» «
אייזק ניוטון
מה גילה המדען אייזק ניוטון במחקריו?



רבים אומרים שהוא גדול המדענים בהיסטוריה. כל כך הרבה מהמדע המודרני והטכנולוגיה שמשרתת אותנו התבססו ושאבו מתגליותיו. הבנת העולם והיקום בלעדיו פשוט אינם אפשריים ולכן נחשב הפיזיקאי והמתמטיקאי האנגלי אייזק ניוטון, בן המאה ה-17, לאחד המדענים הגדולים בכל הזמנים.

סיפורו מתחיל לא טוב. ניוטון היה נער מבית פשוט שאימו לא קיבלה ממנו עזרה בבית. כשפנתה לקרוב משפחה שידבר עם בנה הסורר, שוחח עימו האיש והודיע לאם שהילד שלה גאון. ניוטון הצעיר נשלח ללימודים בבית ספר בקיימברידג' ושם הפך לתלמיד מצטיין ולסטודנט מבריק.

האגדה מספרת שבגיל 23 הוא צפה בתפוח נופל מעץ בעיירה קיימברידג' והבין שכוח מסוים הוא שמושך אותו אל האדמה. מכאן הדרך קצרה לתיאוריה מסעירה ששינתה את כל מה שחשבו עד אז על הפיזיקה של כדור הארץ ועל חוקי התנועה של הגופים.

ניוטון ניסח את "חוק הכבידה העולמי", חוק מדעי שקבע שבין כל שני גופים חומריים, בעלי מסה, פועל כוח משיכה. התאוריה שלו אף קבעה שככל שהגופים הם קרובים זה לזה ומכפלת המסות שלהם גדולה יותר, כוח המשיכה ביניהם יהיה חזק יותר. קצת מזכיר עניינים שבינו לבינה, לא?

ניוטון היה המדען הראשון שתיאר את כוח הכבידה ואת שלושת חוקי התנועה ובכך יצר את הבסיס להנדסה המודרנית ולהישגים עצומים במכניקה והתעשייה של העולם המודרני. גם מי שלא מסכימים לכנותו המדען הגדול בכל הזמנים יסכימו שהוא לבטח מי שהניח את היסודות החשובים לחשיבה המדעית המודרנית.

אתם חושבים שזה הכל? - ממש לא. ניוטון תרם בשלל תגליות ובמחקר מעמיק בשלל תחומים כמו אופטיקה, אסטרונומיה ומתמטיקה. תרומתו עצומה להתפתחות הגישה המדעית ולהבנת היקום והחלל שמסביבנו.

אייזק ניוטון הוא אולי המדען שמבטא בצורה הטובה ביותר את הגאוניות של השיטה המדעית, המתבססת על תגליות וממצאי העבר, בדרך להתקדמות המדעית של ההווה והעתיד. את צניעותו וגדלותו כאדם וכמדען ביטא מי שנחשב בעיני רבים כגדול המדענים בהיסטוריה בענווה גדולה, כשכתב לחבר במכתב את המשפט האלמותי: "אם הרחקתי לראות, הרי זה משום שעמדתי על כתפי נפילים".


ראו סרטון אנימציה קצר שמציג את התגליות של ניוטון בתחום הכבידה:

http://youtu.be/jwPc0kK9VHU


סיפורם של ניוטון וחוקי ניוטון (עברית):

https://youtu.be/G-YlfXtW7Yc


הסבר 3 חוקי התנועה של ניוטון (מתורגם):

http://youtu.be/zCNSO002jfI


סרטון באנגלית לילדים על סיפורו של ניוטון:

https://youtu.be/h48BWDeBLno


ותכנית חינוכית על ניוטון ורעיונותיו (עברית):

https://youtu.be/uafbWJ26xNU?long=yes
החומר האפל
ממה עשוי היקום?



בימי הביניים האמינו המדענים שהיקום הוא קטן. התגליות של קופרניקוס וניוטון הראו שבנוסף לכדור הארץ יש כוכבים רבים במערכת השמש וביקום שמסביב עוד המוני כוכבים נוספים. המדען אדווין האבל גילה רק במאה ה-20 שהיקום הולך ומתפשט כל הזמן ומשתנה בלי הפסקה והוא כלל איננו קבוע בצורתו ובגודלו.

אבל איך זה קשור לחומרים שמהם עשוי היקום שלנו?

ובכן, בעשורים האחרונים התגלה שהחומר שממנו עשויים הכוכבים, הגלקסיות וכל מה שחי עליהם הוא בערך 5% מהחומר שקיים ביקום. הממצא המדהים הזה העלה את השאלה מהו החומר שממנו מורכבים שאר 95% של היקום. מה דעתכם?

בשנות ה-60 של המאה הקודמת גילו המדענים שגלקסיות מסתובבות במהירות עצומה. הם שאלו את עצמם כיצד הכוכבים נשארים במסלול הסיבוב ולא עפים החוצה מהגלקסיה. כוח הכבידה שהם חישבו היה קטן מדי מכדי לשמור על הכוכבים בתוך הגלקסיה. בשנות ה-80 הגיעה חוקרת בשם ורה רובין למסקנה הבלתי נמנעת שחומר כלשהו, ככל הנראה חומר בלתי נראה, מחזיק את הכוכבים מלעוף מהמרכז החוצה, על אף שמהירותם גדולה מהצפוי על פי העקרונות המוכרים לנו.

החומר הזה זכה לשם "החומר האפל". פיסיקאים שעוסקים בתחום מעריכים שטלסקופים מאפשרים לראות כיום עד 10% מהמסה הקיימת ביקום. שאר המסה ביקום היא ככל הנראה של אותו חומר מסתורי ובלתי נראה.

בשנים שחלפו מאז צפו בכמה הזדמנויות באירועים שיתכן ואישרו את קיומו של החומר האפל הזה. החל מניצנוץ כוכבים רחוקים בזמן שמסה לא נראית חולפת על פניהם, דרך עיוות הזמן והמרחב בגלקסיות שגורמת מסה בלתי נראית, ועד לענני גז שניתן לראות רק בטלסקופ רנטגן אבל בטלסקופ רגיל לא רואים דבר מהם - קיומו של החומר האפל הולך ונראה כעובדה.

אבל הוכחות חד משמעיות וממצאים שיאשרו את קיומו של החומר האפל לא נמצאו עדיין. אפילו לזהות מהם החלקיקים שמהם עשוי החומר הזה לא הצליחו עדיין הפיסיקאים. זה די מבלבל - לדעת שמשהו ככל הנראה קיים אבל לא למצוא מהו, משום שהוא בלתי נראה!

בכל מקרה, על פי תיאוריית החומר האפל, מעל 90% מנפח היקום הוא חלל ריק, ואקום, שכל מה שיש בו הם שדות אלקטרומגנטיים, שדות כבידה עמוסים בקרינה אלקטרומגנטית מסוגים שונים, ביניהם האור הנראה, גלי רדיו ועוד.


זה החומר שממנו עשוי היקום (מתורגם):

http://youtu.be/P5WACfIb-qk


סיפורו של החומר האפל שממלא כמעט את כל היקום (מתורגם):

http://youtu.be/HneiEA1B8ks


וכך מסביר החומר האפל את התצפיות הלא-צפויות של מהירות תנועת הכוכבים בגלקסיות (מתורגם):

http://youtu.be/cx7pmSBXHfs
מדע
כיצד בנוי המדע מדורות של מדענים?



מדע הוא הידע שנרכש באמצעות המחקר האנושי. הידע המדעי מושג על ידי אנשי מדע, מדענים. במדע יש שיטה. השיטה מבטיחה שהידע שנרכש בה יהיה ידע שניתן יהיה ללמוד ממנו על העולם. זה לא אומר שאין ויכוחים ודעות שונות בין מדענים, אך השיטה המדעית מאפשרת לידע המדעי לגדול ולהשתנות בזכות תגליות ומחקרים חדשים, שמתבצעים כל הזמן ושמתבססים אחד על קודמיו.

ראשית, חשובים האובייקטיביות ומניעת ההטיות הלא רלוונטיות. המדע בכלל והמחקר המדעי בפרט שואפים להיות אובייקטיביים. המדען שואף להגיע למסקנות המבוססות על ממצאים ועל ראיות ככל האפשר. יותר מזה - הרעיון במדע הוא לנטרל ככל האפשר את ההשפעה של אמונות, תפיסות שגויות, דוגמות מדעיות ודעות קדומות, על תהליך החקירה והשיפוט. ככל שהחוקר המדען יהיה פתוח מחד ושיטתי מאידך, ממצאיו יהיו נאמנים יותר למציאות ופחות מוטים.

