נושאים באתר

צוות האתר

צוות האתר

משמעות גילוי בוזון היגס לאדם המאמין

דניאל תורג'מן, פיזיקאי חלקיקים ממכון וייצמן, ופעיל במאיץ החלקיקים CERN בשוייץ, עסק בכמה במות במשמעות גילוי ה'חלקיק האלהי', סקירה שלו בנושא התפרסמה בגלילאו מרץ 2016, (יש גם בגירסה האנגלית), בתוך 'מעשה חושב', הוא פירסם מאמר מקיף על המשמעות האמונית של גילוי החלקיק, לפי דבריו זה אומר שאין עוד אפשרות לקבל את ההנחה שישנו בעולם חומר בעל תכונות מוגדרות. תורג'מן מרחיב ומפרט את הדברים מבחינה מדעית, וגם בצורה שהאדם המשכיל יכול להבין ככל שניתן.

להלן מאמרו המתפרסם באדיבותו (באתר שלו, ניתן ליצור עמו קשר, ולקרוא מאמרים נוספים):

 

הקדמה

בתפיסה האנושית ישנה חלוקה ברורה בין חומר לאור. החומר הינו בעל מסה, ממוקם בגבול מסוים ונשמר (מה שמכונה ״חוק שימור החומר״). לאור, לעומת זאת, אין מסה, הוא מתפשט במרחב, וניתן ליצירה ובליעה. חלוקה ישנה זו החלה להיסדק במשוואתו המפורסמת של אינשטיין E=mc2 והתמוטטה כליל עת התגלה בוזון היגס ביולי 2012. להלן אנסה להציג בקצרה את התאורייה הפיזיקאלית מאחורי אמירה זו ומשמעותה בתפיסת עולמו של האדם המאמין.

פיזיקה

חוק שימור החומר

מאז ימיו של לבואזיה ידוע שסך המסה של תוצרים של ריאקציה כימית חייב להיות שווה לסך המסה של מגיביה (החומרים שיצרו את הריאקציה).  אם בריאקציה מסויימת תימדד לתוצרים מסה שונה מזו של המגיבים, אזי יש לחפש מסה זו בתוצרים נוספים שלא זוהו - ואכן כך התגלה קיומו של החמצן. החומר מסוגל ללבוש צורה ולפשוט צורה, אבל לא ״להיעלם״ או להיווצר. מאז, השאלה ״מהו מקור המסה של החומר?״ אינה ניתנת להישאל. שהרי בביטוי ׳מקור המסה׳ מונחת הנחה שהמסה נוצרה ממשהו שאינו מסה - הנחה שנוגדת לחלוטין את עיקרון שימור החומר המתואר לעיל.

E=mc2

בתחילת המאה הקודמת, עם פרסום תורת היחסות הפרטית של איינשטיין, חל שינוי דרמטי בתפיסה זו. שהרי E=mc2, אנרגיה שווה למסה כפול מהירות האור בריבוע. במילים אחרות משוואה זאת אומרת לנו כי (במערכת ייחוס שבה הגוף נמצא במנוחה) מסתו של גוף הינה פרופורציונלית לסך כל האנרגיה שלו:  קפיץ דרוך הינו מסיבי יותר מכאשר הוא משוחרר, וגוף חם הינו מסיבי יותר מכאשר הוא קר, זאת בגלל האנרגיה הפוטנציאלית והתרמית שלהם. במציאות, תוספת המסה בדוגמאות אלו זניחה, אבל במקרה של הפרוטון כלל וכלל לא. הפרוטון מורכב משלשה חלקיקים יסודיים המכונים ״קווארקים״. כמו קפיץ דרוך, קווארקים אלו מוחזקים ומתוחמים יחד על ידי כוח חזק המכונה ״הכוח החזק״[1]. בגלל האנרגיה של כוח זה, מסתו של הפרוטון גדולה פי 100 ממסתם של הקוורקים המרכיבים אותו. הוא הדין לגבי הנייטרון. העובדה שכמעט כל המסה של החומר שאנו מכירים מקורה בפרוטונים ונייטרונים )שהרי החומר שאנו מכירים מורכב גם מאלקטרונים אך המסה שלהם קטנה פי (2000, מביאה למסקנה שכמעט כל המסה של החומר שאנו מכירים הינה בעצם אנרגיה. זוהי מסקנה מאוד מרחיקת לכת ביותר מבחינת תפיסת העולם שלנו. מרחיקת לכת, אך לא מהפכה טוטאלית של ממש. שהרי תמיד יהיו רכיבים יסודיים (האלקטרונים והקוורקים) אשר הינם בעלי מסה עצמית. לכאורה.

כדי להמשיך אסביר מעט על מה קורה בתוך מאיץ החלקיקים הגדול של ,CERN שבו אני חוקר. במסלול מעגלי תת קרקעי באורך 27 ק״מ מאיצים צברים של פרוטונים עד מהירוית של %99.999998 ממהירות האור, בשני כיוונים מנוגדים של המסלול. מביאים פרוטונים אלו להתנגשות בשתי נקודות בהן שוכנים גלאי ענק, שם האחד CMS ושם השני ATLAS.[2] להתנגשות ראש בראש של פרוטונים תוצרים שהגלאי קולט ורושם, והם מועברים להמשך אנליזה בידי פיזיקאים. מה שחשוב לדעת מכל זה הינו שאין אנו מביאים את הפרוטונים לידי התנגשות כדי לשבור אותם ולגלות מה יש בתוכם. אנחנו יודעים מה יש בתוכם וממה הם מורכבים (הקוורקים כנ״ל). אנחנו מנגשים אותם כדי לייצר חלקיקים חדשים, אחרים, שלא היו בתוך הפרוטונים כלל. למשל, מהתנגשות של פרוטונים יכולים לצאת אלקטרונים או מיואונים או בוזוני היגס, ועוד שלל חליקיקים שאינם קשורים לפרוטון עצמו. כיצד זה אפשרי?  גם כאן אנו משתמשים במשוואתו של איינשטיין E=mc2, אך הפעם על ידי אנרגיה אנו מייצרים מסה. הסיבה שאנו מביאים פרוטונים לידי התנגשות אינה כדי לחקור את מרכיביהם, כאמור, אלא מפני שקל להאיץ אותם, ועל ידי המהירות שנקנה להם נצליח לרכז כמות אנרגיה גדולה מאוד באזור קטן מאוד ומהריכוז הגדול של אנרגיה זו יוצאים חלקיקים חדשים. אך עדיין יש לשאול: כיצד זה עובד? מה המנגנון? שאלה זאת מצריכה אותנו להיכנס מעט לתחום של תורת השדות הקוונטים. תחום שדרכו נוכל גם לגעת בתפקידו של ׳בוזון היגס׳ המפורסם.

תורת השדות הקוונטיים

כדי לתאר את המציאות כפי שהיא, הצליחו מדענים לפתח תורה הכוללת גם את תורת הקוונטים וגם יחסות פרטית. איחוד זה הוליד את הצורך לדבר על הרכיבים היסודיים של החומר בתור שדות הפרושים על כל המרחב[3]. החלקיקים המוכרים הינם בעצם עירורים (שינויים ממצב היסוד) בשדות אלו כמו גלים על פני הים. משל לים שאנו מביטים בו מהצד, ומסוגלים לראות רק מה שמעל פני המים. מידי פעם יגיחו במים עירורים הנקראים גלים, הלא המה ה״חלקיקים״ של ה״שדה״ הימי. אם במקביל יגיחו גם גלים (״עירורים״) אדומים, נאמר שבמקביל מתפרש על פני כל המרחב גם ים (״שדה״) אדום. כך לגבי כל צבע שונה של גל שנראה - נאמר שיש במקביל גם שדה באותו צבע שהגל הינו עירור שלו. כך גם האלקטרונים, הקווארקים וכו׳ שאנו רואים הינם עירורים של שדות האלקטרון, הקווארק וכו׳ המתפשטים בכל היקום. כל האלקטרונים שאנו רואים הינם בעצם גלים של אותו שדה.  זאת הסיבה שאלקטרון (או כל חלקיק אחר) הנוצר פה בכדור הארץ הינו זהה בדיוק לאלקטרון הנוצר בגלקסיה בקצה הקוסמוס - שניהם עירורים של אותו השדה. לגלים אלה גם אפשרות לעשות אינטראקציה עם גלים אחרים, ואפילו עם השדות של גלים אחרים. עד כאן תיאור ראשוני ל׳תורת השדות הקוונטיים׳ אשר הינה המסגרת, שיחד עם ההגדרה אילו שדות קיימים ואילו אינטרקציות יש ביניהם משלימים את ״המודל הסטנדרטי״ לתיאור המציאות.

כאשר כך הם פני הדברי, ניתן כבר להבין כיצד מאיצים פרוטונים ומהתנגשותם יוצאים אלקטרונים. אנרגיה של עירור בשדה אחד מועברת לשדה אחר, ובכך מעוררת בו גלים (=״חלקיקים״) חדשים. הסיכוי שהתנגשות בין קווארקים תעורר גלים דווקא בשדה אחר מסוים תלוי בחוזק האינטראקציה עם השדה ההוא ובחוקי שימור, כגון שימור אנרגיה ומטען. בפועל, אין אינטראקציה ישירה בין הקווארקים לאלקטרונים, ולכן יצירת האלקטרונים מתבצעת דרך שלב ביניים של שדה שלישי המתווך את המעבר (כגון הפוטון, הW או הZ). מעברים אלו מתקיימים לא רק בהתנגשויות כפי שהזכרתי לעיל, אלא גם בדעיכות: מיואון (בן דודו המסיבי של האלקטרון) ידעך מעצמו לאלקטרון ו2 נייטרינו (חלקיקים קלים מאוד ללא מטען), וקווארק t (הקווארק המסיבי ביותר) ידעך מעצמו לקווארק b וW. כמו כן, פוטון אנרגטי יכול לייצר זוג - אלקטרון ופוזיטרון (פוזיטרון הוא האנטי חלקיק של האלקטרון - הוא בעל אותן תכונות רק עם מטען חיובי). בדיאגרמות דלהלן משורטטים התהליכים שהוזכרו לעיל. מטרת הבאתם כאן להמחיש לקורא את יכולת המעבר בין סוגים שונים של ״חלקיקים״ יסודיים ואת חוסר היציבות שלהם. תופעה שקשה ליישבה עם התפיסה הפשוטה שחלקיקים הינם כדורים קטנים, אבל כן מתקבלת כאשר מבינים שחלקיקים הינם עירורים בשדות, כמובא לעיל.

מסה ומבוכה

עכשיו, בחזרה לעניין המסה. בפרק זה נעלה שמתברר שבאמת אין לחלקיקים מסה מצד עצמם, ובפרק הבא נסביר איך בכל זאת שדה ההיגס מקנה להם מסה.

כפי שפירטנו לעיל, חלקיקים הינם עירורים בשדות. תיאורתית, במשוואות, ניתן היה לייחס להם מסה. במשוואות אפשר לכתוב:

 

[איבר תנועה] + [איבר מסה] + [איבר אינטרקציה עם שדות אחרים].

הנה, אכתוב את איבר המסה:

m・f

f מייצג שדה כלשהו ו-m את ערך המסה שלו. הפוטון, לדוגמה, הוא חסר מסה ולכן אצלו m=0. כאשר כותבים איבר מסה במשוואות בצורה זו, ערך המסה הינו ׳נתון׳ - תכונה עצמית של השדה  הנידון. כאן ישאל הקורא: מבחינה רעיונית, כיצד אפשר לייצר משהו עם מסה באופן ספונטני? איך פוטון אנרגטי חסר מסה הופך לשני חלקיקים בעלי מסה (דיאגרמה לעיל)? המשוואות מאפשרות זאת אבל משהו נראה חסר…

התשובה היא שאכן מתברר שאין זאת התמונה השלמה. מכל הניסויים שנעשו עולה תמונה ברורה לגבי המשוואות המתארות את העולם שלנו: אין אפשרות לכתוב בהן איבר מסה.[4] בקצרה נאמר שקיומו של איבר מסה ייתכן רק בתנאי מסויים, תנאי של סימטריה כלשהי, אשר מתברר שהמציאות אינה מקיימת. אילו הייתה המציאות מקיימת את הסימטריה הזאת, יכולנו לכתוב איבר מסה והיינו מבינים שמסה הינה ׳נתון׳ - תכונה עצמית של החלקיק. אולם מאחר שהטבע הראה לנו שיש בו אסימטריה, אי אפשר לכתוב איבר מסה, מכיוון שהיא בנויה על סימטריה שאיננה.

כאן מייד כל אחד יהיה נבוך: הרי לכל החלקיקים יש מסה![5]

אכן כן, אבל זה נובע מאיבר אינטראקציה, כפי שנראה מיד.

ויהי מסה

נביא שוב את המשוואה הכללית בצורה סכמטית:

ראינו שאיבר המסה אינו יכול להתקיים, עכשיו נשים מבטינו לאיבר האינטרקציה. איבר האינטראקציה בין שדות ייראה כמו:

g・f1・f2

כאשר f1 ו- f2 מייצגים שני שדות שונים ו-g הינו קבוע המייצג את חוזק האינטרקציה ביניהם.  זהו האיבר האחראי, למשל, על הקליטה של גלי רדיו[6] באנטנה של מכוניתכם. פוטונים של גלי הרדיו נמצאים באינטראקציה עם האלקטרונים שבאנטנה וגורמים להם לזרום בתדרים שונים. מכל מקום, משנות ה70׳ המודל הסטנדרתי של החלקיקים חזה תהליך המאפשר נתינת מסה לחלקיקים דרך איבר האינטרקציה. אם יהיה קיים שדה, נקרא לו היגס[7] (ונסמנו באות H), ולשדה זה יש אינטרקציה עם כל החלקיקים המרכיבים את החומר:

g・H・f

(לדוגמא  ge・H・e יהיה איבר האינטרקציה בעל חוזק ge בין שדה היגס לאלקטרון “e” , ו  gt・H・t יהיה איבר האינטרקציה בעל חוזק gt בין שדה היגס לקווארק מסוג t). ואם על ידי מנגנון ידוע לפיזיקאים[8], הערך של שדה זה יתקבע סביב ערך מסוים קבוע, נקרא לו v, אזי איבר האינטראקציה יקבל צורה ויתנהג אפקטיבית כמו איבר מסה:

g・H・f

i

g・v・f

i

(g・v)・f

i

“m”・f

כאשר עכשיו, כביכול, המסה של החלקיק “m” אינה אלא g・v, כלומר חוזק האינטראקציה בין החלקיק לשדה היגס כפול הערך שסביבו התקבע ההיגס. קיבלנו משהו שנראה ומתנהג כמו איבר מסה, בלי שהוא באמת איבר מסה. המשמעות מהממת: אין דבר כזה ׳מסה׳. כל המסות של החלקיקים היסודיים ביותר אינם אלא תופעה אפקטיבית של אינטראקציה בין שדות. מה שקובע את ההבדלים במסות בין החלקיקים אינו אלא חוזק האינטרקציה, g, בינם לבין שדה ההיגס. למשל בדוגמאות לעיל, קווארק הt הינו פי 300,000 יותר מסיבי מן האלקטרון מפני שמידת הקישוריות שלו להיגס, gt, גדולה פי 300,000 ממידת הקישוריות של האלקטרון להיגס, ge. מקובל להשוות זאת לשני גופים המנסים לשחות ולהתקדם במים - האחד דג חלקלק והאחר אדם הלובש מעיל דובון. הדג, כמובן, ישחה הרבה יותר מהר מכיוון שמידת הקישוריות שלו למים קטנה - הוא הרי חלקלק. ידידנו לבוש הדובון יתקדם לאט בגלל הקישוריות הגדולה שלו למים שסביבו. כך גם אנו, כולנו ״שוחים״ בים הזה של שדה ההיגס. חלקיקים בעלי קישוריות נמוכה להיגס הינם מסיביים פחות, ואלה בעלי קישוריות גדולה הינם מסיביים יותר.

מודל זה הוכח בארבעה ליולי 2012 על ידי אחד המאמצים המשותפים הגדולים והיקרים בתולדות האנושות. שני גלאי הענק שהוזכרו לעיל, ATLAS ו-CMS, חזו במקביל, וכל אחד על ידי חמישה ערוצים שונים, יצירה מרובה של בוזון היגס. בוזון היגס הינו העירור בשדה ההיגס והעדות הישירה על קיומו.

