לכבוד ראש השנה הבא עלינו לטובה, בו נטבול תפוח בדבש בעודנו מסוגרים בביתנו לפי הנחיות משרד הבריאות, נספר את אחד הסיפורים האיקוניים ביותר בהיסטוריה של המדע - שגם הוא כולל סגר ותפוח.

מגפה איומה משתוללת, גובה קורבנות ומשנה את חייהם של התושבים ללא היכר. נשמע מוכר? אולי, אולם הסיפור שלנו מתרחש לא ב-2020, אלא 350 שנים אל העבר.

השנה היא 1665, ומגפת הדבר הגדולה של לונדון מביאה לסגירת מבנים ציבוריים, מקומות מפגש ואוניברסיטאות. אחת האוניברסיטאות הללו היא אוניברסיטת קיימברידג', בה מדען צעיר ומבריק סיים זה עתה את לימודיו. היה זה אייזק ניוטון, לימים אחד המדענים הפוריים והמשפיעים ביותר בהיסטוריה.

עקב המגפה שחיסלה כחמישית מאוכלוסיית לונדון, נאלץ ניוטון לעזוב את העיר הגדולה ולחזור לבית הולדתו הצנוע שבכפר קטן במחוז לינקולנשייר שבמזרח אנגליה. זה אולי נשמע כמו חוסר מזל נוראי, או לפחות גורם מעכב עבור מדען בתחילת דרכו. אך עבור אייזק, הצעיר המבטיח, ההפך התברר כנכון.

בשנתיים בהן שהה בכפר, פיתח ניוטון את הבסיס שהיווה מקפצה אל התאוריות המהפכניות שיגבש בהמשך. הוא החל בניסוח החשבון האינפיניטיסימלי שהמציא, ערך ניסויים והגיע למסקנות מרחיקות לכת באופטיקה, וגם הרהר רבות בתנועת גופים.

שנת 1666 נודעת עד היום כ"שנת הפלאות של ניוטון". ניוטון היה אז בן 23 בלבד. בשנה זו התרחשה גם תקרית פשוטה ויומיומית לכאורה, שהפכה למיתוס עוד בימי חייו של ניוטון. התיאור שמובא כאן מתבסס על ביוגרפיה מוקדמת של ניוטון שכתב חברו ויליאם סטוקלי על סמך שיחות שערכו ביניהם לאורך השנים. [1]

כפי שסיפר ניוטון לחברו, כבכל יום רגיל התהלך מהורהר בגנו ולגם תה בצילם של עצי התפוח, כשלפתע ניתק אחד התפוחים מהענף ונפל אל הארץ. למה זה, שאל ניוטון את עצמו, שתפוחים תמיד צונחים אנכית מטה? למה שלא יפלו, למשל, הצידה? או אפילו למעלה? מדוע מתעקשים הם, התפוחים, לנוע אל מרכז כדור הארץ? נראה שהארץ מושכת את התפוחים אליה. אם כן, לחומר צריך להיות איזה כוח משיכה שגלום בו, וסך כוח המשיכה הגלום בכדור הארץ צריך להיות במרכזו, לא באף צד שלו. לכן התפוח נופל אנכית מטה, כלומר לכיוון מרכז כדור הארץ. ואם חומר מושך חומר, המשיכה הזו צריכה לגדול עם כמות החומר. כל גוף בעל מסה מושך כל גוף בעל מסה אחר, ולכן לא רק כדור הארץ מושך את התפוח, אלא התפוח גם מושך את כדור הארץ.

אבל אם קיימת המשיכה הזאת בין כדור הארץ לתפוח שנמצא בגובה מטרים ספורים, למה לעצור כאן? אולי כוח המשיכה של כדור הארץ מגיע גם רחוק יותר, עד הירח? ואם כך, חייבת להיות לכך השפעה על תנועת הירח. אולי הכוח הזה, שגורם לתפוחים ליפול אל הקרקע, גם משאיר את הירח במסלולו?

ניוטון הבין שידו של כדור הארץ ארוכה משנהוג היה לחשוב. היא לא רק מושטת לקטוף תפוחים, אלא נפרשת הרחק ואוחזת בירח עצמו, מאלצת אותו לחוג סביב כדור הארץ במקום לברוח לחלל. אמנם התנועה המתקבלת היא שונה, אך היד היא אותה יד.

הגאונות של ניוטון הייתה באיחוד שתי תופעות, שנחשבו עד אותה עת לנפרדות, יחד עם ההבנה שגופים יכולים להפעיל זה על זה כוח מרחוק. לאחר שנים נוספות של עבודה, התבססות על תצפיות וחישובים, הצליח ניוטון לתאר בחוק מתמטי את המשיכה בין כל שני גופים בעלי מסה. לפי חוק זה, עוצמת המשיכה בין כל שני גופים קטנה כמו המרחק בינהם בריבוע, וגדלה עם מסת כל אחד מהם. אותו חוק בדיוק תקף לתפוחים נופלים, למסלול הירח וגם לגרמי השמיים האחרים, ועל כן נקרא "חוק הכבידה האוניברסלי".

מגפת הדבר הגדולה של לונדון הגיעה לסיומה באביב 1667, עם שריפת ענק שהכתה בעיר. ניוטון עזב את הכפר השליו ושב לקיימברידג', שם הדגים כיצד השינויים שנכפו עליו בגלל (או בזכות) המגפה הביאו להבנה חדשה של העולם.

עמותת מדע גדול, בקטנה מאחלת לכולם שיפה ושונה תהא השנה אשר מתחילה לה היום.

מקור:

[1] זכרונותיו של סטוקלי מידידו ניוטון: Memoirs of Sir Isaac Newton's Life, by William Stukeley
ולחובבי הז'אנר, כתב היד המקורי של סטוקלי: Turning the Pages™ - Royal Society