עקרון חשוב ובסיסי נוסף במדע הוא הספק. הסיסמה השגורה היא "האמן, אך הקפד לוודא". משמעות הדבר היא שתוצאות מדעיות צריכות תמיד לבחון בניסויים. כלומר הניסוי הוא הדרך לבחון השערות מדעיות ולקדם את הידע המדעי בעולם. תודות לרעיון זה נוצר מאז המהפכה המדעית והולדת המדע המודרני, במאה ה-17, ידע מדעי עצום וחשוב. ידע זה קידם את האנושות בצעדי ענק, שאין להם תקדים בהיסטוריה.

יש עוד עניין - של הורשת החכמה המדעית המצטברת. פעמים רבות מחקרים לוקחים על עצמם לבדוק שוב ניסויים ומחקרים שנעשו בעבר, כדי לוודא שאכן ניתן לשחזר את התוצאות שאליהן הגיעו ובכך לאושש את הממצאים שלהם. כך המדע ממצק את הישגיו ומתבסס ככל הניתן על ידע מוצק, שעבר תהליך של וידוא.

כל מחקר גם מתבסס ומשתמש בידע שנרכש במחקרים קודמים ועל ידי חוקרים קודמים ויוצא ממנו לגלות דברים חדשים. אחד מגדולי המדענים, אייזק ניוטון, אמר פעם את המשפט שמגדיר מצוין את עוצמתו של המדע: "אם הרחקתי לראות, הרי זה משום שעמדתי על כתפי נפילים". ואכן, ניוטון התבסס על ידע מדעי שתרמו קודמיו. כך פועלים מדענים טובים וכך השיטה דורשת מהם לחקור.

איך זה עובד?

חוקי הכבידה של ניוטון, לדוגמה, התבססו במידה רבה על ידע של שלושת החוקים של יוהנס קֶפְּלֶר, בנוגע לתנועת גרמי השמיים. קֶפְּלֶר עצמו התבסס בתגליתו, שאיפשרה לו לשרטט את מסלוליהם של כוכבי הלכת, על ידע מדעי שתרמו היוונים הקדמונים על האֶליפּסה. כך נבנית הבנת העולם - מחקר אחרי מחקר, מדען אחרי מדען, עד לדיוק מעורר השתאות, שגם הוא, ואת זה חשוב לזכור, מוטל במדע בספק.


הנה תצוגה יפה ופשוטה של המדע והדברים שעליהם הוא מתבסס:

https://youtu.be/de8OzOmUD7c


סיפורה של המהפכה המדעית שיצרה את המדע המודרני (מתורגם):

http://youtu.be/bx6J2D96mCw?t=44s


משל הפיל ו-6 העיוורים הוא נהדר כדי להבין את ההבדל בין לריב על האמת לעומת לשתף ממצאים ולהגיע לאמת:

https://youtu.be/Vn9BUfUCL4I


כמה מההישגים המדעיים הגדולים בתולדות המדע:

https://youtu.be/cbKH35MqOJc


יתכן שהראשון שהניח את היסודות לשיטה המדעית היה גלן מפרגמון, שניהל רשימות של ניסויים שעשה בריפוי גלדיאטורים:

https://youtu.be/-nAYmCimxhA


ושיעור מצולם על המהפכה המדעית (עברית):

https://youtu.be/-_2Pvr3OKVQ
מדע
מהו המדע?



בקצרה ניתן לומר שמדע (Science) הוא אוצר של ידע, המתבסס על ניסויים, מדידות ותיעוד מצטבר.

בהרחבה ניתן לומר שמדע הוא שיטת מחקר שמתבססת על הסקת מסקנות מניסויים ותצפיות, כשהכל בה מבוסס על הוכחות אמפיריות, כלומר הוכחות שניתנות למחקר חוזר, בכדי לוודא את תקפותן.

הידע המדעי אינו אובייקטיבי ואינו ידע על המציאות האובייקטיבית, אלא ידע של מה שניתן לחקור ולבחון באמצעות השיטה המדעית. בניגוד לשיטות קודמות שניסו להבין כיצד פועל העולם, את כל הידע המדעי, שהוסק על ידי המדענים, ניתן לבחון לפי עקרונות מוסכמים.

יש במדע חלוקה מסוימת. מצד אחד ישנו מדע יישומי, שבתגליות שנעשו בו ניתן להשתמש מיידית, לפיתוח הטכנולוגיה ולקידמה האנושית. מנגד, יש מדע בסיסי, שנועד לגלות כיצד העולם פועל ולהגדיל את הבנת המדענים את העולם. רוב תגליות המדע הבסיסי אינן מידיות בתועלת שהן מספקות לאנושות, אבל הן לא פחות חשובות בטווח הארוך, לטובת המין האנושי.

תחומי ידע השונים נקראים "מדעים". ישנם מדעי החיים, כמו ביולוגיה או זואולוגיה, יש מדעים מדויקים דוגמת פיזיקה ומתמטיקה, מדעי החברה כמו סוציולוגיה, כלכלה ומדע המדינה, מדעי הרוח כמו ספרות והיסטוריה ועוד.

מדע לומדים באוניברסיטאות. שם הופכים מסטודנטים לחוקרים. המרצים בהן, חלקם הגדול בעלי תארי דוקטור ופרופסור, מחלקים את הזמן בין הוראת המדעים לבין מחקר וכתיבה של פרסומים מדעיים בכתבי עת מדעיים. באמצעות הפרסומים הללו של מאמרים מדעיים מובאים הממצאים והתגליות לעיניהם של חוקרים עמיתים מכל העולם. הללו יכולים לעשות מחקרים שיאמתו את הממצאים או ימשיכו ויתבססו על הממצאים לצרכים מחקר מתקדם יותר, שיקדם את המדע.

ההכרה בהישגי השיטה הזו, הנעזרת בתגליות ובפיתוחי העבר החשובים כבסיס להתקדמות המדעית של ההווה, היא שהביאה את גדול המדענים בהיסטוריה אייזיק ניוטון, לומר את המשפט האלמותי שלו: "אם הרחקתי לראות, הרי זה משום שעמדתי על כתפי נפילים".

המדע הביא את העולם המודרני להישגים מדהימים. הטכנולוגיה והידע האנושי להם תרם המדע הפכו את חיינו לבריאים מאי-פעם, ארוכים מכל הדורות שלפנינו ובעלי שפע ונוחות חסרי תקדים. עם זאת - החיים המודרניים גם מלאי סיכונים חדשים, סיכונים שיצרו בין השאר ההישגים העצומים להם תרם המדע.


זהו המדע:

https://youtu.be/hDQ8ggroeE4


הסבר בשירה של מדע:

http://youtu.be/9Cd36WJ79z4


תלמידים מנסים להסביר את מה שהם תופסים במדע (עברית):

https://youtu.be/NFU1FNqmsYI


על יופיו של המדע:

http://youtu.be/dvM4JPGsmVw


והראפר עלי ג'י שואל בראפ מהו המדע:

https://youtu.be/Ws6HPTom2AY

אייזק ניוטון

כבידה
מי גילה את כוח הכבידה?



ראשית בפשטות, נסביר שכוח הכבידה (Gravity) הוא כוח שמושך תמיד ישר למטה, כלפי מרכז כדור הארץ, או למטה בכל כוכב בעל מסה.

כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם.

היסטורית, התגלה כוח המשיכה על ידי אייזק ניוטון. חוק המשיכה האוניברסלי שניסח אייזיק ניוטון הגדיר את המשיכה בין כל שני גופים בעלי מסה, כמשיכה זה לזה ביחס ישר למסה שלהם וביחס הפוך לריבוע המרחק שיש ביניהם. במאה ה-20 הורחב חוק המשיכה על ידי אלברט איינשטיין שגרס כי גם חלקיקים כמו פוטונים לדוגמה (חלקיקים חסרי "מסת מנוחה") נמשכים לגופים אחרים.


הנה סרטון על כבידה (מתורגם):

http://youtu.be/px7bevMOOP0


כוח הכבידה מגביל את שהייתנו באוויר בכוח גופנו לשנייה אחת בלבד (מתורגם):

https://youtu.be/sDbmcPnzwy4


תפקידו של איינשטיין בהבנה המעמיקה של הכבידה בחלל:

https://youtu.be/xJ0m_0v6fQk


קדימון הסרט "גראוויטי" העוסק בכוח המשיכה בחלל:

http://youtu.be/OiTiKOy59o4
אלכימיה
מהי אלכימיה ומיהם האלכימאים?



אלכימיה (Alchemy) הייתה מעין מדע בעולם העתיק, ענף שהחוקרים בו עסקו בחקר החומרים בטבע, מתוך הנחה שלחומרים שונים יש כוחות מאגיים ונסתרים.

האלכימאי בעת העתיקה עסק בנסיונות לייצר זהב ומתכות יקרות מחומרים זולים. כמו כן הם עסקו בניסיונות לייצר תרופה לחיי נצח.

האלכימאים ניסו לגלות את הכוחות המאגיים שמצויים בחומרים שונים, אך שוב ושוב הם נכשלו בניסיונות לייצר מתכות יקרות ורבים אף נתפסו בזיוף ונוכלות.

מקור האלכימיה הוא במזרח התיכון. כבר במצרים העתיקה, בה עסקו החוקרים בגילוי טכניקות וחומרים לחניטת גופות, האלכימיה הייתה מהתחומים החשובים בחיפוש אחרי חומרים שכאלה.

הערבים פיתחו לאחר מכן את חלק מהשיטות שמצאו האלכימאים. אפילו המילה "אל-כימיה" מקורה בשפה הערבית.

באירופה רדפה הכנסייה הנוצרית את האלכימאים כמכשפים, אך האצילים טיפחו אותם, כיוון שקיוו שייצרו להם זהב, כסף ומתכות יקרות אחרות.

אפילו המדען הגדול בהיסטוריה, אייזק ניוטון, עסק בצעירותו בחקר האלכימיה. אבל כשצמח מדע הכימיה, חלפה האלכימיה לגמרי מן העולם.


הנה סרטון שמדגים את האלכימיה:

http://youtu.be/ZTb640Rbq74


מסתבר שגם אם הם פספסו בכמה מאות שנים, האלכימאים צדקו (מתורגם):

http://youtu.be/jf_4z4AKwJg


גם היום מנסים וטוענים שמצליחים לייצר זהב בבית:

https://youtu.be/jrBncT4Gwys


והאם זהו אלכימיסט מודרני? (עברית)

https://youtu.be/6E15SxhwLuk
המהפכה המדעית
מה הייתה המהפכה המדעית?



הכל החל כשפרסם האסטרונום הפולני קופרניקוס בשנת 1543 את התיאוריה ההליוצנטרית שלו. המילה המסובכת הזו פירושה שהוא כתב לראשונה שהשמש היא מרכז היקום, בעוד שאר הכוכבים, כולל כדור הארץ, סובבים סביבה. הטענה הזו של קופרניקוס פורסמה בספרו "על הסיבובים של גרמי השמיים". היא הייתה מהפכנית והרגיזה את הכנסייה מאד, כי עד אז הטענה הייתה שכדור הארץ הוא מרכז העולם והשמש והכוכבים סובבים סביבו. אבל התאוריה של קופרניקוס הובילה לפרץ של מחקר ותצפיות בחלל, כולל מחקרים של מי שיהפכו לחוקרים חשובים ביותר, כמו ניוטון, לייבניץ וגליליאו גליליי.

זו הייתה תחילתה של המהפכה המדעית, שבתוך 500 שנה תוביל את האדם לתגליות שלא יאומנו. גם לפני קופרניקוס היה מדע. חלק גדול מהידע המדעי הרב שהשיגו היוונים והרומים נשמר. אך מאז התמוטטות האימפריה הרומית במאה ה-5 שקעה אירופה ב"חשכת ימי הביניים" שהאיטה מאד את ההתקדמות המדעית והטכנולוגית. המצאת הדפוס במאה ה-15 סייעה להפצת הידע המדעי מאד, אך המדע עדיין הוגבל על ידי הכנסיה הנוצרית ומותר היה לפרסם רק את מה שתאם את האמונה הנוצרית.

"המהפכה המדעית" תשנה את כל זה. במהלך 500 השנים הבאות, יעבור העולם מהפכת ידע בלתי נתפסת. מכאן תתגבש השיטה המדעית למחקר חופשי ולא מוגבל, כמותי ומתמטי. גם הידע המדעי לא יישמר יותר בסוד, כפי שהיה עד אז, אם מחשש מהשמרנות הדתית ואם בשל תחרות עם אחרים. המהפכה המדעית קידמה מעתה את פרסום והפצת הידע המדעי לכל. חוקרים החלו מעתה להסתמך על תגליות קודמות של חוקרים אחרים, לבחון אם הידע נכון, להציע השערות אחרות ולבחון אותן בכלים מדעיים. העולם, המדע והטכנולוגיה יתקדמו מעתה ויפרצו נתיבים חדשים, לעבר ידע שגדל במהירות עצומה, תגליות מדהימות והמצאות שלא יאמנו.


הנה סיפורה של המהפכה המדעית (מתורגם):

http://youtu.be/bx6J2D96mCw?t=45s


השינוי המדהים שחוללה המהפיכה המדעית בחשיבה האנושית (מתורגם):

http://youtu.be/LxMOW7nGH7E


סיפור המהפכה המדעית באנגלית:

http://youtu.be/9hodYUDDfsY


ועוד אחד ממחוללי המהפכה המדעית, המדען האסטרונום גלילאו גליליי (עברית):

http://youtu.be/sB1doXwTKtc


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.