משמעות הפיזיקה

אין חומר בעולם כלל

העולה מכל האמור עד כה הוא שלחלקיקים המרכיבים את החומר אין מסה ״עצמית״. המסה אינה אלא תופעה אפקטיבית של אינטראקציה בין שדות. עוד הבאנו, שעל פי תורת השדות הקוונטיים, השדה הפרוש על פני כל תבל הוא הוא היישות הממשית, ואילו ה״חלקיקים״ אינם אלא עירורים בו[9]. החלוקה הברורה השלטת בתפיסה האנושית בין חומר לאור שהצגנו בפתיחת המאמר מתבררת כלא נכונה. המציאות מתנהגת כאילו הבדלים אלו קיימים אבל אין זה כך ביסודם של דברים. אין זה כי אם תחפושת המסתירה את טבעו האמיתי של החומר, הדומה יותר לאור היכול לעשות אינטראקציה עם שדה היגס, מאשר משהו גשמי. מכל האמור יוצא שאין בקיום דבר כזה ״חומר״. במובן מסוים, אפשר לומר שהעולם שבו אנו חיים יותר דומה לסוג של דמות אור, מאשר אוסף חלקיקים[10].

חשוב להדגיש שמסקנות אלו אינן עולות לא מתורת הקוונטים בפני עצמה ולא מתורת היחסות בפני עצמו, ואפילו לא מתורת השדות הקוונטיים בלי מנגנון שדה ההיגס שתואר לעיל. במהפכה של תורת הקוונטים אכן השתנתה פלאים תפיסתנו את החומר וכן תפיסתינו את החוקים המנהיגים אותו, אך המסה של חלקיק נשארה ׳נתון׳ - תכונה עצמית של החומר. כמו כן, לא משנה כמה תהפוך את משוואת שרודינגר (המשוואה המתארת את התפתחות החלקיק בזמן על פי תורת הקוונטים) עדיין תישאר עם אותו חלקיק - אין בליעה ויצירה של חלקיקים. החומר נשאר מסיבי ו״חוק שימור החומר״ עומד בעינו - ההבדל התהומי בין אור לחומר עדיין קיים.

גם תורת הייחסות הפרטית הראתה לנו שיש קשר בין חומר לאנרגיה אבל חסר המנגנון. המשוואה E=mc2 אינה מסבירה לנו איך החלקיקים המסיביים שאנו רואים אינם אלא אנרגיה, היא רק מצהירה שכך הדבר. יתרה מכך, אפשר לטעון שאפילו את זה אינה עושה - המשוואה רק מציינת את יחס ההמרה בין מסה לאנרגיה, אך אפשר עדיין לראות את המסה כדבר העומד בפני עצמו (בדומה להמרת מט״ח שכל מטבע קיים ועומד בפני עצמו).

גם המציאות הפנטסטית על פי תורת השדות הקוונטיים אינה מספקת מצד עצמה. זכורני שבמהלך הקורס הראשון שלמדתי בתורת השדות הקוונטיים התקשתי להבין כיצד זה ייתכן שחלקיקים מסיביים יכולים פשוט לקפוץ ולהופיע מתוך שדה? השתעשעתי במחשבה ש״יהי שדה קוונטי של פרות. פרה יכולה להיווצר ולהופיע פתאום מתוך הריק״. כמובן שזו הגזמה, אבל זה היה נשמע כמהות של מה שתורת השדות הקוונטיים מתארת - יצירת חלקיקים מסיביים מתוך שדות. רק לאחר ההבנה שלחלקיקים/גלים באמת אין מסה מצד עצמם, והם מקבלים מסה אפקטיבית דרך מנגנון היגס, מתבהרת התמונה של המציאות. הייתי אומר שעוד לפני ההבנה של מנגנון היגס, היה אפשר לטעון טענה פילוסופית: אם חלקיקים אכן יוצאים משדות, אזי לא יכולה להיות להם מסה עצמית, אלא, המסה שלהם חייבת להיות תופעה אפקטיבית כלשהו. טענהזו אינה מוכרחת מתוך המשוואות אלא מוכרחת פילוסופית תפיסתית.

לסיכום, רק לאחר ההבנה השלמה שמסה הינה תופעה אפקטיבית של אינטראקציה בין שדות יכול אדם להבין ולצייר בעין שִכלו איך ולמה המסות של החלקיקים היסודיים אינם אלא אנרגיה. קביעות אלו משפיעות על האופן שבו אנו תופסים את העולם שבו אנו חיים גם מהבחינה האמונית, כפי שיבואר בהמשך.

״עלמא דשיקרא״

קיבלתי מרבי, הרב קובי דנה, שהמושג ״עלמא דשיקרא״ אינו בא לומר שיש לעולם מגמות זדוניות של מרמה ושקר. המושג ״עלמא דשיקרא״ בא לומר שהעולם אינו מבטא ואינו משקף את מה שהוא באמת. ״עולם״ מלשון העלם - העולם מעלים את טבעו האמיתי. ״העלם״ זה מתבטא  ביחס בין טוב לרע, קודש לחול וגם רוח וחומר. בסיסה של תפיסה זו היא שעל אף כל מה שאנו רואים למראה עיניים בעולם, באמת יסודו של העולם אינו אלא הקודש הטוב והרוח. אמנם השדות שדובר עליהם בתיאוריה פיזיקאלית אינם ״רוח״, אך כן כבר עוקרים הם את התפיסה שיסודו של העולם בחומר.

