יום שישי, 28 במאי 2010

תאי גזע - הנקודה הישראלית

ישראל חזקה מאוד בחקר תאי גזע ומדענים ישראלים השתתפו בכמה מהמחקרים החשובים בתחום. אני רוצה להתמקד באחד המחקרים הללו ותוך כדי כך לגעת גם בהשפעה של חילופי השלטון בארצות הברית על חקר תאי הגזע.

אבל ראשית, מה הם תאי גזע? ההגדרה היא פשוטה ומבוססת על שני מרכיבים. החלק הראשון בהגדרה אומר שאלו תאים שיכולים לעבור התמיינות. במילים אחרות, תרבית של תאי גזע יכולה, בתנאים הנכונים, להפוך לתרבית של תאים אחרים. ברור שבעובר יש תאים כאלו. הרי מקורו של האדם בתא אחד - ביצית מופרית - ומובן שלפחות לאותו תא יש פוטנציאל להתמיין לכל אחד מתאי הגוף. גם לתאי העובר בשלבי ההתפתחות הראשונית יש עדיין פוטנציאל התמיינות גבוה, והוא קטן במהלך ההריון. בסופם של שלבי ההתמיינות הראשוניים נשארת בעובר בן מספר חודשים כמות קטנה יחסית של תאים לא-ממוינים.

החלק השני בהגדרה אומר שתאי גזע יכולים להישאר במצבם הלא-ממוין ללא הגבלת זמן, כל עוד תנאי הגידול יהיו מתאימים. דווקא התאים הראשוניים בעובר לא נשארים במצב לא-ממוין לאורך זמן, משום שתנאי הסביבה בתוך העובר גורמים להם להתמיין, אבל אם נחשוב על תאי גזע בגוף הבוגר נראה שיש הגיון בהנחה שקיימים תאים מסוימים שנשארים במצבם הלא-ממוין. כך למשל, במח העצם מתקיימת אוכלוסייה קבועה של תאי גזע המטופויאטיים שמהווים מקור לתאי הדם השונים. באופן קבוע חלק מאותם תאי גזע מתמיינים ומפצים על איבוד תאי דם בזמן פציעה, מחלה או מוות ספונטני של תאים, אך רובם נשאר במצב לא-ממוין. תאי הגזע הללו שמצויים בגוף אדם בוגר קרויים תאי גזע סומטיים, וזאת בניגוד לתאי הגזע העובריים שמקורם בעובר בן ימים ספורים. אגב, גם הדם הטבורי, שניתן לאסוף בעת הלידה, מכיל תאי גזע שמייצרים תאי דם ובעצם אותם תאי גזע מתפקדים כמו תאי הגזע במח העצם.



לאחר למעלה ממאה שנות מחקר תאורטי ומעשי על תאי גזע הצליחו בשנת 1998 חוקרים מאוניברסיטת ויסקונסין להפיק תאי גזע עובריים, מעובר אנושי בן חמישה ימים (בלסטוציסט), שצורתו כדור חלול ובו קבוצת תאים. על מנת להפיק את התאים הללו היו צריכים החוקרים לנקב את המעטפת ולהוציא משם את התאים הפנימיים. אותם תאים פנימיים, שיש להם פוטנציאל להתמיין לכל אחד מתאי הגוף, הועברו לצלחות פטרי ובתנאי הגידול המתאימים נשארו באותו מצב לא-ממוין עד היום. הם מתחלקים כל הזמן, כך שניתן בקלות לקחת מהם תרבית קטנה ולספק לה תנאים מתאימים להתמיינות. כלומר, נוצר כאן מעין מפעל לתאי גוף חדשים, בהם גם סוגי תאי גוף שכמעט לא מתחדשים בגוף האדם, כמו תאי עצב. מכאן נובע הפוטנציאל הגבוה של תאי הגזע העובריים ברפואה - ניתן לאפשר להם להתמיין ולהשתיל את התאים הספציפיים בגופם של חולים. אך יש לומר שהליך השתלת התאים לא תמיד פשוט ובשלב זה גם לא נחשב בטוח לגמרי. למעשה, מלבד אותם תאים ממח העצם או מדם טבורי, שאיתם יש לרפואה כבר הרבה ניסיון, לא הושתלו עד היום תאי גזע בגוף האדם. הניסויים הקליניים הראשונים היו צפויים להתחיל בארצות הברית לפני כשנה אבל נדחו מסיבות של בטיחות רפואית, או במילים אחרות סכנת התפתחות גידולים.

אני חוזר למחקר של 1998. בראש המחקר עמד ג'יימס תומסון, מועמד ודאי בעיני לזכייה בפרס נובל לרפואה בשנים הקרובות. היחיד ששותף לאותו מאמר היסטורי ואינו שייך לאוניברסיטת ויסקונסין הוא פרופ' יוסף איצקוביץ-אלדור מהטכניון ובית החולים רמב"ם, שהיה גם זה שסיפק את העוברים הזעירים מתורמים ישראלים. תאי הגזע העובריים שהופקו אז היוו את המקור לשורות תאי הגזע האנושיות הנחקרות ביותר בעשר השנים האחרונות. שורת תאי גזע היא בעצם תרבית תאי גזע יציבה שמקורה ברקמה בודדת של אדם אחד או, כמו במקרה הזה, עובר אחד.

הבעיה בכל הסיפור הזה היא כמובן בעיה אתית. הפקת תאי הגזע העובריים גורמת להפסקת התפתחותו של העובר, כלומר למותו. אם נצא מתוך נקודת הנחה שתחילת החיים ברגע ההפריה, אז יש כאן בעיה. מצד שני, מדובר באוסף תאים שקשה להתייחס אליהם כאדם. הרי אפילו אין לו תאי עצב בשלב זה, כלומר אין לו תחושות שאותן אנו מזהים עם מערכת העצבים. יתרה מכך, מקורם של תאי הגזע העובריים המשמשים במחקר בעוברים שלא עתידים להיוולד. אלו עוברים עודפים מהפריות חוץ-גופיות שההורים לא רוצים להשתמש בהם להריונות נוספים והם עתידים להיזרק לפח, או שאלו עוברים שהתגלה בהם פגם גנטי שעלול להפוך לליקוי משמעותי שימנע מהם חיים נורמליים ועל כן הוחלט שלא להעבירם לרחם.

במדינות מסוימות, כמו בריטניה, ניתן ליצור עוברים למטרת מחקר בלבד בתנאי שלא ייעשה בהם שימוש אחרי התפתחות בת שבועיים. זה קצת יותר בעייתי בעיני רבים, משום שאין מדובר בעוברים עודפים, אלא ביצירת עוברים בכוונה תחילה. מאידך, אסור לשכוח את המטרה החשובה בחקר תאי גזע - הצלת חיים וטיפול במחלות חשוכות מרפא. אם לסכם, יש כאן בעיה אתית סבוכה הקשורה, לדעתי, לבעיה האתית של יצירת עוברים עודפים בהפריה חוץ-גופית. 

ג'ורג' בוש התנגד למחקר בתאי גזע עובריים, אך נאלץ להגיע לפשרה. הוא לא יכול היה לכפות את הפסקת המחקר באמצעות חקיקה, ולכן הגביל את העברת כספי המחקר הפדרליים, והשאיר את ההחלטה לגבי איסור המחקר לכל אחת מהמדינות החברות בארצות הברית. הוא אישר העברת סכומים קטנים יחסית לחוקרים המשתמשים ב-21 שורות תאי הגזע שהופקו לפני ההצהרה שנתן באוגוסט 2001. יתר המחקרים התבססו על השקעות פרטיות. נוצר מצב מגוחך שבו מעבדות נאלצו לסמן בתוויות שונות שורות תאי גזע שמקבלות מימון פדרלי ושורות תאי גזע שמקבלות מימון פרטי בלבד, וחוקרים היו מחויבים לחקור שורות תאי גזע מסוימות בתלות במקורות המימון שלהם.

אחד הדברים הראשונים שעשה אובמה בבית הלבן היה ביטול ההחלטה של בוש, כלומר מעתה כל שורות תאי הגזע עשויות לזכות במימון פדרלי נדיב, אלא שהוא הטיל מגבלה אחת, לא קטנה. שורות תאי הגזע שיזכו במימון יצטרכו לעמוד ברשימה של קווים מנחים, ואלה אכן נוסחו תוך זמן קצר. הנקודה העיקרית בקווים המנחים היא שמקור תאי הגזע צריך להיות מעוברים עודפים שנוצרו בהפריה חוץ-גופית, ולא כאלו שנוצרו למטרת מחקר מלכתחילה. נקודה נוספת עוסקת בתמורה להורים התורמים, או ליתר דיוק בכך שאסור לשלם להם בצורה כלשהי בעד התרומה, גם אם ייעשה שימוש מסחרי עתידי בתאי הגזע העובריים שהופקו מהעובר שלהם.

המצב כעת קצת מוזר משום שעברה כבר כמעט שנה ושורות תאי גזע רבות לא אושרו. בחלק מהמקרים ברור לחוקרים שהשורות לא יאושרו בהתאם לקווים המנחים החדשים, משום שהתרומה שנעשתה בזמנו לא בוצעה לפי הכללים הללו, והם בכלל לא מתכוונים להגיש אותם. בחלק אחר המצב לא ברור. זה הדין באותן שורות תאי גזע היסטוריות מ-1998, שבאופן אירוני זכו למימון פדרלי בתקופת בוש וכעת עלולות שלא לקבל תמיכה כספית מהממשל. העניין ברובו בירוקרטי, ולמשל במקרה של העוברים מישראל היה צריך לתרגם את המסמכים שההורים חתמו עליהם מעברית לאנגלית ולבקש מההורים לאשר שהם מודעים לכך שלא יקבלו תמורה כספית גם אם ייעשה בתאי הגזע הללו שימוש מסחרי - פרט שבזמנו אף אחד לא חשב עליו. לפי ידיעה שמופיעה בנייצ'ר עדיין לא ידוע מתי יאושרו שורות התאים החשובות הללו, וכל העסק הבירוקרטי גוזל המון זמן מיותר. חבל.

 תא גזע עוברי אנושי המגודל בתרבית על מצע של תאי פיברובלסט. צולם בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני סורק על ידי Annie Cavanagh and Dave McCarthy

יום חמישי, 27 במאי 2010

המים שאנו שותים

שיחת טלפון אמיתית מאתמול בערב:

הוא: יש לי הצעה שלא תוכל לסרב לה.
אני: כן, אני רוצה לשמוע.
הוא (מופתע): אז, ככה. אתה מקבל את העיתון הנפוץ במדינה במשך שלושה חודשים בחינם ללא התחייבות. איך זה נשמע לך?
אני: מצטער, לא אוהב את העיתון ובכלל למי יש זמן לעיתונים.
הוא: טוב, אז בדיוק בשבילך יש לי משהו אחר.
אני: כן, מה?
הוא (לא מאמין שאני עדיין על הקו): מתקן מים מינרליים זכים וצלולים לשלושה חודשים בחינם וללא התחייבות.
אני: אני שותה מים מהברז.
הוא: מה???? זה מסוכן... יש בזה אבנית.
אני: תשמע, זה מינרלים, דווקא טוב לגוף.
(אשתי עוד לא מבינה אם אני מדבר עם חבר או עם איש מכירות בטלפון)
הוא: לא שמעת שאתמול מת מישהו ששתה מים מהברז.
(אני שותק)
(שנינו מתחילים לצחוק בטירוף)
הוא: טוב, תודה אחי. שיהיה לך ערב טוב.
(אשתי עדיין לא מבינה עם מי דיברתי)


אני זוכר שפעם התלבטתי אם כדאי לקנות מתקן כזה, אבל למזלי הצטרפתי בתור אסיסטנט לפעילות לתלמידי תיכון שג'ודי פיתחה. באתי בתור מבקר כי ג'ודי רצתה לראות אם יש מה לשפר, אבל כל כך התלהבתי שההערה היחידה הייתה "אולי אפשר להאריך ולעשות עוד ניסויים?"

הרעיון המרכזי של התכנית הוא לעשות בדיקה מיקרוביאלית למים ממקורות שונים. באופן די קונסיסטנטי וצפוי יוצא שמי שלולית מזוהמים יותר בחיידקים מכל היתר ואילו מים מזוקקים נקיים. המאבק בין מי ברז למים מינרליים היה צמוד. לפני כמה שנים מי הברז הובילו בגדול, אבל מאז כנראה עשו משהו עם המים המינרליים וכעת הם שווים פחות או יותר מבחינת כמות חיידקים. דווקא הגיוני שמים מינרליים יהיו עשירים יותר בחיידקים בגלל המגע שלהם עם הקרקע במעיין, ואילו מי ברז כידוע מטופלים בכלור שהורג את החיידקים.

אני מאמין שכעת עושים טיפול כלשהו גם למים המינרליים. אני מנחש שמדובר באחת משתי השיטות הנפוצות לטיהור מים: קרינה אולטרה-סגולה שפוגעת בדנ"א של החיידקים כשהיא גורמת ליצירת קשרים בין בסיסים שונים ומשנה את המבנה של המולקולה, או טיפול בכלור שפוגע בדופן התא של חיידקים ושל מחוללי מחלות נוספים וכנראה פוגע גם בתהליכים פנימיים חיוניים בתוך היצורים החד-תאיים הללו. 

רק להעיר שיש סכנה במי ברז אם הם נשאבו מאזור שבו חדרו מתכות כבדות ושאריות של כימיקלים או תרופות למי התהום. ועדיין אין שום הצדקה למחירים הגבוהים כל כך של בקבוקי המים המינרליים. טוב, אני מודה שגם אני קונה איזו שישיה פעם בחצי שנה, אבל זה רק בשביל לחדש את מלאי הבקבוקים - אני צריך אותם לטיולים ולהדגמות מדע.



יום שלישי, 11 במאי 2010

התגליות הפיזיקליות של המאה ה-21 - המשך

בפוסט הקודם הצגתי תחזית אישית לגבי התגליות הפיזיקליות הגדולות של המאה ה-21. כעת אני מביא את המשך הפוסט ובו יש ייצוג בולט יותר לאסטרונומיה, לקוסמולוגיה ולאסטרופיזיקה, עם נגיעה קלה גם במדעי החיים.

6. ייצור או גילוי חורים שחורים זעירים ותחילת השימוש בהם כמקורות לייצור אנרגיה. אני חייב להודות שלא הייתי שם את כל כספי על ההימור הזה, כי כרגע אין שום ראיות או רמזים לכך שחורים שחורים כאלו קיימים. מצד שני, תגלית כזו תהיה עצומה בחשיבותה, הן בצד התאורטי והן בצד היישומי. הכוונה לחורים שחורים בגודל תת-פרוטוני שאולי נוצרים בעת פגיעת קרניים קוסמיות באטמוספירה ואולי נוכל אפילו לייצר אותם במאיצי חלקיקים. צריך להדגיש שבשלב זה אין ודאות כי חורים שחורים כה קטנים קיימים. ברור לנו שיש חורים שחורים כוכביים שנוצרו בעת קריסה כבידתית של כוכבים מסיביים מאוד שסיימו את חייהם, אבל לא ידוע מהי המסה המינימלית של חורים שחורים.

לצורך הדיון נניח כי חורים שחורים זעירים, בגודל תת-פרוטוני, קיימים, ונניח שהאנרגיה של הקרינה הקוסמית ואולי אפילו של מאיץ החלקיקים LHC (האנרגיה שלו קטנה מזו של החלקיקים האנרגטיים ביותר בקרינה הקוסמית) או של מאיצים עתידיים תספיק ליצירת חורים שחורים כאלו. במקרה כזה, ובהנחה שהם לא יציבים ומתפרקים במהירות לחלקיקים אחרים, הגילוי של החורים השחורים לא אמור להיות מסובך. ברמה התאורטית הגילוי שלהם יצביע על קיומם של ממדים נוספים מלבד ממד הזמן ושלושת ממדי המרחב המוכרים, וכמו כן הוא יספק אישוש ראשוני לתחזיות מסוימות של תורת המיתרים.

ברמה המעשית נוכל להשתמש בהם לייצור אנרגיה בצורה דומה למה שמתרחש בחורים שחורים גדולים - חומר זורם לכיוון החור השחור, מסתחרר סביבו בדיסקת ספיחה וחלקו לא נכנס פנימה אלא בורח בצורת סילונים מהירים מאוד. כלומר החור השחור מאיץ את החומר שזורם לעברו, וחלקו בורח ולא נבלע בתוכו. הרעיון הוא להשתמש בסילונים הללו על מנת להניע טורבינות זעירות. אני חייב להודות שכרגע זה נשמע קצת כמו מדע בדיוני, אבל מי יודע? טוב, בואו קודם נגלה אותם ונוודא שהם לא יציבים, כלומר לא מסוכנים.

7. הבנת מנגנון היצירה של הגלקסיות ושל החורים השחורים הענקיים שנמצאים במרכזן. הגלקסיות הראשונות נוצרו בשלב מוקדם יחסית של היקום, מאות מיליוני שנה בלבד לאחר המפץ הגדול. מנגנון היצירה שלהן לא ידוע. אנו יודעים דווקא פרטים על היקום הקדום יותר ויכולים אפילו לדעת את פיזור החומר ביקום בן מאות אלפי שנה בעזרת מדידת קרינת הרקע הקוסמית, אבל טרם הצלחנו לצפות במקורות אור מ"התקופה האפלה" ("dark ages") שבין רגע יצירת האטומים (כ-400,000 שנה אחרי המפץ הגדול) ובין יצירת הגלקסיות הראשונות.

הבנת תהליך היווצרות הגלקסיות יחייב פיתוח תאוריה מספקת ומציאת דרכים לבדוק אותה בתצפית לעבר אותה תקופה אפלה, כלומר לעבר עצמים רחוקים מאוד. בהקשר זה מעניין להבין איך ומתי התפתח החור השחור הענקי שנמצא כנראה במרכזה של כל גלקסיה. זה קרה די בהתחלה, זמן קצר יחסית אחרי שהגלקסיה נוצרה או אפילו במקביל ליצירתה, אבל איך הוא בדיוק נוצר? (האם זו קריסה כבידתית?) והאם יש לו קשר ליצירת הגלקסיה שבה הוא יושב ולהתפתחות שלה? אלו שאלות מסקרנות במיוחד.

8. הבנת הרכב היקום. המדע נמצא במצב מוזר: אנחנו יודעים שחומר אפל ואנרגיה אפלה ממלאים את היקום, בכמות הרבה יותר גדולה מהחומר הרגיל המוכר לנו מתצפיות ישירות בכוכבים ובגלקסיות, אבל אין לנו מושג מהו אותו חומר אפל ומהי אותה אנרגיה אפלה. הראיות לקיומם מוצקות למדי. הגלקסיות מסתובבות מהר מכפי שהיינו מצפים אם היה בהם רק החומר הרגיל שאנו צופים בו, ומכאן ניתן להסיק לגבי קיומו של חומר אפל. מהו אותו חומר אפל? אנו לא יודעים בוודאות, אבל יש מועמדים לא רעים, ויכול להיות שבניסויי מאיצי חלקיקים נצליח לייצר חומר אפל באופן מבוקר ולחקור את תכונותיו, כך שיש סיכוי...

כעת לאנרגיה אפלה: תצפיות על גלקסיות רחוקות הראו שהיקום מאיץ את התפשטותו, ולכן לא יכול להיות שכבידה היא הכוח היחיד שקובע את המבנה של היקום. הרי הכבידה היא כוח משיכה והיא נוטה להאט את קצב ההתפשטות. המסקנה היא שיש ביקום מין אנטי-גרוויטציה, והיא זו שמכונה אנרגיה אפלה. מהי אותה אנרגיה אפלה? קצה החוט היחיד שיש לנו הוא קבוע שאיינשטיין הכניס למשוואות תורת היחסות הכללית - הקבוע הקוסמולוגי. אבל גם אם יתברר שהאנרגיה האפלה מתאימה בדיוק להשפעה של אותו קבוע, ואיינשטיין צדק למרות שחשב שטעה, עדיין יש צורך להבין מהי אותה אנרגיה ומנין נובעות תכונותיה המוזרות, כמו למשל הצפיפות הבלתי משתנה שלה ביקום מתרחב המחייבת עלייה בכמות הכוללת של האנרגיה האפלה לאורך זמן.

9. פיתוח תורה מאוחדת של כבידה ותורת הקוונטים. תורת הקוונטים נבדקה באלפי ניסויים ונמצאה מדויקת להפליא - נראה שהיא מסבירה בצורה מצוינת תופעות מיקרוסקופיות. מצד שני, תורת היחסות של איינשטיין מסבירה בצורה מצוינת תופעות הקשורות לכוח הכבידה שבדרך כלל באות לידי ביטוי במערכות גדולות. קשה יותר לבדוק את תורת היחסות הכללית, אך בכל זאת היא נבדקה במספר ניסויים בלתי תלויים ונמצאה מדויקת גם כן. הבעיה היא שיש סתירה בין תורת היחסות לתורת הקוונטים שמתבטאת בפרדוקס EPR: תורת הקוונטים מאפשרת תופעות שמתרחשות באופן מיידי במרחקים גדולים, ואילו תורת היחסות לא מאפשרת תופעות שכאלו.

תורת כבידה קוונטית אמורה לתת ניסוח שמתאים ליחסות ולקוונטים ובכך לאפשר את איחודן. באותה הזדמנות היא צריכה להסביר מדוע כוח הכבידה כה חלש יחסית לכוחות יסוד אחרים כמו הכוח האלקטרומגנטי. יש כמה מועמדים לתורה מאוחדת, למשל תורת המיתרים, אבל צריך גם לבדוק אותן בניסוי, וזה טרם נעשה. בכל הקשור לתורת המיתרים - עדיין לא נמצא לה בדל של ראיה ניסיונית משום שרוב התופעות שהיא חוזה נצפות באנרגיות גבוהות בלבד, אבל אני מאמין שניתן לחשוב על ניסויים מתוחכמים שיאפשרו בדיקה שלה גם באנרגיות נמוכות, ובמהלך המאה הנוכחית כבר נדע אם היא "הגביע הקדוש" של הפיזיקה או שאלפי מדענים בזבזו עליה את זמנם.

10. פיתוח שיטות מתמטיות ופיזיקליות לניתוח מערכות מורכבות, כמו למשל מערכות ביולוגיות. הפיזיקה נוטה פעמים רבות לתת הסברים פשוטים ולהשתמש במשוואות בסיסיות פשוטות, וזה מתכון מוצלח מאוד לתיאור חוקי היסוד של הטבע. אבל מערכות רבות אינן פשוטות, ולצורך הבנתן יש צורך בכלים אחרים, שרובם עדיין לא קיימים. מערכת מורכבת מכילה מספר גדול יחסית של גורמים שמשפיעים זה על זה, וכתוצאה מכך ההתפתחות שלה בזמן קשה לחיזוי.

אם ההתפתחות לאורך זמן תלויה מאוד בתנאי ההתחלה אז המערכת נקראת כאוטית. מערכת מזג האוויר היא דוגמה למערכת כאוטית. למעשה, הכאוטיות שלה מסבירה למה קשה מאוד לתת תחזית מדויקת ליותר מארבעה ימים קדימה. עם זאת, מערכות מורכבות אינן בהכרח כאוטיות, וכאלו הן בדרך כלל המערכות הביולוגיות. מאפיין מובהק של המערכות הביולוגיות הוא קיום מערכת סבוכה של משובים המספקים בקרה על התהליכים השונים. לדעתי, פיתוח כלים להתמודדות עם מערכות מורכבות, משימה מסובכת לכל הדעות, יאפשר פריצת דרך בביולוגיה בכלל ובהבנת האבולוציה בפרט.

    לסיכום, במבט כולל על מה שכתבתי ברשומה הזאת ובקודמת, אני מודה שכל זה קצת יומרני והמטרות גדולות. רשמתי עשר מטרות שנראות לי גדולות וחשובות מהיבטים שונים. בדרך לשם יהיו המון גילויים ופיתוחים קטנים ובינוניים, כמו למשל הבנה טובה יותר של תכונות חומרים, גילוי חלקיקים חדשים (בוזון היגס, חלקיקים סופר-סימטריים), גילוי גלי כבידה, פיתוחים בתחום הננו-טכנולוגיה ועוד הרבה. שווה לעקוב.

      יום שני, 10 במאי 2010

      התגליות הפיזיקליות של המאה ה-21

      בפוסט הקודם סיפרתי על המאמר שכתבתי בזמנו אודות התגליות הגדולות בכל הזמנים בפיזיקה ובאסטרונומיה. נזכרתי בו כשמצאתי מסמך במחשב אודות גילויים עתידיים. לא זכורה לי הסיבה המדויקת שלשמה הכנתי אותו, אבל לפי מצבו מובן לי שהוא נשאר בגדר טיוטה ראשונית. הנה המסמך לאחר שהשקעתי בו עוד כמה שעות היום וביצעתי הרחבות קלות. אין ספק שכל אחד מהנושאים המופיעים בו ראוי להרחבה משמעותית יותר. בינתיים אני מפרסם אותו במצב גולמי למדי, אבל מבטיח להרחיב ולפרט בעתיד. אם כן, זו רשימת התחזיות שלי לגבי גילויים בפיזיקה ובאסטרונומיה (וגם קצת טכנולוגיה) במאה ה-21, לא לפי סדר חשיבות:

      1. מציאת הסבר אינטואיטיבי לעקרונות תורת הקוונטים. ניסויים רבים מאוד מאששים את תורת הקוונטים וברור לנו שזו תאוריה מדויקת במיוחד. עם זאת, שלא כמו בענפי פיזיקה אחרים, עקרונות תורת הקוונטים קשים להבנה. כדוגמה ניתן להביא את בעיית המדידה - בעת ביצוע מדידה מערכת יכולה לעבור ממצב המהווה סכום של מצבים שונים (סופרפוזיציה) למצב בודד המתאים לערך הנמדד (מצב עצמי המתאים לערך עצמי). אומרים שבתהליך המדידה מתרחשת קריסה של פונקציית הגל של המערכת, אך מנגנון הקריסה וחלקו של המודד בתהליך זה אינם ניתנים להבנה אינטואיטיבית בכלים שיש לנו היום. אני מאמין שהבנה אינטואיטיבית שכזו תאפשר את הבנת פעולתה של תורת הקוונטים גם במערכות גדולות שמכילות מספר גדול של אטומים או מולקולות, ובאותה הזדמנות נקבל פתרון לפרדוקס החתול של שרדינגר.

      2. פיתוח מחשבים קוונטיים גדולים. המחשבים הדיגיטליים הרגילים, המוכרים לכולנו, מבוססים על ביטים, כלומר יחידת הזיכרון הבסיסית יכולה להימצא באחד משני מצבים - 0 או 1. מחשב קוונטי מבוסס על קיוביטים (ביטים קוונטיים) שכל אחד מהם יכול להימצא במצב 0 או 1 וגם בסופרפוזיציה של שני המצבים הללו. התוצאה היא שאוסף של n קיוביטים נמצא ב-2 בחזקת n מצבים בו-זמנית, וניתן לבצע פעולות על כל המצבים הללו במקביל. הדבר יאפשר ייצור של מחשבים מהירים מאוד שגודלם הפיזי קטן. מחשבים קוונטיים קטנים, שיש בהם מספר בודד של קיוביטים כבר יוצרו, אבל ייקח עוד זמן עד שיפותח מחשב קוונטי שיחליף את המחשב הביתי ואף יעלה עליו. זו תהיה קפיצת מדרגה בכל הנוגע ליכולת החישוב ולמהירות החישוב, מה שישמח במיוחד את אנשי התוכנה, החוקרים ויותר מכולם את ה...גיימרים.

      3. פיתוחים מגוונים בתחום החומרים. למשל, ייצור חלליות מחומרים קלים, חזקים ובעלי יכולת לחסום קרינה, שיהפכו את המסע בחלל למשימה בטוחה, פשוטה ויומיומית. אני סבור שהפיתוחים בתחום החומרים ישפיעו על חיינו כמעט בכל אספקט, וכך למשל כבר בעשור הקרוב נראה טלפונים ניידים בעלי צורה משתנה או שנקנה בגדים שניתן לשנות בהם את המידות והצבעים בהתאם לצורך. גם מטא-חומרים מהווים כר פורה לפיתוחים עתידיים, ולא רחוק היום שבו אפשר יהיה לקנות לפורים גלימת הארי פוטר ההופכת את הלובש אותה לבלתי נראה.

      4. הבנת מנגנון הפעולה של מוליכי-על הפועלים בטמפרטורות גבוהות וייצור מוליכי-על הפועלים בטמפרטורות קרובות ל-0 מעלות צלזיוס. מוליכי-על הם חומרים שמשנים באופן חד את תכונותיהם בטמפרטורות נמוכות. ההתנגדות החשמלית שלהם אפסית ויש להם עוד כמה תכונות חשמליות ומגנטיות ייחודיות. מרבית מוליכי-העל פועלים בטמפ' קרובות לאפס המוחלט (273.15- מעלות צלזיוס), ואת אופן פעולתם אנו יודעים להסביר באמצעות תאוריה הקרויה BCS על שם מגליה. בנוסף להם התגלו מוליכי-על שפועלים בטמפ' של עשרות מעלות מעל האפס המוחלט, אולם אופן פעולתם לא מובן בשלב זה. לדעתי, הבנה כזו היא משימה תאורטית אפשרית, והיא תסלול את הדרך לייצור של מוליכי-על בטמפ' הרבה יותר גבוהות, קרוב ל-0 מעלות צלזיוס. מוליכי-על כאלו יוכלו לשמש למגוון מטרות, כמו למשל בניית רשת חשמל כלל-עולמית שאין בה איבודי אנרגיה. אני הולך להשתמש בהם למטרה חשובה עוד יותר: הדגמות פיזיקליות משעשעות...

      5. הפיכת היתוך גרעיני לשיטה מרכזית לייצור אנרגיה. כ-85% מהאנרגיה המיוצרת כיום מבוססת על שריפת דלקי מאובנים. לשיטה זו מספר חסרונות: השריפה גורמת לזיהום קרקע ואוויר (מלבד גז טבעי), נפלט פחמן דו-חמצני שעלול להגביר את אפקט החממה, המשאבים ייגמרו יום אחד ועד אז אנו נהיה תלויים במדינות עשירות במחצבי דלקי מאובנים. בהקשר זה, רצוי שהשיטות החלופיות שיכנסו לשימוש יהיו נקיות, מתחדשות וזולות. אנרגיה גרעינית המבוססת על ביקוע של גרעינים כבדים, כמו אורניום, היא פתרון חלקי, משום שהיא מותירה תוצרי לוואי רדיואקטיביים. אני מאמין שאנרגיית רוח, אנרגיה סולארית, אנרגיה הידרואלקטרית, אנרגיה כחולה ושיטות נקיות נוספות יתפסו מקום רב יותר בשוק האנרגיה של המאה ה-21.

      אבל ההבטחה האמיתית היא פיתוח כורי היתוך גרעיני שמאפשרים יצירת אנרגיה כשגרעינים של אטומים קלים (למשל איזוטופים של מימן) נפגשים ומתאחדים לגרעין כבד יותר. תהליך כזה מתרחש בשמש ובכוכבים אחרים. על מנת שהגרעינים יתקרבו למרחק מספיק קטן זה מזה, כך שיתרחש היתוך, יש צורך להתגבר על הדחייה החשמלית ביניהם (הם טעונים במטען חיובי). לשם כך יש להקנות להם מהירות גבוהה, כלומר להשתמש במתקן שבו הגרעינים מחוממים לטמפ' גבוהה מאוד. עד היום לא הצליחו לבנות כור היתוך שמפיק יותר חשמל ממה שמשקיעים בו, אבל בעשורים הקרובים המצב עשוי להשתנות. הכור הניסיוני ITER צפוי להיות השלב הראשון בדרך לייצור מסחרי של אנרגיית היתוך גרעיני. אבל זה ייקח עוד זמן, והחבר'ה הרציניים ולמודי ההבטחות בתחום זה משערים שלא נראה כורי היתוך מסחריים לפני 2050.
        המשך ברשומה הבאה...

        יום ראשון, 9 במאי 2010

        התגליות הגדולות מכולן

        הגיליון ה-100 של גליליאו (דצמבר 2006) הוקדש לבחירת התגליות הגדולות בתחומי המדע השונים. הוצע לי לכתוב את המאמר העוסק בתגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה. הבחירה הייתה קשה. תחילה רשמתי לי 22 תגליות, ואז התחלתי לצמצם, עד שנשארו עשר בלבד.
        הנה הפתיחה ואחריה שתי התגליות הראשונות. אגב, לא סידרתי לפי סדר חשיבות, אלא משיקולי רצף קריאה.

        התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה

        סקרנות היא הדלק שמניע את גלגלי הפיזיקה, והפיזיקה לא מסתפקת בשאלות טריוויאליות, אלא מנסה להסביר תהיות מהותיות: מה הן אבני היסוד של החומר? איך בנוי היקום? איך הכול התחיל? ואיך זה יסתיים? ניסיון צנוע להשיב לשאלות אלו ניתן בחמש התגליות שחותמות רשימה זו. המדען, מצדו, מעלה שאלות נוספות ומנסה להבין את התהליכים עצמם, לפתח תאוריות ולא פחות חשוב - לבדוק אותן בניסוי. חמש התגליות הראשונות עוסקות בשאלות כאלו, ויחד הן משלימות תמונה מורכבת של הפיזיקה ושל האסטרונומיה, שבה ניסוי ותאוריה שזורים זה בזה. עשר התגליות המובאות להלן הן בעיני נקודות חשובות בזמן ובהבנה, וכל אחת מהן פותחת צוהר לעולם מופלא ומגוון של ידע, תעוזה ויותר מכל - סקרנות.

        1. חוקי ניוטון
        את המסע שלנו לעבר התגליות הגדולות של הפיזיקה נתחיל עם גלילאו גליליי (1564-1642), מגדולי המדענים בכל הזמנים. אמנם גלילאו לא היה הראשון שמתח ביקורת על התפישה של אריסטו, ולפיה גוף יכול לנוע רק בתנאי שפועל עליו כוח, ועם זאת הוא היה הראשון שהצליח להבין לעומק את מושג ההתמדה (אינרציה) ולנסח אותו בצורה המוכרת כיום בתור החוק הראשון של ניוטון: גוף יתמיד במהירותו ובכיוון תנועתו, אלא אם כן יפעל עליו כוח חיצוני.
        החוק השני של ניוטון, החוק הבסיסי של המכניקה, מגדיר את מושג המסה. ניוטון טען שתכונה זו, הייחודית לכל גוף, קובעת את יכולתו להתנגד לשינוי מהירות בהשפעת כוח חיצוני. על-פי החוק השלישי, חוק הפעולה והתגובה, הפעלת כוח על גוף אחר תלווה תמיד בכוח הפוך בכיוונו ושווה בגודלו. חוקי ניוטון, שפורסמו בשנת 1687, מספקים לא רק הבנה אינטואיטיבית של גדלים פיזיקליים בסיסיים, אלא גם מהווים כלי דידקטי ממעלה ראשונה, ויתרה מכך, הם מאפשרים לראשונה לבצע חישובים מכניים מדויקים.
        ראוי לחתום פרק זה במשפט של אייזק ניוטון, המהווה לדעתי את תמצית המדע: "אני רואה את עצמי כילד המשחק על חוף הים, ומשתעשע, פעם באבן חלקה יותר ופעם בצדף יפה יותר, בעוד האוקיינוס הענק של האמת משתרע מול עיניי וצופן את סודותיו". גלילאו וניוטון יככבו גם בתגלית השנייה, שתעסוק בתורת הכבידה, אלא שהפעם יצטרף אליהם לא אחר מאשר אלברט איינשטיין.

        2. תורת היחסות הכללית
        גלילאו היה הראשון שהבין את "עקרון השקילות", שלפיו מסה כבידתית, הגורמת למשיכה בין שני גופים, זהה למסה האינרציאלית, המוגדרת בחוק השני של ניוטון. הניסוי המפורסם שבו גליליאו מפיל שני גופים ממגדל פּיזה, האחד כבד מהשני, ושניהם מגיעים יחד לקרקע, היה כנראה ניסוי מחשבתי בלבד, משום שגליליאו הבין שהתנגדות האוויר תמנע ממנו לערוך את הניסוי כהלכה. בכל זאת, רעיון זה הוא הביטוי הראשון לעקרון השקילות, וחשיבותו בכך שסתר את הגישה האריסטוטלית, שלפיה גוף כבד נופל מהר יותר.
        נדלג שלוש מאות שנה קדימה. בשנת 1907, בעודו יושב במשרד הפטנטים בברן, עלתה בראשו של איינשטיין מחשבה, שאותה הוא תיאר לימים בתור "המחשבה המאושרת בחיי". "אדם שנופל מגג של בניין, לא מרגיש את המשקל של עצמו", הסיק איינשטיין מעקרון השקילות, ובעזרת רעיון נוסף, הקרוי עקרון מאך, שלפיו כל גוף ביקום נמצא בנפילה חופשית יחסית לשאר הגופים, הצליח איינשטיין בתוך שמונה שנים לגבש את תורת היחסות הכללית. על רגל אחת, תורה זו אומרת, שהמרחב-זמן קובע כיצד המסה תנוע, ואילו המסה קובעת איך המרחב-זמן יתעקם, ואידך זיל גמוֹר...
        הבדלים משמעותיים בין הכבידה של ניוטון ובין תורת היחסות הכללית באים לידי ביטוי רק עבור כבידה חזקה, כמו למשל בחורים שחורים, אותם גופים שאפילו אור לא יכול להשתחרר משדה הכבידה שלהם, וקיומם מוסבר רק על ידי תורתו של איינשטיין. אולם, כאשר דרוש דיוק גבוה אז גם בתנאי כבידה חלשה יש להתחשב ביחסות כללית, ולכן לוקחים אותה בחשבון בעת תכנון מסלולי חלליות ואפילו במערכת ה-GPS. מכאן נפנה לכוח בסיסי אחר, שבדומה לכבידה טווח פעולתו אינסופי - הכוח האלקטרומגנטי.

        תמונה שצילמתי בפיזה ובה נראה מגדל הפעמונים הנטוי של העיר, שעל פי הסיפור גלילאו גליליי זרק מראשו גופים שונים על מנת להוכיח את עקרון השקילות

        המשך המאמר: עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה

        נזכרתי היום במאמר כשחיפשתי מסמך שהכנתי כמה חודשים מאוחר יותר ובו רשימת התגליות הפיזיקליות העתידיות, שלפי הערכתי עשויות להתגלות במהלך המאה ה-21. על כך בפוסט הבא.

        יום שישי, 7 במאי 2010

        הכדורסל שהגיע רחוק

        טכנוראש היא אחת מתחרויות המדע המקוריות, המאתגרות והמשעשעות שיש לנו בישראל. השנה נדרשו המתמודדים לבנות מתקן שיחובר למטוטלת גדולה. המטוטלת עשויה מחבל באורך של 10 מטרים, וקצה החבל מגיע לגובה של מטר וחצי מעל פני הקרקע כשהמטוטלת נמצאת במצב אנכי. כל מתמודד מחבר את המתקן שבנה אל החבל של המטוטלת באמצעות טבעת וחוט ומביא את המטוטלת לזווית של 30 מעלות יחסית לאנך. זוהי נקודת שיא הגובה של המטוטלת. המתמודד משחרר את המתקן המחובר למטוטלת מנקודת שיא הגובה, והחוט המחבר את המתקן אל המטוטלת משתחרר כשהמטוטלת מגיעה למצב אנכי, כלומר במצב של גובה מינימלי יחסית לקרקע ומהירות אופקית מקסימלית. המתקן ינוע זמן מה באוויר, ואחר כך הוא חייב לנוע לפחות מטר וחצי על פני הקרקע. המנצח הוא זה שהמתקן שלו מגיע למרחק המקסימלי מהמטוטלת.

        הסרטון הבא מראה אנימציה של המטוטלת ששימשה את המתחרים:



        אנסה לנתח את ביצועי המתקן הזוכה, אך לפני כן סרטון שמסכם את התחרות:



        מתקן המבוסס על כדור או גלגלים הוא בחירה הגיונית, משום שחפץ עגול יכול לנוע על פני הקרקע למרחק גדול יחסית. הסיבה לכך היא שגלגל אידאלי לא מאבד אנרגיה כתוצאה מחיכוך, כל עוד הוא מתגלגל ואינו מחליק. אומנם, קיימת התנגדות לגלגול, הנובעת מכך שהגלגל עובר דפורמציה מסוימת בעת המגע עם הקרקע והוא כבר אינו עיגול מושלם, אך התנגדות זו קטנה בדרך כלל. לעתים גם הקרקע עוברת דפורמציה, למשל אם מדובר בקרקע לא קשיחה. גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא שקרקע לא ישרה תגרום להתנגדות גבוהה יותר לגלגול. כפי שניתן לראות בסרטון, חלק גדול מהמתחרים אכן ניסו לבנות מתקן המבוסס על גלגלים או כדורים, כלומר הם הניחו שההתנגדות לגלגול קטנה מחיכוך רגיל.

        לדעתי, בהתחשב בתנאי התחרות יש יתרון לכדור על פני גלגל ואפילו על פני זוג גלגלים. זאת משום שכדור ינחת בוודאות במצב שיאפשר לו להמשיך להתגלגל, ואילו מערכת המבוססת על גלגלים עלולה לנחות בזווית שתגרום לעצירה מיידית. המנצח, אלק ליסיאנסקי, אכן בחר בכדור, או ליתר דיוק בכדורסל. הרעיון שלו נהדר: הוא בנה מתקן שמקנה לכדורסל מהירות סיבובית בנוסף למהירות הקווית שהוא מקבל מהמטוטלת. הכדורסל של אלק הגיע למרחק של כמעט 42 מטרים מהמטוטלת - הישג מרשים שהקנה לו את המקום הראשון ביתרון של 5 מטרים על פני המקום השני.

        המתקן של אלק מזכיר את משחק היו-יו שמקבל מהירות סיבובית כשמשחררים אותו מהיד. למתקן כזה שני יתרונות מרכזיים: הוא מאפשר גלגול במהירות אופטימלית כשהכדור מתייצב על הקרקע, והוא מקנה לכדור יציבות גירוסקופית. יציבות גירוסקופית היא הנטייה של עצם שמסתובב במהירות גדולה לשמור על ציר הסיבוב, ובמקרה שלנו להמשיך להתגלגל בקו ישר קדימה מבלי לסטות לכיוון הדשא.

        אני חוזר ליתרון הראשון של המתקן הזוכה. אם רדיוס הכדור הוא r מטרים ומהירותו הסיבובית היא w (ביחידות של רדיאנים לשנייה), אזי מהירותו הקווית (ביחידות של מטרים לשנייה) היא: v=wr. אם המתקן בנוי בצורה אופטימלית, המהירות הסיבובית והמהירות הקווית של הכדורסל בעת הנחיתה על הקרקע יתאימו לנוסחה זו. אחרת, תתרחש בשלב הראשון החלקה, הגוררת איבוד אנרגיה, עד שהכדור יגיע למצב שבו הנוסחה מתקיימת. במילים אחרות, כדור שמסתובב מהר מדי יאבד אנרגיה בצורת האטת מהירות הסיבוב, ואילו כדור שמסתובב לאט מדי יאבד אנרגיה בצורת האטת המהירות הקווית.

        נקודה מעניינת נוספת היא הבחירה בכדורסל. כדורסל הוא כדור אלסטי שקופץ לפני שהוא מתחיל להתגלגל. היות שההתנגשות אינה אלסטית לחלוטין, כל קפיצה גורמת להפסד אנרגיה. מצד שני, במקרה הנוכחי יש יתרון לקפיצה על פני גלגול, משום שהמשטח עשוי ממרצפות, והרי משטח לא אחיד גורם לאיבודי אנרגיה בעת גלגול. בסופו של דבר הכדור מפסיק לקפוץ ומתחיל להתגלגל. אני מתאר לעצמי שאם המשטח היה ישר לגמרי, ללא מהמורות, עדיף היה להשתמש בכדור פחות אלסטי שיתחיל להתגלגל עם המגע הראשוני שלו בקרקע.

        נקודה אחרונה שחשבתי עליה אחרי שראיתי את המתקן המנצח: עדיף היה, לדעתי, להשתמש בכדור בעל מומנט אינרציה קטן יותר, כלומר כדור שהמסה שלו מרוכזת במרכז, ולא על פני ההיקף כמו בכדורסל. גוף בעל מומנט אינרציה נמוך יותר נע מהר יותר, משום שמרבית האנרגיה הפוטנציאלית ההתחלתית הופכת לאנרגיה קינטית קווית ולא לאנרגיה קינטית סיבובית. זו הסיבה לכך שגליל מלא נע מהר יותר במורד מגליל חלול (בקישור ניתן לראות את החישוב במקרה של גליל).

        כעת, עוד משהו נחמד לסיום. הזכרתי את משחק היו-יו. המתקן הזוכה של אלק פועל בצורה דומה למה שקורה בתרגיל walk the dog - תרגיל בסיסי לחובבי היו-יו:



        יום חמישי, 6 במאי 2010

        ראיון עם רוני עתידיה זוכת פיימלאב 2010

        שלחתי לרוני כמה שאלות במייל. הנה השאלות והתשובות.

        רוני, אנא הציגי את עצמך וספרי לנו איך הגעת לנושא שבחרת לדבר עליו בגמר (מירוץ החימוש האבולוציוני בין טורפים ונטרפים).
        שמי רוני עתידיה, ואני סטודנטית לתואר שני בזואולוגיה, באוניברסיטת תל אביב. המעבדה בה אני עובדת עוסקת בהתנהגות בעלי חיים, בעיקר מנקודת מבט אבולוציונית. כך הגעתי לדבר על "עקרון המלכה האדומה", שהוא עיקרון אבולוציוני שבאמת מושתת על המרוץ של עליסה והמלכה האדומה בארץ המראה. כיוון שייקח לי הרבה יותר משלוש דקות לנסח בקצרה את מה שאמרתי, אני פשוט אשמח שמי שמעוניין יציץ בהרצאה שתועלה ליו-טיוב ממש בקרוב, או לפחות ככה אמרו לי. גם אני סקרנית לראות את זה... חוצמזה, הרבה יותר מעניין לראות את כל הדברים האלה מקרוב ולכן אני מזמינה בחום לבקר במוזיאון המדע בירושלים, שם עבדתי שנים רבות, וגם בגן הזואולוגי של אוניברסיטת תל אביב, שם אני עובדת כיום (בגן הזואולוגי צריך לתאם סיור/הדרכה דרך "קמפוס-טבע" http://campusteva.tau.ac.il/eng ).
        איך גיבשת את ההרצאה? ספרי לנו קצת על הגמר עצמו.
        ההכנות לתחרות, ובכלל כל מה שהיה כרוך בה, היו התנסות ממש נחמדה. למעשה זו הייתה עבודה הרבה יותר קשה ממה שציפיתי. להצליח להעביר נושא בשלוש דקות, באופן שיהיה מספיק ברור וכמובן שידבר לקהל ויהיה משעשע (לכולם, כולל לי...) - זה אתגר רציני. באמת שחשבתי על כל מילה. קצת (טוב, הרבה) שיגעתי כל מיני אנשים סביבי תוך כדי, אבל בסוף כולנו עמדנו בכך בגבורה, והיה באמת מאוד כיף. הכי נהניתי להתאמן עם חבריי, לקבל עצות ושיפורים, ולראות את כל מי שהגיע להיות קהל בתחרות עצמה. היו הרצאות מעולות. לרובן הקשבתי בריכוז, אבל מודה שאיפשהו נדדו מחשבותיי ל"האם אני זוכרת מה אני רוצה להגיד?" או "רגע, שוב, מה משפט הפתיחה שלי?" או סתם התרכזתי בלנשום בקצב נורמלי...
         מהי לפי דעתך הדרך לקרב את הציבור למדע?
        אני חושבת שהתחרות משיגה את מטרתה, אבל לצערי בקנה מידה קטן ממה שאולי היה ניתן. זה באמת אירוע חוויתי גם למשתתפים וגם לצופים, אבל משום מה הוא אינו מגיע לידיעתו של קהל מאוד רחב. אני מקווה שעם השנים זה ילך ויצבור תאוצה... אבל בלי להישאר במקום :)

        גמר פיימלאב 2010

        לצערי לא יכולתי להגיע לגמר פיימלאב עקב אילוצי עבודה ולכן אני מפנה אתכם לידיעה אודות התוצאות באתר הידען של אבי בליזובסקי. הזוכה בתחרות השנה היא רוני עתידיה שדיברה על מירוץ החימוש האבולוציוני בין טורפים ונטרפים. למקום השני והשלישי הגיעו יאיר בן חורין ובן הורוביץ. תיאור מפורט של הרצאות הגמר ניתן למצוא בידיעה של אבי.

        זו גם הזדמנות טובה עבורי להגיד מילה טובה לאבי בליזובסקי שמלווה את אירועי המדע בארץ ובעולם במשך שנים רבות ומביא באתר שלו ידיעות, דעות וסיקורים מהשטח. כל הכבוד!

        עדכון: ההרצאות של רוני עתידיה ושל יאיר בן חורין מופיעות כעת באתר ynet - "מה הקשר בין אבולוציה לעליזה בארץ הפלאות?", ידיעה של שי זמיר.

        יום ראשון, 2 במאי 2010

        הטלפון הנייד של העתיד

        תוצאות מחקר מעניין אודות החשיבות של הטלפון הנייד בחיי בני הנוער מתפרסם בבלוג תנועת הנוער של עומר קפלן. באופן לא מפתיע, המחקר מראה שהטלפון הנייד הוא גורם חשוב ומרכזי בחיי הנערים האמריקאים שהשתתפו בסקר. אני משער שהמצב בארץ דומה. אני זוכר שיחה מעניינת עם מורה שהסביר לי איך התלמידים בוחנים אותו לפי סמלי הסטטוס, ובראשם הטלפון הנייד שלו, ואני זוכר פעם אחרת כשתלמיד ששמע הרצאה שלי נדהם לראות אותי מוציא מהכיס (אחרי השיעור) טלפון נייד מדגם מיושן. הבחור ממש רדף אחרי והתעקש לראות את "המוצג הפרהיסטורי" (שהיה בערך בן חמש שנים בסך הכל).

        כבר כתבתי על כך שמערכת החינוך חייבת להבין ולהכיר את המצב החדש ואת בני הנוער של היום, שעולם המושגים שלהם שונה מאוד מעולם המושגים של המורים. רק כך ניתן יהיה להגיע אליהם ולזכות בהקשבה במהלך השיעורים. החוכמה היא להבין שהטלפון הנייד נמצא ויישאר כאן, ואולי אפילו לחפש דרכים להשתמש בו על מנת לזכות בקשב ובעניין. אני, למשל, משלב את הטלפון הנייד בהדגמות שונות. הדגמה נחמדה שכזו היא בדיקת הקיטוב של האור שיוצא מטלפון בעל מסך LCD באמצעות מקטב. ארחיב על כך בפעם אחרת. כעת אני רוצה לגעת בנקודה שונה ולנסות את כוחי בעתידנות.

        אני רוצה לעשות משחק ניחושים של "איך ייראה הטלפון הנייד בעוד עשר שנים?", ואתם מוזמנים לעזור לי. אז הנה הניחושים שלי - טלפון העתיד יכלול:
        1. אמצעים לשימוש אישי במדיה דיגיטלית. למשל: חיבור פשוט למשקפי וידאו שיסופקו עם הטלפון, אוזניות קטנות יותר.
        2. GPS עם יכולת הכוונה ידידותית בעזרת מפות, צילומי רחובות, צילומי לוויין וצילומי אוויר.
        3. חיבור לטלוויזיה בלוויין.
        4. חיבור ישיר ומהיר לאתרים ספציפיים באינטרנט על מנת להוריד קבצים ביעילות, למשל אתרי שיתוף קבצים. בצורה זו ניתן יהיה להוריד שיר באופן כמעט מיידי, כמה שניות אחרי שחשבנו שיהיה נחמד לשמוע את השיר הזה.
        5. אפליקציות חברתיות חדשות בסגנון פייסבוק. אני מנחש שיפותחו רשתות חברתיות שיפעלו בעיקר או רק בטלפונים ניידים. הן יהיו דיסקרטיות יותר ויאפשרו נוחות רבה יותר בשיתוף חוויות וקבצים עם חברים. יכול להיות שיהיה גם אתר שיהיה ניתן לגשת אליו מהאינטרנט הרגיל, אבל לב המערכת יהיה בטלפונים הניידים.
        6. מערכת לאיתור טלפונים של חברים/ילדים על מנת לדעת היכן הם נמצאים בכל רגע נתון. למרות הבעייתיות הנובעת מכך, אני חושב שיש דרישה של הורים שרוצים לדעת איפה הילדים ושחברים או בני זוג יסכימו לוותר על הפרטיות ולגלות באופן אוטומטי את מקום הימצאם במקרים מסוימים.
        7. שליטה באמצעות קול על כל פעולות המכשיר.
        8. יצירת הודעות קול והודעות וידאו ממוחשבות שאותן ניתן לשלוח ללקוחות אחרים. למשל, יצירת סרטון אנימציה מצחיק בטלפון עצמו בעזרת הוראות פשוטות, או הודעה קולית ממוחשבת כשרוצים להודיע שמתעכבים.
        9. יצירת רינגטונים על ידי הלקוח באמצעים פשוטים, כלומר המכשיר ינחש מה הלקוח רוצה וינסה להתאים לו מנגינה חדשה.
        10. שימוש בחומרים גמישים בגוף הטלפון יאפשרו עיצוב אישי של הצורה החיצונית.
        11. מערכת שמאתרת סימני מצוקה רפואיים אצל הלקוח ומדווחת על כך ישירות לשירותי הרפואה המהירה.
        12. יכולת זיהוי ותשלום כמו של כרטיס אשראי. 
        והנה מה שנוקיה חושבים על טלפון העתיד:



        מה שבטוח: סקר שייערך בעוד עשר שנים יראה שבני הנוער לא רואים את עצמם בלי טלפון הכולל את כל החידושים האחרונים...