אבא, למה?

גבולות המדע, כימיה, מדע כללי, מדע עם חיוך 4 תגובות »

שיחה בין שרה בת השלוש לאביה, פרופסור לכימיה  / מאת סטיפן מקניל

שרה: אבא, היית במקלחת?

אבא: כן, הייתי במקלחת

שרה: למה?

אבא: הייתי מלוכלך. המקלחת ניקתה אותי.

שרה: למה?

אבא: למה המקלחת ניקתה אותי?

שרה: כן.

אבא: מפני שהמים שוטפים את הלכלוך כאשר אני משתמש בסבון.

שרה: למה?

אבא: למה אני משתמש בסבון?

שרה: כן.

אבא: מפני שהסבון תופס את הלכלוך, ונותן למים לשטוף אותו מהגוף.

שרה: למה?

אבא: למה הסבון תופס את הלכלוך?

שרה: כן.

אבא: כי הסבון הוא חומר פעיל שטח.

שרה: למה?

אבה: למה הסבון הוא חומר פעיל שטח?

שרה: כן.

אבא: זו שאלה מ-צ-ו-י-י-נ-ת. סבון הוא חומר פעיל שטח מפני שהוא יוצר מיצלות (micelles) מסיסות במים שלוכדות את חלקיקי הלכלוך והשומן. בלי הסבון, לא היה אפשר היה ללכוד את החלקיקים האלו.

שרה: למה?

אבא: למה הסבון יוצר מיצלות?

שרה: כן.

אבא: מולקולות הסבון הן שרשראות ארוכות עם ראש הידרופילי קָטְבִּי (פולארי) , וזנב הידרופובי לא קָטְבִּי. את יכולה להגיד 'הידרופילי'?

שרה: הייקרופיווי.

אבא: ואת יכולה להגיד 'הידרופובי' ?

שרה: הייקופוויי.

אבא: מצוין! כשאומרים 'הידרופובי'  מתכוונים ל-'נמנע ממים'.

שרה: למה?

אבא: למה מתכוונים לזה?

שרה: כן.

אבא: כי זה ביוונית! 'הידרו' זה מים ו-'פובי' זה 'מפחד ממשהו'.  'פובוס' זה פחד, אז 'הידרופובי' זה 'מפחד ממים'.

שרה: כמו מפלצת?

אבא: את מתכוונת כמו לפחד ממפלצת?

שרה: כן.

אבא: מפלצת מפחידה, בטח. אם את מפחדת ממפלצת, איש מיוון יגיד שאת גורגופובית.

(פאוזה)

שרה: (מגלגלת עיניה) חשבתי שאנחנו מדברים על הסבון.

אבא: אנחנו מדברים על הסבון.

(פאוזה ארוכה)

שרה: למה?

אבא: למה למולקולות יש ראש הידרופילי וזנב הידרופובי?

שרה: כן.

אבא: זה בגלל שקשרי C-O שבראש קָטְבִּיים מאוד, וקשרי C-H בזנב כמעט לא קָטְבִּיים בכלל.

שרה: למה?

אבא: כי בעוד שלפחמן ולמימן יש כמעט אותה אלקטרו-שליליות, החמצן הרבה יותר אלקטרו-שלילי, ולכן הוא מקטב את הקשר C-O.

שרה: למה?

אבא: למה החמצן יותר אלקטרו-שלילי מפחמן וממימן?

שרה: כן.

אבא: זה מסובך. יש תשובות שונות לשאלה הזו בהתאם לסולם האלקטרו-שליליות שאליו מתייחסים: זה של פאולינג, או זה של מיליקן. הסולם של פאולינג מתבסס על עצמת קשר בין אטומים דומים או שונים, בעוד שהסולם של מיליקן מבוסס על אנרגיות יינון ואפיניות של אלקטרונים באטום. בסופו של דבר, זה מסתכם במטען גרעיני אפקטיבי. לאלקטרוני הקשר באטום החמצן יש פחות אנרגיה מאלו שבאטום הפחמן, ואלקטרונים משותפים נמצאים קרוב יותר לחמצן, וזה בגלל שהאלקטרונים של אטום החמצן חווים מטען גרעיני גדול יותר, ולכן משיכה חזקה יותר לגרעין האטום! מגניב, הא?

(פאוזה)

שרה: אני לא מבינה את זה.

אבא: זה בסדר, גם רוב הסטודנטים שלי לא מבינים.

(תרגום א.פרבר, מתוך  The Science Creative Quaterly)

על מדע ומדעיזם

גבולות המדע, מדע כללי, שאר רוח 67 תגובות »

והמדע הוא רק נקב אחד מרבים
חותר וחופר ניצוצות ושבבים.
אך כשלהוכיח איננו יכול –
אז בכח הוא הולך את הרוח לכבול… (מאיר אריאל)

שורשיו של המדע, מהישגיה המרשימים של הרוח האנושית, נעוצים בפילוסופיה היוונית אך צורתו המוכרת החלה מתהווה באירופה של המאה ה-17. אכן, בפרק זמן קצר יחסית, שעט המדע המודרני אל הישגים עצומים: אסכולות מדעיות שלמות נוסדו, התבססו ופרחו, כך שנחוצים כרכים רבים בכדי לתאר את ההתקדמות הכבירה בפיזיקה, כימיה, ביולוגיה (ומיקרוביולוגיה), מדעי כדור הארץ, ובמקביל את ההפריה ההדדית המסועפת והעמוקה בין הדיסציפלינות השונות. אמנם, ההתקדמות המדעית לא הביאה לטרנספורמציה ערכית של האנושות (כפי שקיוו רבים שיקרה), אך היא הובילה להבנה קוהרנטית יותר של המציאות החומרית, שממנה התפתחה טכנולוגיה ששינתה (ומשנה) כמעט כל היבט של הקיום האנושי.

אך אין המדע 'עיסוק' גרידא. בין הערכים העומדים בבסיסה של הפעילות המדעית ניתן למנות סובלנות והקשבה, חיפוש כן אחר האמת, יושר אינטלקטואלי (הנובע מענווה ומחזק אותה), וכמובן החופש לחקור, לטעות, להודות בטעויות ולצמוח מהן. הדיסציפלינה המדעית מביאה לפתוח ושכלול של חשיבה מאורגנת ויסודית, תקשורת אפקטיבית (הנובעת מהצורך לחלוק רעיונות מורכבים ומופשטים עם עמיתים), עבודת צוות והכרה בכך שהמציאות מורכבת יותר מכל תיאוריה אנושית. אלברט איינשטיין דיבר על היראה המתעוררת  באיש המדע כאשר הוא מבין לעומק היבטים מהותיים של המציאות שלא היו מוכרים לפני כן.

ניתן היה לצפות, שהעוסקים במדע והאמונים על שיטותיו יצמיחו תרבות מבורכת שתקרין למעגלים רחבים יותר של החברה, אך משום מה הדבר כמעט ולא התרחש. הדיבידנד העיקרי שמניב המדע, בהתחשב בהשקעה העצומה בו, הוא רובו ככולו טכנולוגי. האם זהו חוסר הרצון (או היכולת) של אנשי המדע לחרוג ממגדלי השן שלהם ולהשפיע, או שמא הערכים הנעלים שבתשתיתו של המדע נסוגו בפני אמביציה אגואיסטית, קנאה, יוהרה, ורדיפת כבוד? לא קל לומר, אך ייתכן שהתשובה נעוצה דווקא בתפיסת עולם שדומה שהשתלטה על המדע, ובמידה רבה סילפה את מהותו, וניכרה אותו מהציבור הרחב.

המשך »

מסע קוסמי – מהגדול לקטן ובחזרה

אסטרונומיה, גבולות המדע, מדע כללי 12 תגובות »

"התבונה אומרת לי שאני כלום; האהבה אומרת לי שאני הכול – ובין שתי אלו זורמים חיי."
ניסרגדאטה מהראג'


נתבונן בכף היד. יכולת ההפרדה של העין האנושית מוגבלת למדי, לכן לא נראה היטב פרטים קטנים מסנטימטר. זכוכית מגדלת תחשוף מרחקים של מילימטר אך מיקרוסקופ יעזור לנו לצלול לתחום של מיקרונים. מיקרון הוא מיליונית מטר או אלפית של מילימטר –  זהו בקירוב קוטר של חיידק או תא, ואפשר רק לדמיין את תדהמתו של לוונהוק, ממציא המיקרוסקופ, כאשר נחשף לעיניו לראשונה העולם המופלא הנחבא בטיפת מים.

אך הטכנולוגיה מאפשרת לנו להמשיך את המסע למחוזות זעירים אף יותר . מיקרוסקופ אלקטרונים יכול להציג עולם של ננומטרים בודדים (ננומטר הוא מיליארדית המטר, או מיליונית מילימטר) – זו כבר אינה רמה ביולוגית, אין כאן יצורים חיים אלא רק אבני בניין: מולקולות גדולות, DNA, חלבונים וכיוצא בזה. את הצעד האחרון למעמקי החומר עושה מיקרוסקפ-מינהור-סורק המאפשר לצפות באבני הבניין של מולקולות – האטומים עצמם! (הנה כמה דוגמאות). קוטרו של אטום פחמן הוא אנגסטרם אחד, כלומר עשירית ננומטר. מתחת לגודל זה, יכולה לקחת אותנו רק הפיזיקה התאורטית. קוטר גרעין האטום הוא  בקירוב אחד חלקי עשרת אלפים מקוטר האטום, ועדיין לא הגענו לתחתית החבית. הגודל המדיד הקטן ביותר הוא עשר בחזקת מינוס 18, כלומר 0.000000000000000001 מטר (שבעה עשר אפסים אחרי הנקודה).

מסע דומה אפשר לעשות אל עבר הגדול ביותר: נדמיין שאנו עולים מעלה מהבית לרחוב, לעיר, למדינה, ליבשת, לכדור הארץ, למערכת השמש… וכך בכל צעד מרחיבים את התחום הנראה פי 10 או בסדר גודל אחד. לאן ייקח אותנו מסע זה? מסתבר שרוב היקום ריק כמעט חלוטין – הצפיפות הממוצעת של החלל היא אטום אחד לסמ"ק, מציאות המזכירה מאוד את החלל השורר בתוך האטום עצמו. ובכל זאת, כעבור 21 צעדים נוכל לראות את כל הגלקסיה שלנו בתפארתה, ומעבר אליה, במרחקים בלתי נתפסים, עוד מאות מיליארדים של גלקסיות נוספות שכל אחת מכילה מאות מיליארדים של שמשות ופלנטות. היקום הנראה נפרש למרחק של עשר בחזקת 26 מטרים, כלומר אחד ועשרים ושישה אפסים אחריו. זהו המרחק שהאור עושה במשך כ-20 מיליארד שנים.

הגלקסיה השכנה – אנדומדה – 2.5 מליון שנות אור מכאן

הסרט התעודי המרשים Cosmic Voyage ('המסע הקוסמי') מנסה להמחיש את סדרי הגודל של היקום, כאשר ברקע נשמע קולו הקטיפתי של מורגן פרימן (האחריות לתרגום היא שלי).

האדם נמצא באמצע, בין הגדול לקטן ביותר. מצוייד בחושיו, אין הוא מסוגל להיות מודע אלא למנעד מצומצם ביותר של הבריאה. האינטואציה האנושית הטבעית מושתתת על תחום צר ביותר של התנסויות, ולא תמיד ניתן להכיל אותה על הדברים הגדולים מאוד או הקטנים מאוד, גם אם הטכנולוגיה מרחיבה מאוד את תחום החשיפה של החושים. זו אחת הסיבות שכה קשה להבין את המציאות הקוואנטית הנוגדת באופן חזיתי את השכל הישר.

ברמה האישית, ההכרה שאני כה קטן חסר השפעה, עוזרת  לשים בפרופורציה נכונה את הדברים 'הרי הגורל' שכה קל לדאוג בגללם. מאידך, היא עלולה להביא ליאוש ניהיליסטי ולתחושה שאין לחיים משמעות. הציטוט מפי המורה ההודי שבפתיח מציע, בעיני,  פתרון לדואליות זו. ניתן לפרש את התבונה כהבנה המדעית (החומרית) השמה את האדם במקום מאוד מצומצם ביקום. אך התבונה אינה כל מהותו של האדם – קיימת גם אהבה, שהינה ביטוי לרוח שאינה תלויה בחומר (ולכן אין למדע נגישות אליה) והיא זו הנותנת משמעות ותכלית לקיום האנושי המצומצם והחלופי.

קישורים
הגרסה הראשונה למסע הקוסמי
המסע הקוסמי – גרסת הסימפסונס
אבק כוכבים
שירה רצון ואבולוציה דרך שירו של מאיר אריאל
Nisargadatta Maharaj

איש הקרח מאמסטרדם

אנשים מיוחדים, גבולות המדע 14 תגובות »

"אני לא מפחד למות. אני מפחד שלא לחיות בשלמות.
שלמות זה להגיע עמוק, ולמען זה אני מתמודד עם אתגרים." – וים הוף

דרכו של וים הוף אל תוך מעמקי נשמתו עוברת דרך קור פיזי. קור שהיה קוטל כל אחד מאיתנו, הוא טעם החים עבור וים. כשטייץ קצרים לגופו הוא רץ חצי מרתון בערבות פינלנד בטמפרטורה של מינוס 35 מעלות, וטיפס יחף (באותה תלבושת) על האוורסט. הבילוי החביב עליו הוא מדיטציה ממושכת בתוך מקררים תעשייתיים (מינוס 20) והוא מחזיק בשיא העולם בשהייה במיכל של קרח (כ-75 דקות) ובצלילה עם בגד ים מתחת לקרחון קרוב מאוד לנקודת הקפיאה. משוגע? ממש לא.

בהיותו בן שמונה עשרה, נמשך וים בחוטי קסם לטבול באגם קפוא, ומאז תשוקתו אל הקור רק הלכה והעצימה. שנים של חישול ואימונים סיזיפיים הקנו לגופו ורוחו חסינות על-אנושית לטמפרטורות נמוכות. היום  (2010), בגיל 51 הוא כבר מפורסם למדי כ-'איש הקרח',  אך הוא אינו האדם היחידי בעולם שמסוגל לעמוד בצינה שכזו. מה שבמערב נחשב ליכולת בלתי מוסברת מושג באופן די שגרתי על ידי נזירים טיבטים בעזרת תרגול טנטרי בשם טומו (Tummo). וים הוף למד את מדיטציית הטומו והפך לאיש המערבי היחידי שפיתח עמידות מופלגת לקור, אך תרומתו לאנושות חורגת בהרבה משיאי גינס בהם הוא מחזיק. למעשה, וים מאתגר בדרכים רבות את התפיסות המדעיות המקובלות לגבי האופן שבו פועל הגוף האנושי והקשר בין גוף לנפש.

טומו היא המקבילה הבודהיסטית-טיבטית לקונדליני שפירושו המילולי בסנסקריט הינו 'אש פנימית'. בטרמינולוגיה של תורות המזרח טומו-קונדליני היא האנרגיה הפסיכו-פיזית הזורמת דרך הגוף האסטראלי (מאוד מזכיר את הצ'י של הסינים ואת ספירת 'יסוד' בקבלה). כאשר אנרגיה זו נעה ללא כל בקרה (המצב האנושי הנפוץ)  היא מייצרת כאוס מנטלי ורגשי שיכול להתבטא גם בחולי פיזי. לעומת זאת, כאשר יוגי (נזיר) לומד לאגור ולנתב אנרגיה זו, היא נהפכת לאש פנימית שבכוחה 'לשרוף' את מעטה הבערות וההצמדות לאגו. אחד ההיבטים של השליטה באנרגיית הטומו-קונדליני (ומן הסתם הפחות משמעותי מן הבחינה הרוחנית-דתית) הוא היכולת לווסת את טמפרטורת הגוף בהתאם לצרכי המתרגל, ולא קשה לדמיין עד כמה שימושית עשויה להיות יכולת זו עבור נזירים טיבטים הנעים במרחבים עטורי השלג של ההימלאיה.   קיים כיום תיעוד מפורט של טקסי חניכה בהם נזירים טיבטיים מתעטפים בסדינים רטובים, ובקור של מינוס ארבע עשרה מעלות מאדים בחום גופם (!) את המים. וכך, בעוד שאדם רגיל היה מגיע למצב של היפותרמיה קיצונית בפרק זמן קצר ביותר, הנזירים חוזרים למנזרם שמחים וטובי לב (ויבשים).  הקרדיולוג  הרברט בנסון (Benson 1982) תיעד שינוי של 8.3 מעלות (!) בטמפרטורת הגוף של נזירים השקועים במדיטציית טומו,  ומדידות דומות תועדו בתנאי מעבדה מוקפדים על ידי ויליאם קרואמי וחובריו (Cromie, 2002).

על אף שמדובר בעובדות אובייקטיביות, חשוב לציין שאין במדע כיום מקבילה משמעותית למושגים המגיעים מתורות המזרח, והשימוש התדיר במילה 'אנרגיה' אינו מעיד על חפיפה עם משמעויותה הפיזיקאליות, אלא נעשה על דרך המשל בלבד. רוב אנשי המדע מתייחסים בחיוך סלחני להסברים ה-'פולקלוריסטיים', באותו אופן שהיו מתייחסים לסיפורי מעשיות על שדים ורוחות. לשיטתם,  קיים הסבר רציונאלי שמן הסתם יתגלה בעקבות מחקרים רציניים, כפי שקרה באינספור מקרים אחרים בהם ההבנה המדעית פיזרה ערפל של אמונות הבל. אם כן, מה יכול להיות ההסבר המדעי?  אחת האפשרויות היא שהגנטיקה של וים הוף שונה. אם יש אנשים שנולדים עם נטייה למבנה גוף שרירי, מדוע שלא ייוולדו אנשים עם עמידות לקור? טענה זו הינה בעייתית לאור העובדה שנזירים טיבטיים מגיעים ליכולות דומות על ידי תרגול. האם לכולם יש אותו מבנה גנטי?

וכך, אנו  מגיעים למרחב המסתורי שבין גוף לנפש. על פי  הגישה המדעית המקובלת, כל התהליכים המנטאליים ובראשם התודעה עצמה (Consciousness) הינם 'תופעות לוואי' (או epiphenomenon) של תהליכים חומריים במוח. במילים אחרות, הרוח נגזרת מן החומר ואינה עומדת ברשות עצמה כתופעה נפרדת. לאור זאת, היכולת של הרוח/נפש להשפיע בחזרה על החומר הינה מסתורין גמור. דומה הדבר לצל אשר משפיע בחזרה על הגוף שיצר אותו  (אגב, אותה תופעה באה לידי ביטוי בהשפעה המוחשית ביותר של תרופות פלצבו).   ואולי יש דרך אחרת לחלוטין להסביר? אולי המדע צריך לעבור מהפכה שתאפשר לו למפות באופן עקבי מושגים שקיימים בתורות אזוטריות מזה אלפי שנים? ימים יגידו.

מתוך התוכנית 'מצבי תודעה' ששודרה בערוץ ההיסטוריה.


קישורים:
על מגבלות המדע המטריאליסטי

Benson, Herbert;  (1982) Body temperature changes during the practice of g Tum-mo yoga. Letter to Nature Magazine, 21 January 1982. Nature 295, 234 – 236.

Cromie, William J. (2002) Research: Meditation changes temperatures: Mind controls body in extreme experiments. Cambridge, MA: Harvard University Gazette, 18 April 2002