מתוך טענה פילוסופית אמונית זו, אפשר כבר לעשות ניבוי בר הפרכה מדעית: מתוך אמונתינו שיסודו של העולם אינו בחומר - כל מסה של חלקיקים אחרים שיתגלו בעתיד בהכרח לא יהיה מסה עצמית אלא גם יהיה תופעה אפקטיבית כלשהו. טענה זו תהיה תקפה לכשיבינו מהו ״חומר אפל״ וכשיגלו את התיאוריה של המסה הקטנה של הנייטרינו. אלו חלקיקים שלא דיברנו עליהם עד כה במאמר מכיוון שהם מתגלים רק בניסויים מדעיים ותצפיות קוסמולוגיות ואינם נוגעים לעולם המוכר לקורא. מכל מקום, מתוך תפיסה של השתלשלות כלל הבריאה מן הרוח אל החומר מתחייב שגם להם לא יכול להיות מסה עצמית.

אחדות ה׳

החומר נתפס כדבר דומם ו״מת״, אשר אפילו אם נברא בעבר הרחוק על ידי הבורא, כעת הוא עומד בפני עצמו סגור ומנותק מן האלוקות. אך אמונתנו, אמונת אחדותו יתברך, אינה מסתכמת במונותיאזם גרידא.  ״וידעת היום והשבת אל לבבך כי ה' הוא האלהים בשמים ממעל ועל הארץ מתחת אין עוד״ (דברים ד, לט) אין הכוונה שאין עוד אלוהים אחרים מלבדו, אלא שאין עוד מלבדו. הטיב לבטא זאת השל״ה הקדוש (עשרה מאמרות מאמר ראשון):

הנה סברת העולם היא כך: הבורא ברוך הוא חידש הכל יש מאין המוחלט… וכביכול זזה ידו מהם, רק אם לעת מהעתים רוצה לשדד אותם, וכל זמן שאינו משדד, אז מנהיגם בכח שהושג להם בעת הבריאה.

אמנם אמיתת האמונה הנראה בעיני, הוא: השם יתברך מחדש בטובו בכל יום תמיד מעשה בראשית, בכוונה מכוונת, שופע שפעו, ואילו היה מונע רגע אחד, היה הכל כלא היה, בטל המציאות. והוא פירוש הפסוק (דברים ד, לט) 'וידעת היום והשבת אל לבבך כי ה' הוא האלהים בשמים ממעל ועל הארץ מתחת אין עוד'. אין הפירוש כי אין אלוה זולתואלא רצה לומר, שאין עוד מציאות בעולם זולת מציאותו יתברך

עמדה זו מחייבת לראות את הכל, אפילו החומר הדומם, כמתחייה באופן תמידי מא-ל חי העולמים (תניא איגרת הקודש פרק כה):

כח הפועל בנפעל תמיד להחיותו ולקיימו ובחי' זה הוא דבר ה' ורוח פיו שבעשרה מאמרות שבהן נברא העולם ואפילו ארץ הלזו הגשמית ובחי' דומם שבה חיותן וקיומן הוא דבר ה' מי' מאמרות המלובש בהן ומקיימן להיות דומם ויש מאין ולא יחזרו לאין ואפס ממש כשהיו וז"ש האריז"ל שגם בדומם כאבנים ועפר ומים יש בהם בחי' נפש וחיות

אך כאמור, בתפיסה פירודית שבה החומר מורכב מחלקיקים מסיביים, מעין כדורי ביליארד קטנים, קשה להבין כיצד ומאיפה ממשיך ומחיה הבורא את הבריאה. בדור האחרון היו שניסו לראות את הכוחות האלקטרוסטטים הנותנים לחומר את מבנהו עדות על החיות המחיה את כל החומר בכל רגע. אמנם באמת אין זה פותר דבר - שהרי החלקיקים היסודים עצמם אינם אלא דומם והדרא קושיא לדוכתא. אך לאחר ההבנה שיש רק שדות הנפרשים מסוף העולם ועד סופו אשר עירורים בהם הינם מה שאנו קוראים ״חלקיקים״ֿ, אפשר לומר שהמציאות יותר דומה להולוגרמה מאשר צבר חלקיקים. מכאן זכות ניתנה לדורנו לא רק להאמין, אלא גם לדעת ולהבין כיצד נדרש ״חיות״ תמידית לקיומן של עצם חלקיקי החומר. זאת מכיוון שהחלקיקים אינם קיום בפני עצמם אלא ענפים ההווים תמיד מן שדות אשר הינם שורשיהם.

תיאור פיזיקלי זה מזכיר מאוד את תיאורו של רמח״ל בספר דרך ה׳ (פרק ה׳, בחלקי הבריאה ומצביהם):

והנה מן העיקרים הגדולים שבידנו בעניין זה הוא, שכנגד כל מה שנמצא בנמצאים השפלים, נמצאים למעלה כוחות נבדלים, שמהם משתלשלים ויוצאים בסדר אחד של השתלשלות שגזרה חכמתו יתברך, השפלים האלה, הם ומקריהם, ונמצאים הכוחות ההם שורשים לנמצאים השפלים האלה, והנמצאים השפלים ענפים ותולדות לכוחות ההם, ונקשרים זה בזה כטבעות השלשלת.

לא עולה במחשבה צורה יותר קרובה לתיאור המציאות כפי שאנו מכירים אותה כיום, בלשון תקופתו של רמח״ל. אכן, היום אנו מתייחסים לחלקיקים היסודיים לא כקיימים מצד עצמם, אלא כענפים ותולדות לשדות ההם.

כאמור, תיאור זה הושלם מבחינה פילוסופית רק לאחר שהבנו את תפקידו של שדה ההיגס. כיצד היינו מבינים שה״חלקיקים היסודיים לא קיימים מצד עצמם, אלא כענפים ותולדות לשדות״ אם לחלקיק הייתה תכונה עצמית של מסה? כאילו היינו אומרים ש״שדה כדורי הביליארד״ הפרוש על פני כל המרחב גורם ליצירה פתאומית של כדורי ביליארד מסיביים. תיאור זה אינו מתקבל ו״כל השומע יצחק״. עוד, אפילו אם היינו מקבלים תיאור תמוה זה, מרגע שנוצר כדור ביליארד מסיבי - היינו מסתכלים עליו כאל דבר העומד בפני עצמו. כ״סברת העולם״ המובא בדברי השל״ה לעיל,  שלאחר בריאת דבר מה יש מאין הרי הוא עומד וקיים בפני עצמו. לפני כן לא היה גוף מסיבי, כעת יש גוף בעל תכונה עצמית של מסה. אמנם, לאחר שהבנו שגם המסה אינה תכונה עצמית אלא תופעה אפקטבית של אינטראקציה בין השדות, כבר מפולשת הדרך להבין איך כל מה שיש נהיה באופן תמידי משורשו. ״אדון הנפלאות, בורא כל הנשמות, ריבון כל המעשים, הבוחר בשירי זמרה, מלך יחיד א-ל חי העולמים״.

נהיָה או נהיֶה?

השלכה הלכתית לתפיסה זו התעוררה לפני כ-400 שנה. בעל חידושי חכמת מנוח, ר׳ מנוח הנדיל, דייק לנקד את ברכת ״שהכל נהיה בדברו״ בסגול. זאת מכיוון שבברכת שהכל עלינו להודות לה׳ גם על שמהווה את הכל תמיד בהווה. ברכת שהכל מצטרפת לרוב ברכות הנהנין אשר ניתקנו בלשון הווה כגון ״המוציא לחם מן הארץ״ ועוד. את הדיון בגמרא ברכות לח. סביב היות ברכת ״המוציא״ בלשון עבר ראה בעל חכמת המנוח כדרישה שתהיה לשון הברכה גם בלשון עבר. ובכך לשון הברכה מכוונת על עבר הווה ועתיד. כך גם ראו סוגיה זו ראשונים כגון תוס׳ רי״ד ושיטה מקובצת. על פי הבנה זו היו מגדולי אשכנז שהנהיגו לברך שהכל נהיה בדברו בסגול. כך מובא על הגר״א בספר מעשה רב (ע״ו) וכך מביא בעל ערוך השולחן (או״ח קס״ז ז׳):

״ונראה לי דהכתוב תפס זה שהוא כולל גם לשון הווה, מפני שהקדוש ברוך הוא מחדש בכל יום תמיד מעשה בראשית, וכן בורא בכל עת ובכל שעה, שהשגחתו אינו נפסק אפילו רגע אחת, ולכן אומרים לשון שכולל הכל, דעל דבר זה שאוכל הוא לשון עבר ועוד הוא לשון הווה, כלומר שגם כעת ברגע זו בורא.

ולכן גם בברכת 'שהכל' צריך לומר 'נהיה' בסגו"ל שהוא לשון בינוני כמו 'בורא' (מגן אברהם סימן ר"ד סקי"ד וכן כתב במע"צ ובמחצית השקל), ויש רוצים לומר 'נהיה' היוד בקמ"ץ (עיין מגן אברהם סק"ח) שהוא לשון עבר גמור, ואינו עיקר, והעיקר לומר בסגו"ל היו”ד.״

רואים שתפיסה זאת שורשית כל כך עד שראו לנכון גדולי עולם לשנות מניקוד הברכה המקובלת. אמנם מצד דקדוק הלשון, ניתן להבין גם נהיה בקמץ כמתייחס להווה, ונהיה בסגול כמתייחס דווקא לעתיד[11]. לכן, אפשר עדייו להחזיק בקמץ ולתפוס בתפיסה שהקב״ה מהווה הכל תמיד.

שונה היא גישתו של היעב״ץ (חלק א סימן צד):

“בודאי הדין עמהם מאחר שהיא ברכה כוללת לכל המציאות ואיך יתכן לומר שהכל מתהווה ונעשה עכשיו בדברו. והלא העולם בכללו כבר עשוי מששת ימי בראשית ואינו מקבל הווייתו להווה (ואף שאנו אומרים המחדש בטובו בכל יום מעשה בראשית, הוא ד"א שהרי אין אנו אומרים העושה או מהווה בכל יום מ"ב וזה ברור). על כן אין ספק שצ"ל נהיה בקמץ.”

לענ״ד יש כאן השפעה של תפיסה פיזית של המציאות, שהרי עינינו רואות אשר ״דור הולך ודור בא והארץ לעולם עומדת״(קהלת א׳ ד׳) ו״איך יתכן לומר שהכל מתהווה ונעשה עכשיו בדברו?״. תפיסה זאת היא שגורמת לאחוז כהבנה מסוימת של הברכה המכוונת לעבר. אשרינו שדורנו זכה ולו ניגלים מוסדות תבל. יודעים אנו שלא רק ״ייתכן״ אלא כך הוא באמת: הכל נהיה בדברו - גם בהווה.

השפעה אמונית-מוסריות

לתפיסה זו השפעה אמונית-מוסרית על האדם השווה לזו של אמונת חידוש העולם. לא מפני היותו עובדה היסטורית הינו חידוש העולם מיסודות האמונה, שהרי עובדות היסטוריות ישנן הרבה שאינן מיסודות האמונה. אלא מפני היותו בעל משמעות עמוקה ומקיפה כל:

החידוש המוחלט, בלא קדימת חומר ושום ישות כל דהי, הרי הוא מבסס את המחשבה האידיאלית, שאין מצוי אמת כי אם הטוב הגמור.  (ערפילי טוהר מט׳)

ידיעה זו נוסכת אמונה בעולם וביטחון בתיקונו השלם:

כי מאחר שאין שום מציאות, לא כללית ולא פרטית, נמצאת כי אם, מידי ד', יוצר ובורא כל, והוא ב"ה הוא מקור הצדק והמוסר, א"כ אין שום מציאות בעולם, שהצדק והמוסר לא יתגשמו בעולם בחיים ובמציאות. (עולת ראי״ה ח״א עמ׳ קי״ד)

…היסוד הישראלי, מחידוש העולם מיסודו ושרשו, מאפס המוחלט, השוללת כל חומר וכל כח, רק הכל מעשה אלהים המה. וכיון שהכל בא מסוד הידיעה האלהית מדבר ד', הכל מוביל אליו.(קובץ ה׳ קמג)

זוהי המשמעות העמוקה של יסוד חידוש העולם בכתבי הרב. עד כדי כך שהנצרות, אע״פ שמצהירה כל היום כולו על אמונתה בכתוב בבייבל, עדיין ״זונה אחרי קדמות החומר״ (שם). זאת מכיוון שהיא מדברת על גאולה מן העולם והתייאשה מתיקונו. לא כאלה חלק יעקב אשר מאמינים בתיקון עולם שלם ובמקורו האלוקי: ״לא בגזירות דוגמתיות אנו באים כ"א בשטף חיים של הכרה פנימית שהם שבים ובאים אלינו מתוך גלי האור של אוצר התורה״ (קובץ ו׳ קפח).

קדמות החומר, או תפיסתו כמשהו עצמאי הקיים ועומד בפני עצמו, חוסמת את אור ה׳ מלהופיע בתוך העולם:

שהנה להדעה הכוזבת שיש חומר קדום… לא הי' אפשר להיות גם בנבראים יחש פנימי אל בוראם ית', שהרי היסוד החומרי, לפי זה הטעות, הוא נמצא זולתו, והוא יסוד הקיום הפנימי של הנבראים. נמצא שהטועה בדעה זו הנפסדת דומה כמי שאין לו אלה, כי לא יוכל לרומם נפשו להכיר את קונה מאמתת מציאותה וקיומה הפנימי. (הרב קוק, עין אי״ה ברכות א׳ קלב)

על כן החשיבות הרבה והמשמעות האמונית-מוסרית של ההבנות והגילויים של הפיזיקה החדשה.  גרשנו את העננים הכבדים של האלילות, הננו הולכים ומנצחים את ענני החושך הקלים מהם של החומריות.

הערות:

[1] למדענים לא תמיד יצירתיות יתרה בקריאת שמות…

[2] למדינת ישראל תרומה מכובדת בניסוי של הגלאי ATLAS.

[3] שדה הוא משהו שיכול להיות בעל ערך מסויים בכל נקודה במרחב.

[4]  ההסבר הטכני אינו נחוץ להמשך המאמר ולכן יובא בהערה כאן. כדי להסביר כיצד מגיעים למסקנה זו שלא ניתן לכתוב איבר מסה במשוואות, יש להקדים: לכל החלקיקים המרכיבים את החומר(לענייננו: הקווארקים והאלקטרונים) ישנם תכונה עצמית של סיבוב קוונטי. יש שהסיבוב סובב עם כיוון התנועה כמו בורג (״ימניים״), ויש שהסיבוב הופכי לזו של בורג (״שמאליים״). איבר המסה מערבבת בין שתי תכונות אלו ובעצם מחייבת התייחסות אליהם כאל שני צדדים של אותו מטבע. איבר המסה אומר לנו שהחלקיק הוא האלקטרון (או הקווארק), אשר יש בו תכונת סיבוב של ״הברגה״ ימנית או שמאלית אבל אלו שתי אפשרויות של אותו חלקיק. (תמונה זאת נובעת מתורת היחסות הפרטית. אפשר לנסות לתת לכך הסבר אינטואטיבי : כל חלקיק בעל מסה בהכרח נע בפחות ממהירות האור. אם כך מתחייב שיש מערכות ייחוס שרואות את החלקיק נע בכיוונים הפוכים. לכן גם כיוון הסיבוב ביחס להתנועה (כיוון ״ההברגה״) מתהפכת: אם צופה העומד על הקרקע יראה  חלקיק נע קדימה עם הברגה ימנית אזי צופה הנע במהירות ועוקף את החלקיק יראה את החלקיק נע אחורה עם הברגה שמאלית.

התייחסות זו של איבר המסה לחלקיק מסתדרת יפה עם הכוח האלקטרומגנטי והכוח החזק. כוחות אלו אינם מבדילים בין תכונה זו של סיבוב ימינית או שמאלית, ולכן אפשר להמשיך ולהתייחס לאלקטרון או לקווארק כחלקיק אחד בעל תכונת סיבוב שמאלית וימנית גם יחד.

אולם, מתברר שישנו כוח אחר שכן מבדיל בין תכונת סיבוב ימנית או שמאלית - דבר שמחייב התייחסות אליהם כאל שני חלקיקים שונים ומפיל את האפשרות לכתוב איבר מסה.  הכוח הזה הוא הכוח החלש אשר אחראי על דעיכות רדיואקטיביות. כל הניסויים מסוף שנות החמישים מראים אסימטריה מובנת בטבע לגבי הכוח החלש. הראשון שבהם היה של פרופ׳ וו (Wu). היא הראתה שבתהליכי דעיכה מעורבים רק אלקטרונים ״שמאליים״. לא רוב הזמן ״שמאליים״ אלא רק ״שמאליים״. האסימטריה מוחלטת. מאז, עשרות ניסויים הראו שוב אסימטריה מוחלטת זו וגם עבור כל סוגי החלקיקים האחרים שמרכיבים את החומר. הכוח החלש מדבר רק עם חלקיקים שמאליים. לשמאליים יש מטען של הכוח החלש ולימניים אין. הם פשוט לא קיימים מבחינתו. אסימטריה זו שגילו בטבע לא מאפשרת לכתוב את האיבר מסה שהובא לעיל בגוף המאמר. זאת מכיוון שאיבר המסה מערבב בין שני הרכיבים, השמאליים והימניים, כפי שהסברנו לעיל, ומתייחס אליהם כאל שני צדדים של אותו חלקיק. אבל עכשיו זה כבר בלתי אפשרי - לאחד יש מטען ולשני אין. אין זה משנה שיש להם תכונות זהות ביחס לכוח האלקטרומגנטי ולכוח החזק. ברגע שמבחינת כח כלשהו הם שונים (ובטבע זה קורה בצורה המקסימלית ביותר - לאחד יש מטען של הכוח החלש ולשני אין) אזי הם פשוט שני ייצורים נפרדים לגמרי.

כדי לחדד את הנקודה אסכם: אם היו רק כוחות סימטריים בטבע, כגון הכוח האלקטרומגנטי והחזק, היינו יכולים לכתוב איבר מסה והיינו מבינים שמסה זה ״נתון״ - תכונה עצמית של החלקיק.  עכשיו שהטבע הראתה לנו שיש בה אסימטריה, אסימטריה שנמצאה בצורה מוחלטת בכוח החלש, אי אפשר לכתוב איבר מסה מכיוון שהיא בנויה על סימטריה שאיננה.

עבור פיזיקאים, הבאתי את הפורמליזם המתמטי בנספח בסוף המאמר. (נמצא במקור ואינו באתר רציו).

[5] לפחות כך מזהירים אותנו הדיאטתיקנים.

[6] גלי רדיו הינם גלים אלקטרומגנטיים בטווח תדרים מסויים.

[7] על שם פיטר היגס, אחד מתוך כמה מההוגים של המנגנון המבוסס על שדה זה. ייתכן שדווקא הוא זה שזכה שהשדה והמנגנון ייקראו על שמו בזכות אזכור קטן במאמרו. הוא ציין שלשדה האמור צריך להיות עירור/חלקיק משל עצמו, חלקיק שקיבל את השם בוזון היגס, ובכך אפשר דרך לבדוק את המנגנון בניסוי.

יש לציין שמתחלה, השדה הנ״ל הוצע על ידי פיטר היגס וכל שאר ההוגים כמקור המסה לחלקיקי ה-W וה-Z בלבד, ועל ידי מנגנון מעט שונה ממה שמתואר כאן. זה גם נכון, ההיגס גם אחראי על המסות של ה-W וה-Z , אבל אין זה מעניינו של המאמר שלנו. המאמר שלנו עוסק במקור המסות של החלקיקים המרכיבים את החומר, האלקטרונים והקווארקים. רק בשנות ה70׳ הבינו ששדה ההיגס יכול להיות אחראי גם על המסות שלהם.

נעיר כאן, לבוגרי הערה 4, ששדה ההיגס הינו גם בעל מטען של הכוח החלש ובכך מנטרל מטען זה של החלקיקים השמאליים. ניטרול זה מאפשר עירבוב של החלקיקים הימניים והמשאליים על ידי האיבר המתנהג כאיבר מסה שיובא בהמשך.

[8] מובא בנספח. (נ.ב. הנספח ניתן לקריאה במקור, ואינו מובא באתר רציו).

[9] יש להעיר, שמבחינה אונטולוגית ייתכן שהיישות הממשית האמיתית הינו משהו יותר עמוק. למשל, תורת המיתרים ב10 מימדים כאשר המיתרים הינם הפרעות במרחב-זמן. רצוני לומר, ההבנה של ״חלקיקים״ ככדורים קטנים נשללה. המציאות מתנהגת כשדות הנתונים לעירור אבל ייתכן שיש כאן משהו שהוא עוד יותר רחוק מהדמיון הפשוט. במובן זה פיזיקה יסודית דומה לתארי הא-ל על פי הרמב״ם - ייתכן שאין התארים מתארים את המהות אלא שוללים הבנות פשוטות יותר. מכל מקום, הניתוחים במאמר זה רלוונטים גם לתאוריות יסודיות יותר.

[10]ההבדל בין דמות אור לבין המציאות שלנו היא שהפוטונים בדמות העשויה מאור לא עושים אינטראקציה אחד עם השני. והדמויות במציאות שלנו עשויות מהשדות של האלקטרון וקווארקים אשר כן עושים אינטראקציה אחד עם השני. לכן תוכלו להעביר יד דרך דמות העשויה מאור אבל לא תוכלו להעביר יד דרך קיר.

[11] ר׳ אוריאל פרנק ״חומרות, הידורים ושיבושים בלשון העברית: על תיקוני שגיאות ועל שגיאות מתקנים״ בפרק ״נראה לי שהכל נהיה בדברו״

 

שתף מאמר זה

תגובות ישירות

לתגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *