הסרטונים המזויפים האהובים עלי

הסרטון הראשון קשור להליום. קבוצה של נערים צרפתים שואפים הליום, מנפחים בעזרתו מסטיק וממריאים לאוויר.



הם עושים את זה ממש בסטייל, אבל חישוב פשוט מראה שהסרטון מזויף.

הבסיס ליכולת הציפה של בלוני הליום נובע מכך שאוויר מורכב בעיקר מחנקן ומחמצן והליום פחות צפוף ממנו. לפי עקרון הציפה של ארכימדס בלון מלא בהליום יצוף באוויר כל עוד המשקל שמחובר אליו אינו גדול מדי. מבחינה זו אין הבדל בין ציפה בסביבה גזית ובין ציפה בסביבה נוזלית. מה שקובע זה רק הצפיפות של העצם יחסית לצפיפות התווך שבו הוא נמצא.

עקרון ארכימדס אומר שכוח הציפה הפועל על הבלון כלפי מעלה שווה לתאוצת הכובד כפול נפח הבלון כפול צפיפות התווך, שהוא האוויר במקרה זה. כלפי מטה פועל משקל ההליום והוא שווה לתאוצת הכובד כפול נפח הבלון כפול צפיפות ההליום. צפיפות ההליום היא כ-0.2 גרם לליטר, וצפיפות האוויר עומדת על כ-1.2 גרם לליטר. לכן, ליטר של הליום יכול להרים בערך גרם אחד נוסף על משקלו העצמי. על מנת להרים אדם במשקל 60 ק"ג צריך להשתמש ב-60,000 ליטר של הליום.

אז איך הם עשו את זה? הנה הפתרון:



ובאותו עניין, מילת אזהרה: שאיפת הליום לא פוגעת בבריאות ולא פוגעת במיתרי הקול, אבל עלולה לגרום לחנק אם לא מגיע חמצן לריאות לאורך זמן. לכן, מי שרוצה ליצור קולות מצחיקים, מספיק שייקח שאיפה קטנה מבלון גומי מלא בהליום. מומלץ מאוד להמתין כמה דקות בין שאיפה לשאיפה, ולעולם לא לשאוף הליום ישירות מבלון המתכת שבו ההליום נמצא בלחץ גבוה (אלא אם כן מחובר לבלון וסת שמוריד את הלחץ של הגז). בסרטון נראה שהם שואפים הליום ישירות מבלון מתכת ללא וסת. לדעתי הם עושים את זה בכאילו, כלומר לא שואפים הליום בכלל.

הסרטון השני מראה איך אפשר להכין פופקורן בעזרת טלפונים ניידים.



זו אחת המתיחות הקשורות לטלפונים ניידים. טלפון נייד אכן עובד בתחום התדרים של קרינת המיקרוגל, אבל יחסית לתנור מיקרוגל ההספק שלו נמוך מאוד. הבדל נוסף בעוצמת הקרינה המגיעה לגרעיני התירס נובע מכך שתנור המיקרוגל בנוי כתא תהודה שמגביר את עוצמת הקרינה.
בסרטון הזה הם השתמשו בעריכה דיגיטלית - ברגע שבו כביכול התפוצץ גרעין תירס, הם מחקו אותו מהתמונה והקרינו אחורה סדרת פריימים שבהם צולם פופקורן שנזרק אל השולחן.

הסרטון הבא נעשה גם כן לצרכי פרסום, הפעם בתחום משקפי השמש.



זיקית כידוע מחליפה צבעים, אבל לא בצורה כל כך מהירה והיא בכלל לא תחליף צבע בתגובה לחפץ קטן. אני יכול לומר בביטחון שהצבעים הוספו בעזרת תוכנה.

ולסיום עוד מתיחה אחת, מרשימה במיוחד.



רוב הסרטונים מהסוג הזה משתמשים בזוויות צילום מסוימות שמהן האשליה האופטית נראית אמיתית, ובכל זאת המים בסרטון משלימים מעגל, כלומר יש כאן עוד מרכיב, אולי משאבת מים. היוצר מבטיח לגלות בקרוב. שווה לחכות.

מקרר פתוח ואוורור הבית

שוב תפסתי את עצמי מעיר לילדים על משהו שאני לא בטוח בו. "תסגור מיד את דלת המקרר, לפני שהוא מתקלקל", אמרתי לו. מזל שהפעם הוא לא שאל "למה?", וכך היה לי זמן לחפש תשובה.

ראשית, כמה מילים על המושג המרכזי בפוסט הזה: זרימת חום. בלשון הדיבור המילה חום מתייחסת לטמפרטורה, אבל במדע יש הבדל בין השניים. בפיזיקה חום קשור תמיד למעבר של אנרגיה מעצם אחד לעצם אחר, ולכן יש לומר זרימת חום כשמתייחסים לחום באופן מדעי. מעבר האנרגיה הקרוי זרימת חום נובע מהפרשי טמפרטורות בין שני עצמים או בין אזורים שונים בעצם אחד. זו טעות להתייחס לחום ככמות אנרגיה שאגורה בעצם. לאנרגיה זו יש שם אחר - אנרגיה פנימית. לפי החוק הראשון של התרמודינמיקה השינוי באנרגיה הפנימית שווה לחום שזרם פנימה פחות העבודה שנעשתה על ידי העצם. זהו בעצם חוק שימור האנרגיה בניסוח תרמודינמי.

