עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקוםעמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים
כתר הוצאה לאור


תקציר
על הנסיונות לשימוש בשעון המכני כדי למצוא בסיועו את קו האורך בים.



זמן בבקבוק
מחברת: דווה סובל


הזיקה בין זמן לשעון כמוה כזיקה בין מחשבה למוח. באופן כלשהו, השעון מכיל את הזמן. ובכל זאת, הזמן מסרב שיכלאו אותו בבקבוק כאילו היה השד במנורה של אלדין. אין זה משנה אם הוא זורם כמו חול או מסובב גלגלים בתוך גלגלים, הזמן חומק ממש לנגד עינינו, ואין להשיבו לאחור. גם כאשר אגסי הזכוכית של שעון החול מתנפצים לרסיסים, כאשר הלילה גוזל את הצל משעון השמש, כאשר הקפיץ הראשי בשעון נמתח למלוא אורכו והמחוגים עומדים מלכת, גם אז הזמן עצמו מוסיף ללכת. לכל היותר אנחנו יכולים לקוות שהשעון יציין מהלך זה. ומאחר שהזמן הוא שקובע את הקצב שלו עצמו, כמו פעימות הלב או הגאות והשפל, הרי למעשה אין מורי השעות קוצבים את הזמן. הם רק עומדים בקצב שלו, אם הם מסוגלים לכך.

כמה מחסידיו של השעון האמינו שבבוא היום די יהיה במדי זמן טובים לפתרון בעיית קו האורך, כי הם יאפשרו לימאים לשאת עמם באנייה את הזמן של נמל הבית, כאילו היה חבית מים או נתח בשר. כבר בשנת 1530 הצהיר האסטרונום הפלמי גמה פריזיוס שיש למנות גם את השעון המכני עם המועמדים להשתתף במרוץ למציאת קו האורך בים.

'בימינו אנו עדים להופעתם של שעונים קטנים מסוגים שונים, שנבנו בכישרון רב, אשר בזכות ממדיהם הצנועים אין הם מהווים בעיה למי שנוהגים לצאת למסעות,' כתב פריזיוס. בדברים אלו ביקש כנראה לומר שאין במשקלו של השעון או במחירו הגבוה כדי להרתיע נוסעים בעלי אמצעים; שהרי מדידת זמן מדויקת לא נמנתה עם המעלות של שעונים אלו. 'ובסיועם נוכל למצוא את קו האורך.' פריזיוס הציב שני תנאים - החובה לכוון את השעון לפי שעת היציאה 'בדיוק רב ביותר', והחובה להקפיד מאוד שלא יעמוד מלכת בכל ימי ההפלגה. שני התנאים האלה ביטלו למעשה מראש כל סיכוי שהוא ליישם את השיטה באותן השנים, משום שהשעונים בראשית המאה השש עשרה לא יכלו לעמוד במשימה זו: הם לא היו מדויקים וגם לא יכלו לפעול בקצב אחיד, מאחר שהיו נתונים לחסדי הטמפרטורה ההפכפכה בלב ים.

אין זה ברור אם ידע ויליאם קנינגהם מאנגליה על הצעתו של גמה פריזיוס. מכל מקום, בשנת 1559 הוא העלה שוב את רעיון מד הזמן והמליץ להשתמש לשם כך בשעוני כיס 'כמו אלה שמייבאים מפלנדריה' או שמוצאים אפילו בלונדון. אבל בדרך כלל מיהרו שעונים אלו, או פיגרו, בכחמש עשרה דקות ביממה, ולפיכך לא עמדו בדרישות הדיוק שהיו חיוניות לקביעת המקום שנמצאים בו. (המכפלה של הפרשי השעות - בין השעה בנמל הבית ובין השעה המקומית - ושל חמש עשרה מעלות נותנת רק בקירוב את המקום שנמצאים בו; צריך גם לחלק בארבע את מספר הדקות והשניות, כדי להפוך את הוריית השעון לדקות ושניות של קשת.) עד שנת 1622 אמנם לא חלו כל התפתחויות של ממש במורי השעות, ובכל זאת הציע הנווט האנגלי תומס בלנדוויל להשתמש ב'אורלוגין מדויק או בשעון כיס מדויק' לקביעת קו האורך בהפלגות חוצות אוקיינוס.

