מחר ימלאו מאה שנה לפיזיקאי הגרעין הישראלי יגאל תלמי, ממייסדי התחום במכון ויצמן למדע וחתן פרס ישראל
במאה השנים האחרונות העולם השתנה לבלי היכר, ועולם המדע על אחת כמה וכמה. בתקופה הזאת נולדו המחשב ופצצת האטום, פותחה האנטיביוטיקה, קמה מדינת ישראל וחלו קפיצות דרך מרשימות בחקר מכניקת הקוונטים, החלקיקים היסודיים, הפיזיקה הגרעינית ועוד. בחלק נכבד מההישגים האלה היה שותף המדען הישראלי עתיר ההישגים יגאל תלמי ממכון ויצמן למדע, שיחגוג מחר (31 בינואר 2025) מאה שנה להיוולדו.
יגאל תלמי ב-1941 בתקופת לימודיו בגימנסיה הרצליה, מימין: תלמי ב-2010 | מקור: מכון ויצמן למדע
ילד השדה
בחורף 1925 נולד בקייב בירת אוקראינה יגאל, בנם של לאה ומשה סמילנסקי, ואחיה הצעיר של תחיה. כשהיה בן תשעה חודשים עלתה המשפחה לארץ ישראל והתיישבה במושב כפר יחזקאל, בלב ההתיישבות העובדת בעמק יזרעאל. ההורים הפכו למורים ומחנכים ביישוב הקטן, ושם הם גם עברתו את שם המשפחה שלהם לתלמי – על שם התלמים החרושים סביב, וכפי שיגאל עצמו מספר השם הוא גם ראשי התיבות של שמות בני המשפחה: תחיה, לאה, משה, יגאל.
מגיל צעיר גילה יגאל עניין רב בטבע ובחי. יחד עם חברו טוביה קושניר, בנו של הסופר שמעון קושניר, הוא הרבה לסייר בשדות העמק ובגבעות השכנות. באחד מהמסעות שלהם הם הלכו הרחק צפונה, עד דרום לבנון, שם נעצרו והועמדו לדין. חבריהם נהגו לכנות אותם "ציידי הפרפרים" בשל חיבתם לאיסוף החרקים המרהיבים. לכינוי נלוותה לפעמים נימה קלה של לגלוג או גנאי, שכן חברי המשק היו טרודים רוב זמנם במלאכה החקלאית הדוחקת ולא רחשו אהדה רבה לפעילויות פנאי חסרות תועלת מיידית.
ואז התגלגל לידי תלמי ספר פיזיקה ישן, שהציג חישובים פשוטים במכניקה, בנושאים כמו נפילה חופשית. הנער הוקסם מהאפשרות לחשב תופעות טבע בדרך מתמטית – אותו טבע שכל כך ריתק אותו. הייתה זו נקודת מפנה בחייו, שדחפה אותו לנטוש באחת את חלום הביולוגיה ולהמיר אותו במשוואות הפיזיקה. חברו קושניר, לעומת זאת, המשיך להתמקצע בבוטניקה, ונחשב הבטחה מדעית גדולה – אך חלומותיו נגדעו במלחמת השחרור כשנפל בשיירת הל"ה בגוש עציון הנצור.
הנער הוקסם מהאפשרות לחשב תופעות טבע בדרך מתמטית. פרופ' תלמי בבגרותו | מקור: משפחת תלמי
מעל פסגת הר הצופים
בנעוריו הצטרף תלמי לארגון "ההגנה", תחילה כקשר שמעביר הודעות ממקום למקום ולאחר מכן כשומר. הוא למד בגימנסיה "הרצליה" בתל אביב והתגייס לפלמ"ח, אך שוחרר זמן קצר לאחר מכן מסיבות רפואיות. בהמשך חייו הוא פיצה על כך בפעילות ביטחונית ענפה.
ב-1943 עבר לירושלים, והחל את לימודיו לתואר שני בפיזיקה ובמתמטיקה. בתקופה ההיא האוניברסיטה העברית הציעה לימודים במסלול ישיר לתואר שני תוך ארבע שנים, בכפוף לבחינה. כמקצוע משני למד פילוסופיה, בתקווה להשלים באמצעותה את התובנות שחסרו לו בלימודי הפיזיקה, אך לאכזבתו הוא נוכח שאין קשר ממשי בין שני תחומי הדעת הללו. במקביל היה פעיל במשך שנתיים בש"י, שירות הידיעות של ההגנה.
בלימודי הפיזיקה הכיר תלמי חברים חדשים, שחייו השתלבו בחייהם. רובם היו בנים למשפחות ציוניות ותיקות: גדעון יקותיאלי, נכדו של אחד ממייסדי אחוזת בית – לימים: תל אביב; עמוס דה-שליט, בן למייסד הרצליה פיתוח; אורי הבר-שיים, בן למייסד תיכון המושבה ברחובות; גבירול (גבי) גולדרינג, בן לחוקר תולדות הציונות; וישראל פלח, שהיה מבוגר מעט משאר הסטודנטים, יליד פולין ובעת ההיא כבר פלמ"חניק עם רזומה עשיר.
המרצה הנערץ על חבורת השישה היה יואל רקח, מאבות הספקטרוסקופיה המודרנית וכנראה הפיזיקאי העיוני הבולט ביותר בארץ ישראל בשלהי תקופת שלטון המנדט הבריטי. אף שלא היה לו ניסיון צבאי, בצוק העיתים הוא התמנה לאחד מקברניטי חיל המדע – גוף המחקר הביטחוני שקדם לרפאל. במהלך המלחמה הוטל על רקח לרכז את כוח חיל המדע בקמפוס האוניברסיטה בהר הצופים, וקבוצת המכניקה של תלמי וחבריו קיבלה משימה: לתכנן ולהרכיב תותח ללא רתע עבור המאמץ המלחמתי. התותח, שנקרא "לורטה", על שם השחקנית לורטה יאנג עקב הדמיון בין שמה למילים העבריות "ללא רתע", לא השלים את פיתוחו עד סוף המלחמה, ובסופו של דבר נגנז.
בשוך הקרבות השלימו ששת החברים את לימודיהם לתואר השני בהנחייתו של רקח וביקשו לצאת ללימודי דוקטורט בחו"ל, מתוך רצון להשתמש בשובם בידע יקר הערך שירכשו לביצור ביטחונה של מדינת ישראל הצעירה. ראש הממשלה דוד בן גוריון נעתר לבקשתם, וכך הגיעו תלמי ודה-שליט למכון הטכנולוגי הפדרלי בציריך. תלמי התקבל למעבדתו של הפיזיקאי חתן פרס נובל וולפגנג פאולי (Pauli) – מעמודי התווך של מכניקת הקוונטים, שבאותה עת עסק בתיאוריה שמאחורי הספקטרוסקופיה הגרעינית.
חבורת השישה: יואל רקח, גדעון יקותיאלי, יגאל תלמי ועמוס דה-שליט בכנס בשווייץ ב-1949 (מימין לשמאל), לצד הודעה על כנס בפילדלפיה שנערך לכבודו של פרופ' תלמי ב-1984 | מקור: מכון ויצמן למדע
קליפות של הבנה
אחרי השלמת הדוקטורט נסע תלמי לארצות הברית, שם העביר תקופה לא ארוכה של פוסט-דוקטורט במעבדתו של יוג'ין ויגנר (Wigner) – מאבות הפיזיקה הגרעינית – באוניברסיטת פרינסטון. ב-1954 הוא שב לארץ והצטרף לחבריו בהקמת קבוצות המחקר הראשונות במחלקה החדשה לפיזיקה גרעינית במכון ויצמן למדע. כל השישה גם הצטרפו בזה אחר זה לוועדה לאנרגיה אטומית.
יקותיאלי, גולדרינג והבר-שיים בחרו לעסוק בפיזיקה ניסויית והקימו מעבדות של תאי בועות ומאיצי חלקיקים, ופלח הקים את הכור הגרעיני המחקרי בנחל שורק. תלמי ודה-שליט, לעומת זאת, המשיכו בקו העיוני ועמלו שכם אל שכם על פיתוח "מודל הקליפות" הגרעיני, שהגו זמן קצר קודם לכן הפיזיקאים מריה גופרט מאייר (Goeppert Mayer) ויוהנס הנס דניאל ינסן (Jensen).
מודל הקליפות מאפשר לחזות באמצעות מערך כללים בסיסי אילו גרעיני אטומים יהיו יציבים, כלומר יוכלו להתחבר ולהחזיק את עצמם יחד לפחות לזמן קצר. מתברר שכשמספר הפרוטונים או הנייטרונים בגרעין הוא 2, 8, 20, 28, 50, 82 או 126, האטום יכול להישאר יציב. על כן המספרים האלה מכונים "מספרי קסם". אם גם מספר הפרוטונים וגם מספר הנייטרונים הם מספרי קסם, הגרעין צפוי להיות "קסום כפליים" וכנראה גם יותר יציב.
המכשול העיקרי שניצב בימים ההם בפני מדעני הגרעין היה הקושי להבין את הכוחות הפועלים בין הפרוטונים והנייטרונים, ולכן התגלע קושי בחיזוי איכותי של מספרי הקסם. כיום אנו יודעים שמדובר בשאריות של הכוח החזק, אחד מארבעת הכוחות היסודיים בטבע – אך בתקופה ההיא הפיזיקה לא הכירה עדיין את הקווארקים, שממלאים תפקיד מפתח בקיומו של הכוח הזה.
תלמי ודה-שליט, לצד תלמידי המחקר ראובן טיברגר ושמואל גולדשטיין, פיתחו שיטה חדשה לחישוב מספרי הקסם. שיטתם לא דרשה להכיר את הכוחות הפועלים בתוך הגרעין, אלא התבססה רק על ידע ניסיוני על גרעינים ורמות האנרגיה שלהם. על סמך זה היא אפשרה לחזות את רמות האנרגיה של גרעינים אחרים.
השיטה הזאת הייתה מועילה ביותר והשימוש בה התפשט במהירות. תלמי ודה-שליט אף חיברו ספר העוסק בה ובמודל הקליפות ככלל. תלמי סיפר שבהרצאה שנתן ב-1962 במכון הטכנולוגי של קליפורניה ישב בקהל הפיזיקאי היהודי-אמריקאי המוביל ריצ'רד פיינמן (Feynman), שהתפעם מהחישובים המדויקים שסיפק המודל והביע צער על כך שלא פיתח את המודל הזה בעצמו, אף שהיה קרוב אליו כדי פסע.
הכירו כששירתו יחד בחיל המדע בראשית ימי המדינה. חנה ויגאל תלמי | מקור: מכון ויצמן למדע
פירות ההצלחה
תרומתם להעמקת ההבנה של מודל הקליפות ומספרי הקסם קנתה לתלמי ודה-שליט שם עולם, ובארץ הם זכו לכבוד רב כבר בגיל צעיר. בראשית שנות ה-60 הם צורפו לאקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, וב-1965 חלקו יחד את פרס ישראל למדעים מדויקים. ארבע שנים לאחר מכן נקטעה בנסיבות מצערות השותפות הפורה בין השניים, כשדה-שליט הלך לעולמו בטרם עת, בגיל 42 בלבד.
תלמי המשיך לקריירה מפוארת במכון, שבמהלכה כיהן 14 שנה כדיקן הפקולטה לפיזיקה. בתקופת כהונתו נהגו הוא ורעייתו לארח בביתם בתחילת כל שנה אקדמית את הסגל המדעי של הפקולטה, כולל פוסט-דוקטורנטים וסטודנטים. קבלות פנים אלה, שהיו למסורת, הותירו רושם רב על החוקרים הצעירים שתלמי הקפיד לטפח, ואכן רבים מתלמידיו המשיכו לקריירה מדעית עתירת הישגים.
ב-1994 יצא תלמי לגמלאות, אך לא חדל מפעילותו המדעית. בשנת 2000 זכה בפרס בתה מטעם החברה האמריקאית לפיזיקה וב-2003 בפרס א.מ.ת. כיום הוא החבר הוותיק ביותר באקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, אם כי לא המבוגר ביותר – התואר הזה מגיע למתמטיקאי שמואל אגמון, המבוגר מתלמי בשלוש שנים.
"יגאל הוא מעמודי התווך של הפיזיקה הגרעינית בישראל, ואדם בעל נֹעם וצניעות נדירים, המעורר השראה בקרב מדענים בכל העולם", אמר השבוע נשיא האקדמיה פרופ' דוד הראל לאתר מכון דוידסון. "הוא גם תרם תרומות משמעותית למערכות הביטחון שלנו, שבהן רב הנסתר על הנגלה. אנו מאחלים לו שנים רבות וטובות, בבריאות מלאה".
יגאל יחד עם ד"ר משה רשפון, אחד מתלמידיו, מייסד היחידה לפעולות נוער במכון ויצמן למדע ומייסד גן המדע | צילום: יהונתן ברקהיים
לאורך שני העשורים הראשונים למדינה היה תלמי בין תומכיו הנאמנים של בן גוריון, וגם אחרי כן הוא הרבה להתבטא בנושאים פוליטיים וציבוריים. את אהבתו לטבע ולעולם החי הוא לא זנח מעולם, ועסק במשך שנים בצפרות כתחביב. הוא נשוי כבר מעל 75 שנה לחנה לבית קיבילביץ', נינתו של יהושע שטמפפר, ממייסדי פתח תקווה, שאותה הכיר כששירתו יחד בחיל המדע בראשית ימי המדינה. לזוג נולדו שני ילדים: פרופ' יואב תלמי, מנתח ראש-צוואר בגמלאות, והזואולוגית פרופ' תמר דיין, מייסדת ויו"ר מוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. לאחרונה הצטרפה דיין לאקדמיה הלאומית למדעים ומכהנת שם לצד אביה, באופן נדיר.
מחר, כשהוא מוקף ברעייתו, ילדיו, נכדיו וניניו יחגוג יגאל תלמי את יום הולדתו המאה, שצוין גם באירוע מדעי שנערך לכבודו במכון ויצמן למדע. אנו מאחלים לו בריאות ואריכות ימים.