החוק השני של התרמודימיקה מתייחס לכיוון זרימת החום. לפי החוק הזה, החום זורם באופן ספונטני מעצם חם לעצם קר. המקרר, לעומת זאת, מצליח לגרום לחום לזרום מתוכו החוצה, כלומר הוא מעביר חום ממקום קר למקום חם יותר. הפעולה הזו מנוגדת לחוק השני, והיא לא יכולה להתרחש באופן ספונטני. זרימת החום מהמקרר החוצה מתרחשת בזכות השקעה חיצונית של אנרגיה - החשמל שהמקרר צורך.

מה קורה כשפותחים את דלת המקרר? חום זורם פנימה בשתי צורות: הולכה והסעה. ההולכה נובעת ממגע בין האוויר החם שבחוץ לאוויר הקר שבמקרר, וההסעה מתרחשת באמצעות זרימה של אוויר חם פנימה ואוויר קר החוצה. התוצאה היא התחממות החלל הפנימי של המקרר, וכעת המנוע שלו צריך לעבוד קשה יותר על מנת לקרר חזרה.

השאלה המרכזית היא כמה חום זורם פנימה כשפותחים את דלת המקרר ובכמה מעלות משתנה הטמפרטורה. התשובה נעוצה במושג קיבול חום. קיבול חום הוא כמות החום הזורמת חלקי השינוי בטמפרטורה. קיבול החום ליחידת נפח של האוויר, ושל גזים בכלל, נמוך מאוד בגלל הצפיפות הנמוכה שלהם. המשמעות היא שהאוויר במקרר מתחמם מהר מאוד, אף על פי שכמות החום שנכנסה פנימה היא קטנה. קיבול החום של מוצקים ושל נוזלים גדול בערך פי אלף - זהו היחס האופייני בין צפיפות האטומים של מוצק לצפיפות האטומים של גז. המשמעות היא שאותו חום שנכנס לתוך המקרר כמעט שלא מחמם את מוצרי המזון בתוך המקרר, את המדפים ואת קירות המקרר.

אם כך, פתיחת דלת המקרר, אפילו למשך חצי דקה או דקה, תחמם מעט מאוד את מוצרי המזון, ולאחר סגירת הדלת הם יקררו במהירות את האוויר במקרר מבלי שהמנוע יצטרך להתאמץ. ברור שפתיחת הדלת לפרק זמן ארוך, מספר דקות ומעלה, איננה מומלצת.

הצורך לאוורר את הבית בחורף מציב בעיה דומה. נניח שחיממנו את החדר ואנו לא רוצים שהוא יתקרר, אבל רוצים שייכנס אוויר נקי מבחוץ. פתיחה של החלון לפרק זמן של כחצי דקה תאפשר החלפת אוויר מהירה בתהליך של דיפוזיה (פעפוע), אבל לא תגרום לזרימה גדולה של חום מתוך החדר. העצמים המוצקים בחדר, שכוללים במקרה זה את הרהיטים, חלק מעובי הקירות ולמעשה גם אותנו, לא יתקררו כמעט במשך אותה דקה. לאחר סגירת החלון אותם עצמים מוצקים יחממו במהירות את האוויר כמעט לטמפרטורה שבה הוא היה לפני פתיחת החלון. השארת חריץ צר בחלון לכמה שעות פחות יעילה מבחינה זו, משום שכמות החום המצטברת שתזרום החוצה עלולה להיות גדולה, והחדר יתקרר.

המסקנה, אם כן, היא לא להתעצבן על הילדים המתלבטים שעומדים מול מקרר פתוח, ולא לצעוק על מי שרוצה לאוורר את החדר ביום חורף קר, ובכלל להיות רגועים...

לקריאה נוספת:
* Physics in daily life: heating problems, L.J.F. (Jo) Hermans
* כמה חם היה? פוסט לכבוד חורף מבולבל, בבלוג מסה קריטית של יואב לנדסמן
* חוק דולון-פטי (Dulong-Petit law) שבעזרתו ניתן להעריך את קיבול החום של חומרים שונים. לפי החוק הזה התרומה של אטום כלשהו לקיבול החום של החומר היא זהה, ללא תלות בזהות האטום. חקר הסטיות מהחוק הזה היוו צעד חשוב בהתפתחות הפיזיקה המודרנית.

מיתוס אחר שכתבתי עליו: האם מסוכן לשבת קרוב לטלוויזיה?

קרדיט לתמונה: צבא ארצות הברית

נילס בוהר והברומטר

את הסיפור הזה שמעתי פעמים רבות ונזכרתי בו שוב לפני כמה ימים כשהתחלתי לרשום במחברת מחשבות על חינוך ועל בתי ספר. הסיפור עוסק במבחן שנערך באוניברסיטת קופנהגן שבו נדרשו התלמידים למדוד גובה של בניין תוך שימוש בברומטר. אחד הסטודנטים הציע לקשור חוט לברומטר, לעלות לראש הבניין ולשלשל את הברומטר מטה עד שיגע בקרקע. אורך החוט יחד עם אורך הברומטר הוא גובה הבניין. המרצה הכשיל את הסטודנט, הסטודנט ערער, ומרצה אחר התבקש לפסוק בנושא.

הפוסק אמר שהתשובה נכונה אבל הסטודנט לא הפגין ידע בפיזיקה ולכן יש לבחון שוב את ידיעותיו. הסטודנט התבקש למצוא תשובה "פיזיקלית" יותר. הוא חשב כמה דקות, וכשלא ענה דחק בו הבוחן לענות משום שהזמן עומד להיגמר. הסטודנט אמר שהוא מתלבט בין מספר תשובות: ניתן להפיל את הברומטר ולמדוד את זמן הנפילה (התלוי בגובה), או להשתמש באותו חוט מהתשובה הראשונה וליצור מטוטלת - זמן המחזור של התנודות יהיה תלוי באורך החוט, או להשתמש בחוט קצר יותר ואז לנדנד את המטוטלת על ראש הבניין ועל הקרקע - ההפרש בזמן המחזור קשור לתאוצת הכובד שמשתנה עם הגובה, או למדוד את הצל של הברומטר יחסית לצל של הבניין בשעה שהשמש מאירה, ומובן שניתן גם למדוד את לחץ האוויר על הקרקע ועל גג הבניין ולהמיר את ההפרש לגובה הבניין. וכאן מוסיף הסטודנט את האפשרות העסקית - לגשת לאחראי על הבניין ולומר לו: יש לי ברומטר מצוין שאתן לך בשמחה אם תגלה לי את גובה הבניין. הסטודנט היה נילס בוהר, שהפך לאחד הפיזיקאים הגדולים בהיסטוריה.

הסיפור מעורר אהדה לסטודנט המבריק, היצירתי והנועז (או שמא חצוף), רק חבל שהוא אינו נכון. לא ידוע על שאלה כזו במבחן באוניברסיטת קופנהגן, וגם לא באוניברסיטה אחרת, ואפילו לא בבית ספר, ובוודאי שאין לסיפור קשר כלשהו לנילס בוהר. האזכור הראשון של הסיפור מופיע במגזין אמריקאי ב-1958, ואחר כך גרסה מורחבת יותר מופיעה בספר של אלכסנדר קלנדרה (Alexander Calandra) שיצא לאור ב-1961. שם הוא מסופר כביכול כסיפור אמיתי, אך ללא קשר לבוהר.

מדידת גובה בניין בעזרת ברומטר שמחובר לחוט - זמן המחזור של המטוטלת תלוי באורך החוט

תמיד חשדתי בסיפור הזה שהוא אגדה. חוץ מזה, השאלה עם הברומטר לא הכי מוצלחת לטעמי. היא פשוטה מדי עבור תלמידי פיזיקה וגם מי שיודע מעט פיזיקה יכול לנחש את התשובה. הרעיון הפיזיקלי כאן הוא שלחץ האוויר יורד עם העלייה בגובה, משום שגובה עמוד האוויר (מלמעלה) קטן כשעולים. מבחינה פרקטית זו אינה השיטה המועדפת למדידת הפרשי גובה קטנים משום שהשינוי קטן למדי כשהפרש הגבהים עומד על כמה עשרות מטרים (גובה של בניין גבוה). בעיה נוספת היא התלות של הלחץ בגורמים נוספים, כמו טמפרטורה, אבל על זה דווקא אפשר להתגבר אם משווים בין לחץ האוויר בתחתית הבניין ללחץ האוויר בראשו. בעיה גדולה יותר נובעת משינויים מקומיים בלחץ האוויר, כמו למשל רוח פתאומית שנושבת בגובה של עשרות מטרים. המסקנה היא שלמדידת הפרשי גבהים קטנים עם ברומטר יהיה דיוק נמוך יחסית. מלבד זאת, אני לא אוהב שאלות שמכריחות את התלמיד להשתמש בכלים מסוימים בלבד, במקרה זה ברומטר, ולמען האמת אני גם לא כל כך אוהב את ההתחכמויות של התלמיד (הרי לא צריך ברומטר בשביל לבנות מטוטלת), ובכלל אני לא אוהב מבחנים - אבל זה כבר סיפור אחר.

אבל בכל זאת אני רוצה לקחת את הסיפור הלאה - נניח שמורה רוצה לעודד את התלמידים שלו לחשוב על הקשר בין לחץ אוויר לגובה. מהי הדרך הטובה ביותר לעשות זאת? אני יכול לחשוב על מספר דרכים. בפוסט הזה אני רוצה להתרכז בשיטה שלא מרבים להשתמש בה - דיון כיתתי, עם או בלי הרצאה פרונטלית לפניו. אגב, הרצאה כזו תהיה יעילה במקרה הנוכחי רק אם היא הוכנה בקפידה כך שבסופה היא מעלה שאלות שמובילות לדיון בשיעור הבא. היתרון הגדול בדיון כיתתי נעוץ בכך שהוא יכול להתפתח לכיוונים שונים ומעניינים ובצורה זו הוא יכול להיות כלי נהדר להבנה רחבה ומעמיקה.

לפני כמה שנים עבדתי בעבודה שבה נדרשתי להשתתף לעתים קרובות בישיבות עבודה. אני זוכר עד כמה שלא הייתי יעיל כשהיה מדובר בישיבה פתאומית, ללא זמן להתכונן, וכמה היה המצב שונה כשמצאתי זמן לקרוא את החומר ולהכין את עצמי. דיון כיתתי הוא בעצם מין ישיבת עבודה שכזו, ואני חושב שעדיף שהוא לא יבוא בהפתעה. על מנת לקבל דיון ער ויעיל יש לתת לתלמידים מספיק זמן להתכונן אליו, יום אחד לכל הפחות. בעיני רוחי אני רואה דיון שמתפתח מעבר לשאלת התלות של לחץ האוויר בגובה, ומעבר להבנה שברומטר הוא כלי לא מדויק למדידת גובה של בניין, לכיוונים אחרים כמו למשל השפעת הגובה על גדלים אחרים, ואפילו מציאת שיטות שונות למדידת גבהים, למשל בעזרת שעון מדויק ומקור לייזר, ובעצם כל כלי אחר שהעולם המודרני יכול לספק לנו.

האם אכילת גיר מעלה את החום?

לא יודע אם זה קשור לפתיחת שנת הלימודים, אבל אתמול קיבלתי במייל שאלה שהחזירה אותי לימי בית הספר:

האם אכילה של גיר יכולה להעלות את החום שלי לכמה שעות?

בעצם, גם בצבא שמעתי שגיר מעלה את טמפרטורת הגוף, אבל לא זכור לי שראיתי מישהו בודק את זה וממש אוכל גיר בשביל להוציא גימלים. אני די משוכנע שזה מיתוס, ולו משום שאני לא רואה סיבה לכך שגיר יעלה את טמפרטורת הגוף. זה נראה לי ממש לא הגיוני. גיר עשוי מקירטון שמכיל סידן או מגבס שמכיל סידן וגפרית. הגוף לא זקוק לכמות גדולה של החומרים הללו, ולכן אכילה של גיר אינה בריאה. מה עוד שבתהליך הייצור של גיר אין הקפדה על ההרכב המדויק, וכמויות קטנות של חומרים נוספים, בחלקם רעילים, עלולות להיכנס לתוך המוצר הסופי. אבל גם אם זה לא בריא, אני לא רואה סיבה לעליית חום, שקשורה בדרך כלל למחלות זיהומיות. אם כבר, הייתי מצפה שאכילת כמות גדולה של גיר בבת אחת תגרום להקאה, ואכילה מתמדת לאורך זמן תגרום להרעלה.

מתברר שבכל זאת יש אנשים שאוכלים גיר, מסיבות אחרות. לתופעה הזו של אכילת חומרים בלתי-אכילים קוראים תסמונת פיקה, והיא עלולה להיות מסוכנת במקרים מסוימים. מדובר בתופעה לא כל כך נדירה, אבל הסיבה המדויקת טרם התגלתה - ייתכן שהיא נובעת ממחסור במינרלים וייתכן שמדובר בהפרעה פסיכולוגית, כלומר צורה של התנהגות כפייתית הנובעת ממחשבות טורדניות. בעבר נטו לחשוב שתסמונת פיקה נובעת רק ממחסור במינרלים, אבל בשנים האחרונות הגישה השתנתה בעקבות מספר מקרים שבהם טיפול בעזרת תרופות פסיכיאטריות בחולי תסמונת פיקה הצליח, כמו במקרה של נערה באתיופיה שנהגה לאכול במשך שנים את קיר ביתה העשוי מבוץ. בעקבות כך, חושבים כיום שלפחות בחלק מהמקרים התסמונת אכן מהווה צורה של הפרעה טורדנית-כפייתית.

דרך אגב, המאכל הלא-אכיל הנפוץ ביותר בקרב הלוקים בתסמונת פיקה הוא אדמה, ונשים בהיריון לוקות בתסמונת יותר ממבוגרים אחרים (בערך אחת מתוך שתים עשרה נשים בהיריון). מעניין מה הסיבה לכך? נקודה מעניינת נוספת היא שאחוז הלוקים בתסמונת פיקה גבוה יותר, ככל הנראה, במדינות לא מפותחות, וזה מצביע דווקא על מחסור במינרלים כסיבה אפשרית.

האם ניתן לקבוע מראש את מין העובר?

סיפרתי לחבר שלפני שלושה חודשים נולדה לי בת אחרי שלושה בנים. "בהיריונות הראשונים לא הייתה לנו העדפה", אמרתי לו, "אבל בהיריון הזה קיווינו בסתר לבנו שזו תהיה בת". "למה לא השתמשתם בשיטות מדעיות", הוא ענה, "הרי יכולתם לקבוע את מין העובר כבר בתחילת הדרך!". התפלאתי, והוא הסביר לי בפרוטרוט על ההבדל בין תאי זרע מסוג X לתאי זרע מסוג Y. ידעתי שמין העובר נקבע לפי תא הזרע, וליתר דיוק לפי זהות כרומוזום המין של התא - כרומוזום X יוביל להתפתחות נקבה וכרומוזום Y להתפתחות זכר - אבל לא ידעתי שקיימים הבדלים בין תאי זרע משני הסוגים.

כשחזרתי הביתה בדקתי בספר ההיריון שלנו, "היריון מושלם" שמו. להפתעתי מצאתי בעמוד 29 חזרה מדויקת על דברי החבר. בכל זאת זה נראה לי מוזר. סיפרתי על כך לג'ודי - היא בדרך כלל לא טועה, בוודאי שלא בעניינים כאלו. אשתי צחקה במשך דקה שלמה, והלכה לענייניה. היא אפילו לא הייתה צריכה לומר לי מה היא חושבת על כך. מובן שהאמנתי לה, אבל ליתר ביטחון החלטתי לבדוק את הנושא לעומק, כלומר באינטרנט.

מצאתי מהר מאוד את התשובה. התאוריה הזו, שיטת שטלס (Shettles method), התפרסמה בתחילת שנות ה-70 בזכות ספר שכתבו שטלס ורורוויק (Rorvik): "כיצד לבחור את מין התינוק שלך" (How to Choose the Sex of Your Baby). אגב, אותו רורוויק טען בספר מאוחר יותר שהוא היה שותף לניסיון המוצלח הראשון לשבט אדם. טענה זו התבררה כמובן כשקר, אבל הספר זכה להצלחה. בחזרה לשיטת שטלס: שטלס ורורוויק טוענים שתאי זרע מסוג Y מהירים יותר מתאי זרע מסוג X, ובנוסף הם רגישים יותר לסביבה חומצית. לכן ,זוג שמעוניין בבן צריך לקיים יחסי מין בסמוך למועד הביוץ, בעוד שזוג המעוניין בבת צריך לקיים יחסי מין מספר ימים לפני מועד הביוץ. בספר של שטלס ורורוויק קיימות המלצות אינטימיות נוספות, אך זו ההמלצה העיקרית.

שיטת שטלס נבדקה בצורה מדוקדקת בשנת 1995 והממצא היה חד-משמעי: אין בה אמת. לא נמצא שום קשר בין מועד יחסי המין יחסית לביוץ ובין מין העובר. אני סבור שלא במקרה המיתוס מחזיק מעמד זמן כה רב. אומנם מדובר בנקודה חשובה בכל הנוגע לבניית משפחה, אבל בעצם די קשה לבדוק את השיטה בצורה מדויקת. הסיבה המרכזית היא שבמשפחה אחת אין מספיק ילדים על מנת לקבל מדגם סטטיסטי מייצג ולכן אנשים עלולים להסיק ממקרים בודדים שהשיטה נכונה (חוק המספרים הקטנים). מה עוד שקשה לדעת את המועד המדויק של הביוץ ללא בדיקת שתן יומית במעבדה. בדיקה מדוקדקת יכולה להיעשות רק על ידי חוקרים בקיאים בשיטות סטטיסטיות שנמצאים בקשר עם מספר גדול של מתנדבות אשר מוכנות למסור בדיקת שתן יומית במשך כמה חודשים.

הערת סיום: בהפריה חוץ-גופית הסיפור שונה לגמרי. שם ניתן לדעת את מין העובר בטרם הכנסתו לרחם. עוד על כך במאמר המעניין של שלומית עוזיאל-רז, "בן או בת בסופרמרקט הגנטי", שהתפרסם בגליליאו 112 (דצמבר 2007). בנוסף לכך, קיימת שיטה של מיון זרע שיכולה להגדיל את הסיכוי לקבוע את מין העובר בהפריה חוץ-גופית. היא מבוססת על צביעה של תאי הזרע בצבע פלואורסנטי שנצמד לדנ"א. כרומוזום X גדול מכרומוזום Y ולכן הוא יקלוט כמות גדולה יותר של צבע. הנוזל עובר דרך ציטומטר זרימה (flow cytometer) בצורת טיפות זעירות שכל אחת מהן מכילה תא זרע בודד. שם הוא מואר באור על-סגול והטיפות נטענות במטען חשמלי בהתאם לצבע. אחר כך הן ממוינות בעזרת שדה חשמלי. השיטה מיושמת כיום בגידול חיות משק, ועבור פרות ההצלחה בקביעת המין מגיעה ל-90%.

הגרסה המלאה של המאמר מ-1995:

Timing of Sexual Intercourse in Relation to Ovulation — Effects on the Probability of Conception, Survival of the Pregnancy, and Sex of the Baby

מוח ימני או מוח שמאלי

היום שמעתי נאום של איש מדע שדי הכעיס אותי. כבדרך אגב הוזכר בו קשר שיש כביכול בין תכונות ויכולות של אנשים לחצי מוח (המיספרה) דומיננטי. כתבתי על כך קודם כשסיפרתי על הרקדנית המסתובבת, ואני רוצה להדגיש שוב: מדובר במיתוס.

למדע אין בכלל כלים לקבוע אם למישהו יש חצי מוח ימני דומיננטי או חצי מוח שמאלי דומיננטי. כל מה שאנו יכולים לראות באמצעות מכשירי החישה וההדמאה זה אזורים פעילים במוח ולקשר אותם לביצוע פעולות מסוימות, ואכן יש לוקליזציה מסוימת במוח, כלומר אזורים שאחראים על פעולות מסוימות. הדוגמה המפורסמת ביותר היא של יכולת הדיבור וכישורי השפה שקשורים לאזור ברוקה (Broca) ולאזור ורניקה (Wernicke) המצויים בחצי המוח השמאלי. אזורים אלו התגלו כבר במאה ה-19 על ידי מציאת הקשר בין נזק מוחי באזור מסוים לקשיי דיבור ושפה.

היום ידוע שאצל רוב האנשים מרכזי הדיבור והשפה אכן נמצאים בחצי המוח השמאלי, אבל לא אצל כולם. מרכזי הדיבור והשפה נמצאים בצד שמאל אצל כ-90% מהימניים (בעלי יד ימין חזקה) ופחות מזה בקרב השמאליים. חוץ מזה, המיקום של מרכזי הדיבור והשפה אינו מוחלט - אזורים נוספים במוח נוטלים חלק בפעולות אלו. בפעולות אנושיות אחרות המצב בדרך כלל יותר מורכב. אזורים רבים במוח פעילים בעת ביצוע מרבית הפעולות, לרוב אלו אזורים משני חצאי המוח. כלומר, ברמת התפקוד של המוח קשה לקשר בין פעולה שאותה מבצע האדם לחצי מוח פעיל.

אני רוצה לסכם את מה שכתבתי ולהוסיף עוד כמה נקודות שמקשות על הגדרה של חצי מוח דומיננטי:

• אין כיום דרך למדוד דומיננטיות של חצי מוח ואפילו לא של אזור במוח. כל מה שאנו יכולים לעשות זה לבדוק אילו אזורים פעילים במוח בעת ביצוע פעולות אנושיות. לא נמצאו אנשים בריאים שאצלם חצי מוח אחד פעיל יותר מהשני.
  
• ידוע שאין לוקליזציה מוחלטת של מרכזים במוח (אזורים שאחראים על פעולות מסוימות). גם כשיש לוקליזציה מסוימת, כמו במקרה של מרכזי שפה ודיבור, קיימים אנשים רבים שהם יוצאים מהכלל ואצלם המרכז נמצא בחצי המוח השני. לפעמים מרכזים שאחראים לאותה פעולה נמצאים בשני חצאי המוח.
• לא ידוע איזה גורם במוח הופך אדם למוכשר יותר בתחום מסוים. גם אם אנו מזהים את האזור במוח שאחראי לכישורים אלו, עדיין לא ידוע מהם הגורמים החשובים: האם זו כמות תאי העצב, הקישוריות ביניהם, קישוריות לאזורים אחרים או שזו בכלל סיבה אחרת.
• קיימות רשימות של תכונות ופעולות שאחראי להן צד אחד של המוח. לרשימות כאלו אין שום תוקף מדעי מכמה סיבות. ראשית, המושגים הרשומים בהן בדרך כלל מעורפלים וקשה להכריע באופן אובייקטיבי למי יש תכונה זו או אחרת ולמי אין אותה. למשל, אני אוהב מאוד אמנות ויודע להעריך אותה, אבל אני לא יודע לצייר היטב - האם אני טיפוס אמנותי או לא? שנית, אין מניעה שאדם יהיה מפותח בכמה תחומים, למשל יעסוק במדע (פעמים רבות מיוחס לחצי מוח שמאלי) וגם יהיה לו דמיון מפותח (חצי מוח ימני). שלישית, בדקתי כמה רשימות כאלה ואין ביניהן התאמה.
  
• איך בכלל ניתן לכמת כישרון בתחום מסוים? הרי כל מבחן שנקבע תהיה בו הטיה מסוימת בהתאם לעולם המושגים של כותב המבחן. האם יש דרך אובייקטיבית לבדוק כישרון?

באותו הקשר, הטענה כאילו אנשים מנצלים רק 10% ממוחם היא מיתוס ואין בה שום גרעין של אמת. למעשה, כל חלקי המוח פעילים, אולי לא בו-זמנית, אבל בוודאי שיש צורך בכל חלקי המוח לצורך תפקוד נורמלי.

האם מסוכן לשבת קרוב לטלוויזיה?

לפני כמה ימים תפסתי את עצמי מעיר לילדים שלא יישבו קרוב מדי לטלוויזיה. זה נראה לי כל כך הגיוני שלא חשבתי על כך לעומק עד עכשיו, אבל כשהם שאלו "למה?", לא ידעתי מה לענות. חשבתי על זה עוד, אבל לא מצאתי סיבה טובה.

השפופרת הקתודית בטלוויזיה היא בעצם מאיץ חלקיקים קטן. אלקטרונים מואצים באמצעות שדה חשמלי של כ-30,000 וולט בתוך שפופרת ואקום ופוגעים בחומר פוספורסנטי על המסך שזורח בהתאם לעצמת קרן האלקטרונים. בטלוויזיה צבעונית יש שלוש קרניים כאלו ושלושה סוגי פיקסלים על גבי המסך (אדום, ירוק וכחול). כל קרן פוגעת רק בפיקסלים שמתאימים לה. השילוב של שלושת צבעי היסוד מאפשר לנו לראות תמונה שמכילה את מרבית הצבעים אותם אנו יכולים לראות. הסיבה לכך היא פשוטה: גם בעיניים יש לנו שלושה סוגים של קולטני צבע: האחד רגיש בעיקר לאדום, השני לירוק והשלישי לכחול.

המבנה הפנימי של טלוויזיה עם שפופרת קתודית. מקור: Wikimedia Commons

ההסטה של קרני האלקטרונים בעת סריקה לאורך ולרוחב המסך מתבצעת בעזרת שדה מגנטי. זה דומה לשיטת הפעולה של מאיצי החלקיקים הגדולים: גם שם ההאצה מתבצעת באמצעות שדה חשמלי ושינוי הכיוון באמצעות שדה מגנטי. אגב, יוצא לי לפעמים להדריך קבוצות תלמידים במאיץ החלקיקים של מכון ויצמן. אני בדרך כלל מבקש מהם לחשוב על מאיץ חלקיקים פרטי שיש לכל אחד בבית. מעניין שכמעט אף אחד לא חושב על שפופרת טלוויזיה - אולי לכולם כבר יש LCD או פלזמה. בכל אופן, התשובה הראשונה שאני מקבל היא בדרך כלל תנור מיקרוגל. מיקרוגל דומה למשדר רדיו, ואכן ניתן להאיץ חלקיקים טעונים בעזרת מתקן דמוי מיקרוגל (מהוד, רזונטור), אבל זה לא מה שקורה בעת חימום מזון במיקרוגל.

בחזרה לסכנות אפשריות של ישיבה קרובה לטלוויזיה. האלקטרונים האנרגטיים פוגעים בחומרים שונים בחלק הפנימי-קדמי של המסך. לפעמים האטומים של אותם חומרים מאבדים אלקטרונים פנימיים, וכאשר האלקטרונים חוזרים למקומם באטומים נפלטת קרינת רנטגן שעלולה להיות מסוכנת. משום כך הזכוכית שמצפה את השפופרת מכילה עופרת שבולעת את הקרינה, ובפועל כמעט שלא יוצאת קרינת רנטגן מהשפופרת. חיפשתי די הרבה ברשת ולא מצאתי סיבה טובה למנוע מהילדים את התענוג לשבת קרוב למסך. ואם להתוודות, גם אני אוהב לפעמים לשבת ממש בשורה הראשונה בקולנוע ולראות את המסך בגדול. זה נותן תחושה חזקה יותר של הסרט, למרות שאחר כך קצת כואב בעורף.

האם ניתן לבשל ביצה עם טלפונים סלולריים?

אדם די מוכר שפגשתי במילואים שאל אותי את השאלה הזו לפני כמה שנים טובות. אני זוכר שמיד עניתי לא, אבל הוא התעקש שאם לוקחים הרבה טלפונים זה אפשרי. לא רציתי להגיד שמדובר בשטויות, אז ניסיתי לשכנע אותו בעזרת חישובים של הספקים וטמפרטורות. לא הצלחתי. Brainiac עושים זאת טוב יותר:

טלפון סלולרי פולט קרינה אלקטרומגנטית בתחום המיקרוגל, בדיוק כמו תנור מיקרוגל. תנור מיקרוגל משדר קרינה בעצמה גבוהה מאוד (הספק של מאות ואט) לעבר מזון, ומחמם אותו באמצעות חימום דיאלקטרי. חימום דיאלקטרי פועל על מולקולות שיש להן קוטביות, כלומר המטען החיובי והמטען השלילי מפוזרים במקומות שונים במולקולה. קרינה אלקטרומגנטית מורכבת משדה חשמלי ומשדה מגנטי שגודלם משתנה כל הזמן. השינוי בשדה החשמלי גורם למולקולות הקוטביות להסתובב במהירות. תנועה מהירה של מולקולות שקולה לעליית טמפרטורה, כלומר הקרינה גורמת לחומר שעשוי ממולקולות קוטביות להתחמם. החומר שמתחמם הכי טוב בצורה זו הוא מים נוזליים, וזו הסיבה לכך שמזון המכיל מים מתחמם מהר במיקרוגל.

ההספק של טלפון סלולרי הרבה יותר נמוך, בסביבות 2 ואט לכל היותר. יתרה מכך, הקרינה של הטלפון הנייד מתפזרת לכל הכיוונים, בעוד שהקרינה במיקרוגל מכוונת לעבר המזון. כפי שרואים בסרטון של Brainiac אפילו מאה טלפונים לא יספיקו. חוץ מזה, כמות גדולה מדי של טלפונים תגרום להפרעות הדדיות ביניהם, ולכן אין טעם להגדיל יותר מדי את מספר הטלפונים משום שהשיחות יתחילו להתנתק.

בחופשה מהמילואים מצאתי את המקור למתיחה הזו: "בישול נייד" משנת 2000. זו אכן מתיחה משעשעת, במיוחד הקטע שבו רשום להפעיל רדיו. מכשיר רדיו כמובן לא קשור כלל לנושא. ראשית הוא רק קולט קרינה ולא משדר כלום, ושנית הוא עובד בתחום תדרים הרבה יותר נמוך. נקודה נוספת: כשמשתמשים בכמות קטנה של טלפונים אין משמעות לכך שהביצה נמצאת ביניהם. הם ממילא משדרים לכל הכיוונים, והם בכלל לא מתקשרים ישירות האחד עם השני, אלא תמיד דרך אנטנות ממסר.

ולמי שמעוניין, ניתן לבשל ביצים במיקרוגל, אבל לא כדאי להכניס ביצים עם הקליפה. החימום המהיר של הנוזלים בתוך הביצה יגרום לעליית לחץ מהירה ולפיצוץ של הביצה.

דרך אגב, גם פופקורן לא ניתן להכין בעזרת טלפונים סלולריים. הסרטון שהסתובב ביוטיוב בשנה שעברה היה בעצם מתיחה לצורכי פרסום.

לקריאה נוספת: פופקורן סלולארי - האמת בבלוג של אורן פרבר

הרקדנית המסתובבת

התבוננו באנימציה הבאה: האם הרקדנית מסתובבת עם כיוון השעון או שהיא מסתובבת נגד כיוון השעון?


את האשליה האופטית הנהדרת של הרקדנית המסתובבת (the spinning dancer) יצר האמן היפני נובויוקי קאיאהרה (Nobuyuki Kayahara). יש כאלו שרואים את הרקדנית כאילו היא מסתובבת עם כיוון השעון, יש כאלו שרואים אותה מסתובבת בכיוון השני, ויש כאלו שהכיוון מתחלף אצלם אחרי כמה שניות של צפייה. אני, למשל, רואה בכל פעם כיוון סיבוב אחר.

האם קיים אפקט קזימיר בימאות?

בפוסט הקודם כתבתי על קוביות קרח ועל אפקט צ'יריוס. בתגובה הפנתה אותי אלה, שגם שאלה את השאלה המקורית, לערך אודות אפקט צ'יריוס בוויקיפדיה. שם הופתעתי לקרוא על כוח הנובע מ"המקבילה הימאית של אפקט קזימיר" שפועל כביכול בין עצמים בנוזל. זה נראה לי מוזר משום שהכוח הנובע מאפקט קזימיר חלש מאוד ויש לו משמעות רק עבור עצמים זעירים, בגודל ננומטרי (מיליארדית המטר) - הוא בוודאי לא מתחרה עם אפקט צ'יריוס. מה עוד שאפקט קזימיר לא קשור כלל לנוזלים. מצאתי אזכור של אותה מקבילה ימאית מסתורית גם בערך הוויקיפדי על אפקט קזימיר בעברית וגם בגרסה מוקדמת של הערך באנגלית (מאי 2007). אבל לפני שאני מגיע למקבילה הימאית, אני רוצה לעסוק באפקט קזימיר עצמו.

"אפקט קזימיר בימאות" - האם קיים כוח מסתורי שמושך ספינות קרובות זו לזו? מקור: Nature

אפקט קזימיר מתאר כוח מיוחד שפועל בין גופים מוליכים, למשל זוג לוחות מוליכים שאינם טעונים במטען חשמלי. מדובר בכוח משיכה שפועל בין הלוחות אפילו אם הם נמצאים בריק (ואקום), כלומר לא פועל עליהם לחץ אוויר או לחץ נוזל. אין הכוונה לכוח המשיכה הכבידתי הפועל בין כל שני גופים, וגם לא לכוח החשמלי הפועל בין גופים טעונים, אלא לכוח אחר לגמרי. הלחץ הנובע מאפקט קזימיר (לחץ הוא כוח חלקי שטח) גדל מאוד כשהמרחק בין הלוחות קטן, ולכן הלחץ משמעותי רק כשהלוחות קרובים מאוד האחד לשני.

ההסבר לאפקט קזימיר איננו פשוט. הוא מבוסס על תורת הקוונטים, או ליתר דיוק על תורת השדות הקוונטית שלוקחת בחשבון גם את תורת היחסות הפרטית של איינשטיין. מושג מרכזי בתורת השדות הקוונטית הוא קיומם של חלקיקים וירטואליים. אלו הם חלקיקים קצרי חיים שנוצרים ונעלמים בכל מקום, אפילו בריק. לא ניתן לגלות אותם ישירות, אבל רואים את ההשפעה שלהם בכל תהליך שמעורבים בו חלקיקים יסודיים. כאמור, אותם חלקיקים וירטואליים נוצרים ונעלמים גם בריק, ולכן הם פועלים על שני הלוחות המוליכים שלנו. הנקודה החשובה מבחינתנו היא שהכוח שהם מפעילים על הלוחות כלפי חוץ קטן מהכוח שהם מפעילים על הלוחות כלפי פנים, ולכן נוצר כוח משיכה בין הלוחות. ההבדל בכוחות נובע מהעובדה שבין הלוחות יש העדפה לחלקיקים מסוימים בלבד, ואילו מחוץ ללוחות אין העדפה, כלומר מחוץ ללוחות יש יותר חלקיקים.

אפקט קזימיר: הלחץ החיצוני שדוחף את הלוחות זה לזה גדול מהלחץ ביניהם שדוחה אותם האחד מהשני. מקור: Wikimedia

באיור כל גל מייצג חלקיק - ניתן לראות שבין הלוחות יש פחות גלים מאשר מחוץ ללוחות. זה דומה קצת לגלי קול בתוך חליל - אורך החליל קובע את תדר התהודה וגלי הקול שנעים בתוך החליל יתאימו רק לתדר התהודה או לכפולות שלו.

מאז שהנדריק קזימיר חזה את האפקט ב-1948 הצליחו מדענים למדוד אותו בעזרת כמה וכמה ניסויים. בימים אלו העניין בו גובר, הן בהיבט התאורטי והן בהיבט הניסיוני, וזאת משום שיכולה להיות לו חשיבות רבה ביישומים ננוטכנולוגיים.

ומה לגבי המקבילה הימאית של אפקט קזימיר? מסתבר שבשנת 1996 פרסם פיזיקאי הולנדי מאמר שבו נטען שאפקט קזימיר דומה למשיכה בין ספינות קרובות בים גלי ללא רוח, תופעה שתוארה בספר צרפתי משנת 1836 (P. C. Caussée, The Album of the Mariner).

האמנם אפקט קזימיר מתרחש בקנה מידה גדול עקב פעולתם של גלי הים? זה נשמע רומנטי ומקסים, ואכן פיזיקאים רבים התפתו להאמין בכך או לכל הפחות לא לבדוק את הפרטים. בסופו של דבר, לא קל למצוא מישהו שמבין מספיק גם בימאות וגם בפיזיקה על מנת לבדוק את ההקבלה הזו לעומק. למרבה המזל, פבריציו פינטו, פיזיקאי שהוא גם ימאי נלהב וגם שונא מיתוסים, החליט לבדוק על מה מדובר וקבע בביטחון שמדובר בשטות גמורה. הוא טוען בכתב העת נייצ'ר שלא רק שהפיזיקאי ההולנדי לא הבין בכלל את הספר הצרפתי, אלא שגם הסופר הצרפתי טעה וכוח כזה בין ספינות איננו קיים כלל ועיקר. הבעיה היא שהמקבילה הימאית כבר החלה להופיע כאנלוגיה תקפה באתרי אינטרנט ובמאמרים (אפילו בנייצ'ר) ולא יהיה קל לעקור אותה מהשורש.

התצלום הבא, שנעשה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, מתאר מערכת למדידת אפקט קזימיר המבוססת על מיקרוסקופ כוח אטומי. מיקרוסקופ כוח אטומי מסוגל למדוד את המיקום המדויק של הכדור המתכתי הנראה בתצלום בשעה שמקרבים אותו ללוח מתכת, וכך לגלות תנועות זעירות של הכדור הנובעות מקיומו של כוח קזימיר.

מערכת למדידת אפקט קזימיר המבוססת על מיקרוסקופ כוח אטומי. מקור: APOD