מגרעותיו של השעון לא הצליחו אפוא לנפץ את החלום, ועדיין היו שהאמינו כי לאחר שישוכלל נועדו לו גדולות ונצורות.

בהיותו סטודנט צעיר לרפואה יישם גלילאו בהצלחה את רעיון המטוטלת לפתרון בעיית מדידת הדופק, ובערוב ימיו תיכן תכניות לבנות את שעון המטוטלת הראשון. ביוני 1637, כך מספר וינצ'נצו ויוויאני, בן חסותו של גלילאו והביוגרף שלו, העלה האיש הדגול את הרעיון להתאים את המטוטלת 'לשעונים עם גלגלי שיניים שיסייעו לנווטים לקבוע את קו האורך שהם נמצאים בו'.

האגדה מספרת שהתנסות מיסטית שחווה גלילאו בצעירותו בכנסייה היא שעוררה בו את התובנות המעמיקות על המטוטלת כמד זמן: מבטו של גלילאו רותק לתנועותיה של מנורת שמן שהשתלשלה מתקרת הכנסייה ורוח פרצים טלטלה אותה הלוך ושוב, ולאחר מכן נח מבטו על השמש שעצר את המנורה כדי להדליק את הפתיל שלה. לאחר שהמנורה הוצתה ושוחררה בדחיפה קלה, היא החלה לנוע שוב, והפעם בקשת רחבה יותר. בשעה שקבע את תדירות התנודה של המנורה בעזרת הדופק שלו, הבחין גלילאו שאורכה של המטוטלת קובע את הקצב שלה.

כל ימיו רצה גלילאו ליישם תצפית מיוחדת זו בבניית שעון מטוטלת, אבל לא התפנה לבנותו. בנו, וינצ'נצו, בנה דגם לפי שרטוטיו של אביו, ואבות העיר פירנצה בנו ברבות הימים מגדל שעון המבוסס על הדגם הזה. אולם הזכות להשלים את בנייתו של שעון המטוטלת הראשון נפלה בחלקו של יורשו האינטלקטואלי של גלילאו, כריסטיאן הייגנס, בנו של דיפלומט הולנדי שבחר להקדיש את חייו למדע.

הייגנס, שהיה גם אסטרונום מחונן, הבין שה'ירחים' שראה גלילאו סביב שבתאי הם לאמיתו של דבר טבעת, אף על פי שרעיון זה נראה בלתי אפשרי באותם ימים. הייגנס גם גילה את הירח הגדול ביותר של שבתאי, שאותו כינה בשם 'טיטן', והיה הראשון שהבחין בכתמים על מאדים. אבל הייגנס לא יכול להיצמד לטלסקופ כל העת. עניינים רבים אחרים העסיקו את מחשבתו. מספרים שהוא אפילו הקניט את קסיני, הממונה עליו במצפה הכוכבים בפריז, על השתעבדותו לתצפיות יומיומיות.

הייגנס, שעיקר פרסומו בא לו בזכות היותו ההורולוגיסט הדגול הראשון, נשבע שרעיון שעון המטוטלת עלה בדעתו ללא כל קשר לגלילאו. ובניית האורלוגין הראשון מבוקר המטוטלת בשנת 1656 אכן מעידה שהוא היטיב להבין את התהליכים הפיזיקליים של תנועות המטוטלת - וגם להבטיח שהיא תוסיף לנוע בקצב קבוע. שנתיים לאחר מכן פרסם הייגנס מסה על עקרונות האורלוגין, ובה הצהיר שהאורלוגין שלו מתאים לקביעת קו האורך בלב ים.

