאים לחקור את האור יותר לעומק, ובאופן פרטני יותר- לנסות ולגלות את מהירות האור. אם יוצאים מתוך הנחה שהיקום מלא בחומר הבלתי נראה הזה, האתר, אז כשכדור הארץ מסתובב סביב השמש, הוא נע בתוך האתר כמו שספינה מפליגה בתוך הים. אם נסתכל על זה בצורה קצת שונה, זה כאילו שאנחנו עומדים במקום, והאתר זורם מסביבנו כמו נהר. עכשיו, ההיגיון אומר שאם האור 'שוחה' בתוך זרם האתר הזה, אז כשהוא נע 'במעלה הזרם' (ז"א, עם כיוון תנועתו של כדור הארץ) הוא צריך להיות איטי יותר, וכשהוא שוחה במורד הזרם (ז"א, נגד כיוון התנועה של כדור הארץ)- הוא צריך להיות מהיר יותר.

כמה ניסויים בוצעו בכיוון הזה, אבל הם היו גסים מדי, ולא מספיק מדוייקים כדי לחשב את מהירותו העצומה של האור. ואז הגיעו שני מדענים, מייקלסון ומורלי שמם, ותיכננו ניסוי שהיה אמור בוודאות די גבוהה לגלות את השינוי הזה במהירות האור, אם הוא קיים. אבל הם לא גילו כלום. כתוצאה מניסוי זה ועוד כמה ניסויים, הרעיון הזה של האתר נזנח, וזאת אחרי למעלה מאלפיים שנה שבהם הוא היה מושרש עמוק מאוד בחשיבה המדעית. כל מה שנשאר ממנו היום זה ביטוי כמו 'מעל גלי האתר' וביטויים נוספים, שהם הדים רחוקים לרעיון המדעי הזה שנזנח בסופו של דבר.

הניסוי של מייקלסון ומורלי [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

הניסוי של מייקלסון ומורלי [ויקיפדיה]

הגלגל של אורפריוס

אז ההרצאה הזו תעסוק בחשיבותה של השגיאה בתהליך ההתפתחות של המדע. בתור דוגמא, אני אתן את הנושא שאני אוהב מאוד, 'פרפטום מובילה.'. הסבר קצר- פרפטום מובילה היא מכונה שלא צריכה אנרגיה בשביל לעבוד. תחשבו על מכונית שנוסעת בלי דלק, או טלוויזיה שעובדת בלי חשמל. בעברית קוראים לזה – 'מכונה של תנועה מתמדת': מכיוון שהמכונית הזו לא צריכה דלק כדי לנסוע, היא יכולה לנסוע לתמיד, וזה מקור השם.

בתחילת המאה ה-18, בגרמניה, היה בחור בשם אורפריוס. אורפריוס היה בחור מוכשר: מכונאי, שען, אפילו קצת רופא. הנדימן כזה, איש עם ידיים טובות. דודו מהום סנטר. הפרנסה של אורפריוס הייתה להסתובב מעיר לעיר בגרמניה, ולהדגים בפני הקהל המצאות שלו. שואומן כזה. אם ההמצאה הייתה מעניינת, ותזכרו שבאותה התקופה לא היו הרבה מכונות מתוחכמות, אז זה היה אטרקציה מסוימת, הוא היה מקים סדנה קטנה בעיר ומשך כמה חודשים היה מוכר לאנשים כרטיסים כדי לראות את המכונה מקרוב.

אורפריוס [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

אורפריוס [ויקיפדיה]

ההצלחה הגדולה ביותר של אורפריוס, מכל המכונות שהוא בנה, הייתה גלגל מיוחד במינו. הגלגל המדובר היה גדול מאוד, קוטרו כמה מטרים, ומשקלו כמה מאות קילוגרמים. אורפריוס היה מציב את הגלגל על במה, ואז נותן לו דחיפה קלה- והגלגל היה מתחיל להגביר את המהירות עד לקצב סיבובים מסוים, משהו כמו 26 סיבובים בדקה. אין ספק שזה היה מדהים למדי, שגלגל כבד כל כך יסתובב בכזו מהירות כתוצאה מדחיפה קלה בלבד. אבל אז אורפריוס היה עושה משהו ממש מדהים: היה מחבר את הגלגל, דרך הציר, עם חבל לדלי ושואב מים, ומרים משקולות כבדות, ועוד כל מיני הדגמות כאלה, והגלגל לא היה מפסיק להסתובב. זה היה מופלא- כולם יודעים שניתן לשאוב מים עם חבל וגלגל וכל זה, אבל בדרך כלל, צריך להמשיך ולדחוף את הגלגל…ואת זה אורפריוס לא עשה, חוץ מדחיפה קטנה שברור שלא מספיקה לכל הפעולות האלה.

מכונה של תנועה מתמדת

אז הגלגל שהמציא אורפריוס היה למעשה 'מכונה של תנועה מתמדת', מכונה שמבצעת עבודה (מרימה משקולות, שואבת מים, כל דבר כזה) ללא צורך בהשקעת אנרגיה. פרפטום מובילה.

מה היה סודו של אורפריוס? איך עשה הגלגל את שעשה? אנחנו לא יודעים. אורפריוס לא גילה את סודו: הגלגל היה עטוף ביריעת בד שכיסתה כמעט את כולו, מהמרכז ועד להיקף, והסתירה את המנגנון הפנימי שאולי נתן לגלגל את כוחו. הרבה אנשים בדקו את הגלגל של אורפריוס- בלי לפתוח את כיסוי הבד, כמובן. היה פרופסור אנגלי שבדק אם יש מישהו שמסתתר בתוך הבד- הוא חתך פתח זעיר, טפטף פנימה פלפל חריף וחיכה לשמוע
אם יש מישהו משתעל…אף אחד לא התעטש בפנים. הייתה ועדה שעשתה בדיקה מאוד יסודית, ביחס לאותה התקופה- נעלו את הגלגל בחדר למשך חודשיים, עם שומר בכניסה לחדר. לחדר היו קירות עבים והוא היה נטול חלונות, ועל המנעול היה חותם שעווה שאם מישהו שבר אותו, ניתן היה לראות זאת מייד. אבל אחרי שפתחו את החדר, אחרי חודשיים ומשהו, הגלגל עדיין הסתובב כתוצאה מהדחיפה שנתנו לפני חודשיים, לפני סגירת החדר. ועדיין, אחרי כל הבדיקות האלה, רוב הציבור (ובמיוחד המדענים) לא האמינו לאורפריוס. היו הרבה אנשים שהתנגדו לאורפריוס, וקראו לו שקרן ורמאי.

הסיבה שהתנגדו לו כל כך הרבה אנשים, הייתה שהרבה ממציאים לפני תקופתו של אורפריוס ניסו לתכנן מכונה של תנועה מתמדת, כבר לפני למעלה מאלף שנה, אבל אף אחד לא הצליח. הם לא הבינו מדוע הם לא מצליחים, אבל נכשלו פעם אחר פעם. הניסיון הראשון המתועד היה של אסטרונום הודי, עוד באזור שנת אלף לספירה- וזה רק המתועד, היו בטח לפניו. אפילו ליאונרדו דה ווינצי, ניסה לתכנן מכונה כזו, ואחרי כמה ניסיונות התייאש וכתב שאנשים שמנסים להמציא פרפטום מובילה רודפים אחרי חלום בלתי אפשרי, כמו המחפשים אחרי הכימרה- מפלצת מיתולוגית עם ראש של אריה, רגליים של עז וכאלה. אז הגלגל של אופריוס נחשב כבלתי אפשרי. למרות זאת, הממשלה רצתה לגבות ממנו מיסים על ההמצאה: זה שזה בלתי אפשרי, עדיין לא אומר שהמדינה לא יכולה לקחת על זה כסף. כדי לא לשלם את המס, אורפריוס היה מפרק את הגלגל שלו לפני שהיה עוזב את העיר- ואז בונה חדש כשהיה מתמקם בעיר אחרת.

אבל בכל מקום שהוא הציג את הגלגל שלו, היו כאלה שלכלכו עליו שהוא רמאי, והיו שענים שאמרו שבטח יש איזה קפיץ בתוך הגלגל… עד שיום אחד באה אחת המשרתות של אורפריוס, והודתה שהיא עזרה לו לרמות את כולם, וסובבה איזה קפיץ שהיה מחובר לגלגל מתחת לריצפה. אורפריוס טען שהמשרתת משקרת, ומנסה לסחוט ממנו כספים- בסופו של דבר, לא היו הוכחות לכאן או לכאן, אבל זה היה האקדח המעשן שכולם חיפשו. מאותו הרגע, הקריירה של אורפריוס דעכה, והרווחים מהמכונה דעכו. כשהלך אורפריוס לעולמו, כמה שנים לאחר מכן, הוא היה עני למדי- וזה חבל, כי מי שימציא מכונה שכזו, מכונה שלא צריכה אנרגיה חיצונית כדי לעשות עבודה, יכול להיות עשיר גדול! אם מישהו יצליח לתכנן מכונית שלא צריכה דלק, למשל (בלי סולארי או חשמל, בלי אנרגיה בכלל), תחשבו כמה שהוא יהיה עשיר מכל המכוניות שהוא ימכור! אורפריוס נפטר מבלי שגילה לאיש את הסוד שמאחורי הגלגל שלו. עד היום, כמעט שלוש מאות שנה לאחר מכן, ישנם אנשים המנסים לחפור בספרים שכתב כדי לגלות את סוד פעולתה של ההמצאה שלו.

חוק שימור האנרגיה

הסיבה שרוב הציבור לא האמין לאורפריוס, היא שרוב האנשים מבינים, באמצעות השכל הישר, שבחיים אין ארוחות בחינם. הניסיון היום-יומי שלנו מלמד אותנו שאין דבר כזה מכונית בלי דלק, ואפילו מכונית שעובדת על חשמל צריכה חשמל כדי לעבוד. אפילו הביטלז אמרו באחד השירים שלהם- "In the end, the love you take is equale to the love you make". ככה זה בחיים: יש סימטריה שכזו. שביל לקבל משהו צריך לתת משהו. ואפילו אם זה עגלה שסוס סוחב אותה, מישהו צריך להאכיל את הסוס.

העיקרון הזה, שאנחנו לומדים אותו כחלק מניסיון החיים שלנו, מכונה בשפה המדעית 'עיקרון שימור האנרגיה'. עכשיו אנחנו ניכנסים קצת לתחום שנקרא 'תרמודינמיקה'. לא להיבהל. מדען בשם בולצמן חקר אותו לעומק- הוא התאבד בשנת 1906. המשיך אותו פול ארנפסט, והוא התאבד ב-1933. אז אני חושב שכדאי שניגש לעניין הזה בזהירות. בואו נבין קצת יותר טוב למה המדענים מתכוונים עם 'חוק שימור האנרגיה'.

אני אתן כאן דוגמא המתבססת דוגמא שנתן רי'צרד פיינמן בזמנו בהרצאה שהוא נתן על שימור האנרגיה. אם כבר לחקות, אז לחקות את הטובים ביותר, ופיינמן היה גאון מוכח. נאמר ואתם יושבים במסעדה אותנטית מזרחית. בא בעל המסעדה, ושואל מה אתם רוצים להזמין, אתם אומרים לו- חומוס, ציפ'ס וסלט. אתם אוכלים, ובסוף מגיע החשבון, חמישים שקל. קיבלתם ממנו משהו, אתם חייבים להחזיר. למחרת אתם מגיעים לאותה המסעדה, אותו שולחן, אותו תפריט. הכל אותו דבר, בדיוק! אתם מזמינים חומוס, צ'יפס וסלט. אבו ראמי מביא את האוכל, אתם אוכלים…בסוף מגיע החשבון. הפעם יצא ארבעים וחמישה שקלים. אתם מרוצים! נתתם פחות ממה שקיבלתם. האם נשברה הסימטריה לכאורה? האם יש ארוחות חינם? לא. בבדיקה מעמיקה יותר מסתבר שהטבח היה קצת רעב, וקיבלתם פחות צ'יפס מאתמול, אז בעל המסעדה הפחית את החשבון. לא הרווחתם שום דבר.

למחרת אתם אוכלים שוב, הכל אותו הדבר. הפעם החשבון יצא חמישים וחמישה שקלים. אה! אולי נתתם יותר מאשר קיבלתם? לא, בבדיקה מסתבר שהמלצר בלבל את בעל המסעדה, והוא התבלבל בחישוב של החשבון- זאת אומרת, הניסוי לא היה מדויק, אפשר לומר. הסימטריה נשמרה. למחרת אותו הדבר. חומוס צ'יפס וסלט. החשבון חמישים שקלים- אבל אתם בודקים בצלחת ורואים שבנוסף יש שניצל! בודקים הכל טוב טוב, אין טעויות… בעל המסעדה בסדר, הטבח בסדר, הכל בסדר…אה-הה! אז אולי יש ארוחות חינם! אבל אז אתם חושבים טוב טוב, ונזכרים שהלכתם שנייה לשרותים, ולידכם היה ילד עם שניצל בצלחת, והוא לא רצה לאכול אותו למרות שאמא שלו נורא התעקשה… אין לכם שום דרך להיות בטוחים במאה אחוז שהשניצל הזה לא 'צץ' פתאום מעצמו, ככה סתם- אבל מאוד מאוד סביר שהילד שם לכם את השניצל בצלחת.

זה גם העיקרון של חוק שימור האנרגיה. ישנה איזו כמות של משהו בלתי מוגדר, 'אנרגיה' כלשהי, שנראה שהיא תמיד נשמרת, ותמיד צריך לתת אנרגיה כדי לקבל משהו בחזרה. וגם אם לפעמים, כמו בדוגמא של המסעדה, נדמה שאנרגיה צצה פתאום מכלום, כמו השניצל על הצלחת- זו תמיד שגיאה, או אי דיוק בניסוי, או תופעה אחרת לא מוכרת.

יוליוס מאייר והקזת הדם

המדענים הבינו את זה, באופן אינטואטיבי, עוד במאה ה-18 אבל לקח להם זמן עד שתפסו שזה עיקרון בסיסי של הטבע, שאנרגיה נשמרת בכל מצב ובכל מקום ושאין שום אפשרות כנראה לעקוף את החוק הזה. הראשון שעלה על הרעיון היה דווקא רופא. היה זה יוליוס מאייר, לקראת אמצע המאה ה-19. יוליוס היה רופא הספינה בספינת סוחר שהפליגה באזורים הטרופיים של קו המשווה, ובהתאם לתפיסה הרפואית המקובלת אז, הוא היה עושה הרבה הקזות דם למלחים בספינה. הקזת דם נחשבה אז כטיפול טוב נגד כל מיני מחלות וכאבים. יוליוס ידע, בתור רופא, שהדם בגוף מכיל חמצן ושהחמצן הזה הוא חלק מהתהליך של שריפה מזון לאנרגיה שמחזיקה את הגוף בטמפרטורה קבועה.

יוליוס פון מאייר [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

יוליוס פון מאייר [ויקיפדיה]

בארופה, יוליוס ידע מניסיון שהדם שמגיע לאיברים בגוף הוא בצבע אדום בהיר- משמע, עשיר בחמצן- וכשהדם שעוזב את האיברים בגוף, צבעו כחלחל סגול, מכיוון שאין בו הרבה חמצן. החמצן הלך לאיבוד בתהליך של המרת המזון לאנרגיה. כשהוא הקיז את דמו של אחד המלחים, הוא שם לב להפתעתו שהדם נשאר פחות או יותר באותו צבע, אדום בהיר, לכל אורך הדרך. הוא בדק את כל המלחים, וכולם היו אותו דבר. יוליוס חשב על זה, וזכה בתובנה חשובה מאוד: הדם נשאר באותו הצבע, כי הגוף לא היה צריך לנצל הרבה חמצן כדי להפיק בעזרתו אנרגיה רבה מאוכל. ולמה זה? כי חם בחוץ, יש הרבה שמש. הנקודה החשובה כאן היא שהאנרגיה מהשמש היא אותה האנרגיה במזון, רק בצורה אחרת. יש קשר בין הצורות השונות האלה של האנרגיה- כשיש יותר מהאנרגיה של השמש, צריך פחות אנרגיה מהמזון.

כשמסתכלים על כל התמונה כולה, מבינים פתאום שלאנרגיה יש המון צורות– אנרגיה מהשמש, ואנרגיה מהמזון, ואנרגיה של הקפיץ, ואנרגיה של התנועה, ואנרגיה של המגנט….וכולם זה למעשה אותו הדבר, והאנרגיה לא הולכת לאיבוד, היא רק מחליפה תחפושת…אתה משחרר קפיץ עם משקולת, והאנרגיה שהייתה אצורה בקפיץ הופכת לאנרגיה של תנועת המשקולת.

לצערו של יוליוס הוא היה רופא, ולא פיסיקאי. הוא לא ידע להסביר את הרעיונות שלו ב'שפה הפיסיקאלית', והפיסיקאים זלזלו בו כי הוא לא היה אחד משלהם… בקיצור, הרעיון שלו די נשכח. יוליוס נכנס לדיכאון, התאשפז בבית חולים פסיכיאטרי… חלפו כמה שנים טובות עד שהקהילה המדעית הכירה בהישג שלו, והוא קיבל את הקרדיט הראוי. הוא זכה לתואר אבירות גרמני, 'פון'- יוליוס פון מאייר.

מי שניסח את חוק שימור האנרגיה באופן רשמי, אחרי שגילה אותו מחדש למעשה, היה הרמן הלמהולץ. בעצמו רופא כמו מאייר, אבל פיסיקאי מצוין שגם ידע להציג את רעיונותיו בשפה ובמונחים שהבינו שאר הפיסיקאים. הלמהולץ אמר ש'אנרגיה לא נוצרת יש מאין', אבל הוא לא יכל להוכיח את זה, כי אי אפשר להוכיח את זה. אנרגיה זה משהו מופשט, לא אמיתי, לא משהו שאפשר לספור אותו או לשים בערימה או להסתכל במיקרוסקופ. זה רעיון מתמטי. אז הלמהולץ אמר שחוק שימור האנרגיה נכון כי מכונה של תנועה מתמדת, פרפטום מובילה כמו של אורפריוס וכל אותם אלפי אנשים לפניו, היא בלתי אפשרית.

אז כאן אתם מבינים את החשיבות של הפרפטום מובילה, ואת חשיבותה של ההשקעה של כל אותם אלפי ממציאים שניסו לעשות את הבלתי אפשרי. בגלל שהם ניסו בכל כך הרבה דרכים להמציא פרפטום מובילה, ונכשלו, רק בגלל זה הלמהולץ יכל להרשות לעצמו לומר בכזה ביטחון שחוק שימור האנרגיה הוא עיקרון ברזל, אקסיומה של הטבע. בלי השגיאות והטעייה של הממציאים האלה, לא ניתן היה לקבוע שחוק שימור האנרגיה הוא נכון.

הניג בראנד וגילוי הזרחן

כדי לחזק את הטענה שלטעויות ישנה תרומה אמיתית למדע- ניקח כדוגמא נוספת את האלכימיה. האלכימאים, כמו שאולי חלקכם שמעתם, ניסו להפוך מתכות לזהב. המניע היה, כמובן, כלכלי- לקחת מתכת זולה כמו ברזל ולהפוך אותה למתכת יקרה, זהב. אף אחד לא באמת ידע איך הופכים מתכת פשוטה לזהב, אז ניסו המון שיטות. ערבוב של חומרים, התכה וקירור ואז שוב פעם התכה, כתישה של חומר לאבק, המסה במים, וכל רעיון שאפשר להעלות על הדעת, כולל קיום טקסים מסובכים לאור ירח מלא עם אבקת פיות, רק ליתר ביטחון שאולי זה יעזור.

סוחר גרמני בשם הניג בראנד, במאה ה-17, היה גם הוא חובב אלכימיה נלהב. עד כדי כך נלהב, שהתחביב הזה הביא אותו לפשיטת רגל, והוא היה נשאר עני, אלמלא אישתו הייתה עשירה למדי. בכל אופן, הנינג עלה על רעיון עליו קרא בספר, שלפיו ניתן להפוך מתכת לזהב אם מערבבים את המתכת בחומר שמופק משתן. פיפי. אז הנינג ניגש במרץ לעניין, ואסף כמה וכמה אלפי ליטרים של שתן וחימם אותם בכל מיני שיטות לכל מיני טמפרטורות מתוך כוונה שמשהו יקרה שיעזור לו להפוך מתכת לזהב. ומשהו קרה! בשלב מסוים עלה פתאום ענן של גז מהדלי, ואחרי שהגז התפזר נותר בדלי נוזל מוזר, שבחושך האיר באור ירקרק! אף אחד לא ראה את נוזל כזה עד אז. הנינג היה משוכנע שהנה מצא את הדרך ליצור זהב, אבל כמה ניסויים שהוא לא עשה הוא לא הצליח להפיק מהחומר המוזר הזה זהב. הסיבה לכך היא שהניג הצליח, למעשה, לגלות את הזרחן.

הניג ברנד, בציור של ג'וזף רייט [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

הניג ברנד, בציור של ג'וזף רייט [ויקיפדיה]

הזרחן לא מופיע בטבע בצורת נוזל טהור, וצריך לזקק אותו מתוך הפיפי- וזה בדיוק מה שהנינג עשה. זו הייתה הפעם הראשונה שמישהו הפיק יסוד כימי באופן מלאכותי. בכלל, האלכימאים ביצעו המון ניסויים וניסיונות שונים ומשונים, ולמרות שאלו לא היו ניסויים מדעיים ממש, עם בקרה ורישום מדויק וכדומה, הם בכל זאת צברו לא מעט ידע לגבי תרכובות שונות, שיטות עבודה עם חומרים כימיים וכדומה- ידע שהיה אחר כך הבסיס לכל מדע הכימיה כמו שאנו מכירים אותו היום.

היתוך קר

אז ראינו שרעיונות מוטעים עשויים לפעמים להיות חשובים לא פחות מרעיונות נכונים. אבל כאן גם צריך לשים הבחנה חשובה מאוד, בין אנשים שטועים בלי להתכוון, לבין אנשים שמטעים בכוונה. ואני מדבר כאן על נוכלים, רמאים, ומכיוון שזו הרצאה על מדע- על נוכלים בתחום המדע.

קשה מאוד לשים את האצבע על מישהו שהעלה רעיון לא מוצלח, ולהגיד עליו- אתה נוכל! יש סיכוי גדול שתטעה. למשל, לפני עשרים שנה יצאו שני פרופסורים מכובדים מאוניברסיטת יוטה שבארצות הברית, בהכרזה שהם גילו את הדרך לבצע היתוך קר. למי שלא מכיר, היתוך קר היא שיטה להפקת אנרגיה- באותה השיטה שבה השמש מפיקה את האנרגיה שלה: באמצעות היתוך של שני גרעיני אטומים ויצירת אטום חדש. תהליך כזה משחרר המון אנרגיה ולכן כולם היו רוצים לדעת איך לעשות אותו. הבעיה היא שלא במקרה הטמפרטורה על השמש היא כמה מיליונים טובים של מעלות צלסיוס. היתוך יוצר המון חום, והוא לא מעשי על כדור הארץ, פרט לפצצת מימן תרמו-גרעינית.

אבל שני החוקרים הללו טענו שהצליחו למצוא את השיטה לעשות את זה בטמפרטורת החדר! זה גרם לסערה גדולה בעולם המדעי. כולם ניסו לשחזר את הניסוי שלהם- אבל עד מהרה התברר שכל הניסויים נכשלים. בדיקה מעמיקה העלתה שהניסוי המקורי היה שגוי. אבל אף אחד (יותר נכון, כמעט אף אחד) לא כינה את הפרופסורים האלה 'שרלטנים'. ברור היה שהם לא ניסו להטעות בכוונה תחילה את שאר המדענים.

הגנרטור של דניס לי

לעומת זאת, ישנו אדם בארצות הברית בשם דניס לי. דניס לי משווק ללקוחות שלו גנרטור, שלטענתו מפיק חשמל, ללא מקור דלק חיצוני. זאת אומרת ללא מיכל בנזין או סולר או תא פוטואלקטרי לקליטת אור שמש או משהו כזה. אם למישהו זה נשמע מוכר, אז כן- זו פרפטום מובילה, מכונה שמוציאה יותר אנרגיה מאשר היא מקבלת פנימה, והיא מפירה את חוק שימור האנרגיה.

הרבה אנשים מאשימים את דניס לי שהוא נוכל, ואפשר להבין למה. יש לנו את כל הסיבות להאמין שדניס יודע שהמכונה שלו לא עובדת כשהוא מוכר אותה לאנשים, והוא כבר ישב על זה בכלא.הוא הורשע בבית משפט, וישנם צווים שאוסרים עליו למכור את המוצרים שלו בכל מיני מדינות בארצות הברית. זה לא מפריע לו להרוויח המון כסף מהטריק הזה, דרך אגב, משהו כמו כמה מיליוני דולרים עד עכשיו. השיטה שלו מאוד מעניינת: הוא לא מוכר את הגנרטור עצמו, כי אז יושלך לכלא מייד. הוא מוכר רק את הזכויות העתידיות לרווחים מהגנרטור. בצורה כזו, הוא מרוויח כסף מאנשים שמאמינים שיום אחד יהיו עשירים, ועדיין מצליח להתחמק מרשויות החוק.

המנוע של ג'ון קילי

אז איך מזהים נוכל? איך יודעים לומר, 'זה ממציא או מדען שטעה' או 'זה נוכל שמנסה להרוויח על חשבונם של אחרים'. זו הבחנה לא פשוטה. אפשר לומר, למשל, שנוכל הוא מי שהורשע בבית משפט- אבל כבר היו מקרים שזה לא היה נכון.

ג'ון קילי, למשל, היה ממציא שחי בארצות הברית, לפני קצת יותר ממאה שנה. במשך עשרים שנה קילי הוליך שולל עשרות אלפי אנשים, והבטיח להם מכונה שיכולה לעשות עבודה מכנית כבדה, בלי השקעה של אנרגיה. הוא גם הדגים להם את המכונה הזו, והיא עשתה דברים מדהימים- כופפה קורות ברזל, קרעה חבלים עבים, דברים מרשימים מאוד. במהלך הדגמה טיפוסית שכזו, קילי היה מטפטף מספר טיפות של מים לתוך המים, ואז מנגן בכינור לצידו: המנוע היה מתעורר לחיים ועושה את שעושה.

ג'ון קילי לצד המנוע שלו [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

ג'ון קילי לצד המנוע שלו [ויקיפדיה]

המניה של החברה שלו, 'חברת המנוע שלי קילי' הגיעה לשער של כ-500 דולר. רק כדי שנקבל מושג, זה ערכה של מניית גוגל היום- והדולר היה שווה אז הרבה יותר משהוא שווה היום). במהלך השנים, היו כאלה שהאשימו את קילי שהוא נוכל, ואף לקחו אותו לבית משפט. אך בבית המשפט קילי יצא זכאי. השופט לא היה מבין גדול במדע, ובטח לא בתרמודינמיקה (שהייתה אז מדע מאוד חדשני), ולא הבין שהטענות של קילי הן בלתי אפשריות ושחייב להיות כאן איזה שהוא טריק.

רק אחרי שקילי נפטר בשיבה טובה, כמה שנים טובות אחרי המשפט, גילו המשקיעים בחברה שלו שכל הבית של קילי היה מרושת בצינורות של אוויר דחוס, שעברו דרך קירות כפולים. במרתף הם מצאו מיכל אוויר דחוס ענק, שלושה טונות משקלו. האוויר הדחוס הזה זרם דרך הצינורות הנסתרים אל המנוע של קילי- הנגינה בכינור הייתה רק הסוואה שנועדה למנוע מהצופים לשמוע את שריקת האוויר הדחוס המשתחרר.

ג'וזף פאף

למרות שאי אפשר להיות בטוח אף פעם אם מישהו הוא נוכל או לא, יש כמה תכונות משותפות לנוכלים- במיוחד בתחום המדעי- שיכולות להוות סימני התראה למישהו שמכיר אותם, ולמנוע ממנו ליפול בפח. אני אתן כמה תכונות כאלה, ודוגמאות קטנות בצידן. רמאים בדרך כלל יוצרים לעצמם הילה של מסתורין. הם מעוניינים מאוד לעורר רושם בקרב הקהל שלהם שהם מיוחדים, שיש בהם משהו בלתי שגרתי שמאפשר להם להצליח במקום שכל האחרים נכשלים. קוסמים יוצרים לעצמם אישיות מסתורית שכזו כחלק מהשואו שלהם, ורמאים עושים את זה כחלק מהמקצוע.

לדוגמא: היה ממציא בשם ג'וזף פאף, לפני שלושים שנה בערך, שטען שהמציא מנוע מכונית שלא זקוק לתדלוק. במקום דלק הייתה תערובת גזים מסתורית שהיה צריך להחליף אותה רק פעם בכמה שנים. כדי לשכנע משקיעים לתמוך בו, פאף (שהיה ממוצא הונגרי) טען שהוא עבד בצעירותו בכור אטומי בברית המועצות, ושם הוא נחשף לסודות מדהימים שהוא לא יכול לגלות לאף אחד אחרת הרוסים יחסלו אותו. הרבה אנשים שילמו לו הרבה כסף לאורך השנים כדי לקבל זכויות על המנוע הזה, אבל אף אחד מהם לא ראה אגורה שחוקה מזה. המנוע אף פעם לא עבד כפי שהבטיח פאף, עד ליומו מותו של הממציא. ההילה הזו, של 'האיש שלמד את סודותיהם של הרוסים', עזרה לפאף מאוד לשכנע את המשקיעים לשפוך עליו עוד ועוד כסף, על אף הכשלונות המתמשכים שלו.

רמאי טוב גם צריך להכיר את הזארג'ון המדעי, את השפה שבה משתמשים מדענים כדי להעביר רעיונות אחד לשני. הוא לא חייב לדעת בדיוק את המשמעות של כל המילים שהוא משתמש בהן, אבל הוא צריך להשתמש בהם בצורה הנכונה כדי לשכנע מאזינים, בדרך כלל בעצמם די בורים במדע, שהוא יודע המון. מי שעושה את זה מצוין היום, למשל, הוא תום בירדן- אמריקאי, שלטענתו המציא מכונה שמפיקה חשמל מכלום, מהריק שקיים בין האטומים באוויר. זו, כמובן, עוד פרפטום מובילה בלתי אפשרית. אבל תום מסוגל לנסח משפטים ומאמרים, שלמי שאינו בקיא במדע, הם לא רק בלתי מובנים לחלוטין אלא הם גם נשמעים בדיוק כמו שאתה מדמיין לעצמך שרעיון מופלא ומתוחכם כמו, למשל, תורת הקוונטים, צריך להשמע.

הנה ציטוט: "אם נתייחס לגרעין הלא לינארי ניתן להסיק מכך שאנרגית הלחץ של הואקום ניתנת לניצול על ידי מכניזם של ערבול ארבע ערוצי כדי לממש פאזה מוגברת של גל אלקטרומגנטי מהאטום בתגובה לאות קטן." השטויות האלה מרשימות מאוד את מי שצריך להרשים.

איך לתפוס רמאי

כמובן שצריך להזהר ולא להגזים, אחרת אתה נופל לבור של עצמך. נוכל אחר, אחד בשם אוטיס קאר, ניסה לשווק חללית שתמריא ללא דלק (כן, פרפטום מובילה), ובראיון רדיופוני נשאל כמה מהר תנוע החללית שלו – במהירות האור! הוא ענה. ומחוץ למערכת השמש? שאל אותו המנחה. אוטיס לא התבלבל: אפילו פי שתיים ממהירות האור!! אז צריך להבין קצת, לא הרבה, אבל מינימום.

אפשר גם לתפוס רמאים ונוכלים, אם שמים לב לפרטים הקטנים. תשומת לב והכרות עם העקרונות המדעיים הבסיסיים ביותר, יכולות לאפשר לנו לגלות אי דיוקים ב'לוקשים' שהנוכל מנסה למכור. מקרה קלאסי של נוכל שלא ידע לשים לב לפרטים הקטנים, הוא זה של צ'ארלס רדהפר, בפילדלפיה של לפני מאתיים שנה. רדהפר הציג לקהל פרפטום מובילה שגרתית למדי, מסוג גלגל מסתובב- דומה מאוד לזו של אורפריוס, אבל קטנה יותר. הוא מכר כרטיסים לאנשים תמורת הזכות לחזות במכונה שלו, אבל לא הרשה להם לגעת בה או לבדוק אותה. באחת מההזדמנויות הגיע מהנדס כלשהו להתבונן בגלגל, והוא הביא עימו את הילד שלו איתו- נער כבן 14 או משהו באזור הזה. הילד היה כנראה חכם מאוד, כי הוא הצליח לשים לב למשהו שאף אחד לא ראה קודם.

במכונה של רדהפר היו שני גלגלי שיניים: אחד גדול, ואחד קטן. רדהפר טען שהגדול דוחף את הקטן ומסובב אותו, אבל הילד הבחין שסימני השחיקה על השיניים של הגלגלים לא מתאימים לתאור זה. סימני השחיקה על גלגלי השיניים העידו על כך שלמעשה, הגלגל הקטן הוא זה שדוחף את הגדול! זה היה המפתח לגילוי הרמאות, ואחרי שהילד סיפר את דבר הגילוי לאביו, האב בדק את העניין לעומק והסתבר שהיה שם קפיץ, מתחת למכונה, שדחף את כל העסק.

רדהפר לקח את הדברים שלו וברח מפילדפיה לניו יורק, אבל כנראה שלא למד לקח כי הוא הקים שם מכונה חדשה, וגם שם מכר כרטיסים לקהל תמורת הצפייה בה. אבל הוא באמת היה חסר מזל, ולתערוכה שלו הגיע מהנדס בשם רוברט פולטון. פולטון היה בחור מבריק, שלזכותו רשומה בנייתה של ספינת הקיטור הראשונה ועוד כמה המצאות אחרות. פולטון ידע גם הוא לשים לב לפרטים הקטנים, וכשהוא הקשיב לגלגל בזמן סיבובו, הוא שם לב שהרעש שהמכונה משמיעה לא לא מתאים לרעש שמכונה עושה בדרך כלל, שזה רעש קבוע, מחזורי. הרעש במקרה הזה היה כמעט אקראי, לא מסודר. הוא הסיק מכך שזה לא מנוע רגיל, אלא שמישהו מסובב אותו מבחוץ- כי כשבן אדם מסובב מכונה זה אף פעם לא מחזורי ממש, תמיד יש סטיות מקצב הסיבוב.

רוברט פולטון [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

רוברט פולטון [ויקיפדיה]

אז פולטון קרא תיגר על רדהפר, והכריז שהוא הולך לפרק לו את הסטודיו כדי לרדת לעומק העניין, ושאם הוא טועה הוא ישלם על כל הנזק (הוא היה עשיר למדי, בזכות הפטנט על ספינת הקיטור). פולטון באמת פירק את החדר, וגילה מאחורי הקיר איש זקן רוכב על אופנים שהגלגל שלהם היה מחובר בחבל דק למכונה של רדהפר. הסיבה שהזקן לא דייק בסיבובים שלו, הייתה שהוא היה עסוק בלאכול סנדוויץ.

הרקטה של רוברט גודארד

דרך אגב, לפעמים מדען יכול לגלות משהו נכון, אבל הוא יהיה כל כך חדשני שמדענים אחרים עשויים לא להבין אותו כמו שצריך, ויחשבו שהוא טועה או שהוא נוכל. דוגמא קלאסית היא סיפורו של רוברט גודארד. גודארד נחשב היום לאבי מדע הטילים, האיש שתרם יותר מכולם להתפתחות של הרקטות המודרניות- כל המשגרים של הלוויינים והחלליות, טילים צבאיים וכדומה. אבל הסיפור שלו די עצוב. גודארד עבד על הרקטות הראשונות עוד בשנות העשרים של המאה הקודמת, והגיע למסקנות די חשובות ותאוריות טובות. הוא פרסם מאמר על תוצאות המחקרים שלו, ובסופו של המאמר הוא כתב, כבדרך אגב, שאולי יום אחד יהיה אפשר להשתמש ברקטות כאלה כדי להנחית בן אדם על הירח. המאמר הזה הגיע לידיים של עורך של מדור המדע באחד העיתונים, והוא קרא אותו.

רוברט גורדרד [ויקיפדיה] - הפודקאסט עושים היסטוריה

רוברט גורדרד [ויקיפדיה]

חשוב להבין שהמדע של הרקטות והטילים הוא מסובך, קשה להבנה. עד היום, כשאתה רוצה להגיד באנגלית שמשהו הוא קל להבנה, אתה אומר: 'לא צריך להיות מדען טילים כדי להבין את זה.' אז העיתונאי הזה כנראה דילג על כל המשוואות המסובכות, הגיע לפסקה על הירח- את זה הוא הבין. הוא אמר לעצמו: בחלל אין אוויר, יש ואקום- איך תעבוד הרקטה? בלי אוויר? הרי מטוס לא יכול לטוס אם אין אוויר, נכון? אז הוא כתב שרוברט הוא אידיוט, ומדבר שטויות. וכולם קראו את העיתון הזה, ולגודארד יצא שם של אוויל מוחלט, והציבור הפסיק להתייחס אליו ברצינות.

רוברט גודארד המשיך לעבוד, וכהגיע להשגים מרשימים מאוד. בנה רקטות ושיגר אותם לגבהים שאף אחד לא חלם להגיע אליהם עם מטוס אז. אבל המוניטין שלו כבר היה הרוס, ואף אחד לא התייחס אליו. באחת הפעמים, כשעשה ניסוי עם אחת הרקטות שלו והרקטה, עקב תקלה, התרסקה לתוך איזה שדה- הופיעה כותרת בעיתון 'רוברט פיספס את הירח בשלוש מאות אלף מיילים'!! איזו השפלות שהוא ספג.

אבל לא כולם מטומטמים, והמדענים הגרמניים דווקא קראו את המאמרים שלו והבינו על מה הוא כותב. אחר כך הם לקחו את הרעיונות שלו ובנו איתם טילים לצבא הנאצי, ולטילים הללו קראו וי-1 ו-וי-2, והם עשו נזקים איומים בלונדון במלחמת העולם השניה. אז כולם הבינו פתאום שגודארד ידע על מה הוא מדבר, ושיבחו אותו והיללו אותו, ואמרו שהוא היה גאון. אבל הוא כבר היה מת, אז מה זה משנה? סיפור עצוב.

אז זו רק טעימה קטנה מההיסטוריה של המדע, והפרפטום מובילה והמדענים והשרלטנים של העולם הזה. אני מקווה שההרצאה הזו גרמה לכם קצת לראות את את עולם המדע בצורה אחרת, אולי יותר מעניינת ומלאה בדרמות קטנות וסיפורים יפים.


קרא עוד בנושאים דומים:

אודות:

ספריו של רן:

2 Responses

  1. תמר הגיב:

    נדמה לי שבטעות יש פעמיים חלק א ואין חלק ב. אשמח לקרוא את חלק ב.

    • רן לוי הגיב:

      הי, תמר – לא, הטקסט הוא הטקסט של שני הפרקים: אני אשנה את הכותרת, היא בהחלט מטעה…
      רן

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.