עד שנת 1660 סיים הייגנס לבנות, על סמך עקרונותיו, לא מד זמן ימי אחד אלא שניים. בשנים הבאות בדק אותם בדקדקנות בהפלגות בים, בהפקידו אותם בידיהם של רבי חובלים שהסכימו לשתף עמו פעולה. בניסוי הימי השלישי, שנערך בשנת 1664, הפליגו האורלוגינים שלו אל איי כף ורדה שבצפון האוקיינוס האטלנטי, מול חופי מערב אפריקה, והצליחו לעקוב אחר קו האורך שהספינה הפליגה בו בדרך לשם ובחזרה.

בשנת 1665, לאחר שכבר הוכר כבר-סמכא בתחום הזה, פרסם הייגנס עוד ספר, 'Kort Onderwys' שמו, ובו הוראות כיצד להשתמש במדי הזמן הימיים. אולם בהפלגות הבאות התברר שהמכשירים האלה מפונקים במקצת, וכדי לפעול כהלכה הם זקוקים למזג אוויר נוח. טלטולי הספינה בגלי הים הסוערים שיבשו את מהלכה התקין של המטוטלת.

כדי להתגבר על הבעיה הזאת המציא הייגנס קפיץ איזון ספירלי כחלופה למטוטלת בקביעת קצב השעון, ורשם פטנט על ההמצאה הזאת בצרפת בשנת 1675. ושוב נאלץ הייגנס להוכיח שהוא הממציא של הפיתוח המתקדם הזה בתחום מדידת הזמן, בפגישה עם מתחרהו העיקש רוברט הוק.

באותם ימים כבר יצאו לרוברט הוק מוניטין בתחום המדע. כביולוג, שחקר את המבנה המיקרוסקופי של איברי החרקים, של נוצות הציפורים ושל קשקשי הדגים, הוא השתמש במילה 'תא' לתאר את המדורים הזערערים שראה בצורות החיות. הוק גם היה מודד ובנאי וסייע לבנות מחדש את לונדון לאחר השרפה הגדולה של שנת 1666. כפיזיקאי היה לו חלק בחקר התנהגות האור, תורת הכבידה, הכדאיות של מנועי קיטור, הגורמים לרעידות האדמה ופעולת הקפיצים. הוק התנגש עם הייגנס בתחום האחרון, המצאת החלק המגולל של קפיץ האיזון, וטען שההולנדי גנב את הרעיון שלו.

העימותים בין הוק להייגנס בעניין הזכות לרשום פטנט באנגליה על המצאת קפיץ האיזון הספירלי שיבשו כמה ישיבות של החברה המלכותית, ולבסוף הושמט הנושא מן הפרוטוקול, בלי שהוחלט דבר לשביעות רצונו של כל אחד מן הטוענים להמצאה.

המחלוקת בין הוק להייגנס לא יושבה, ובסופו של דבר איש מהם לא בנה מד זמן ימי מדויק. כישלונם של שני הענקים האלה המעיט כמדומה את הסיכוי שבעיית קו האורך תיפתר אי פעם בעזרת שעון. האסטרונומים, שעדיין כרעו תחת נטל איסוף הנתונים הדרושים לשכלול שיטת מרחק הירח, עטו על ההזדמנות לדחות את גישת מד הזמן שכה זלזלו בה. למיטב הבנתם, התשובה תבוא מן השמים - מן השעון המכני של היקום, ולא משעון מכני מעשה ידי אדם.

קראו עוד:

קווים דמיוניים
זמן בבקבוק (פריט זה)
שליטה בשעון השמים

ביבליוגרפיה:
כותר: זמן בבקבוק
שם  הספר: קו האורך : סיפורו האמיתי של הגאון הבודד שפתר את הבעיה המדעית הגדולה ביותר של זמנו
מחברת: סובל, דווה
תאריך: 1998
הוצאה לאור: כתר הוצאה לאור
הערות: 1. עריכה מדעית: ד"ר יואב יאיר.
2. תרגום: נילי לנדסברגר.
הערות לפריט זה: 1. הפריט הוא פרק 4 בספר.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית