יובל נאמן: הקולונל שארגן את אבני הבניין של היקום
בתחילת שנות ה-60, פיזיקאים קטלגו כמעט מאה חלקיקים תת-אטומיים שונים ללא תיאוריה עובדת שתסביר מדוע צריכים להיות כל כך הרבה מהם, או כיצד הם קשורים זה לזה. יובל נאמן, קצין מודיעין ישראלי בקריירה שלמד פיזיקה בצד בלונדון, הסתכל על הבלגן הזה וראה טבלה מחזורית נסתרת. הוא צדק, והחלקיק שהיא חזתה הופיע כמתוכנן במעבדה הלאומית ברוקהייבן ארבע שנים לאחר מכן.
מהנדס נער, ואז חייל
נאמן נולד ב-1925 בתל אביב למשפחה יזמית שעסקה בייצור, והפגין כישורים אקדמיים מוקדם מספיק כדי לסיים תיכון בגיל חמש עשרה. הוא למד הנדסת מכונות בטכניון בין השנים 1941 ל-1945, ובתחילה השתמש בתואר באופן מעשי בניהול מפעל המשאבות של משפחתו. אך השכלתו האמיתית לאורך שנות העשרים והשלושים לחייו הייתה צבאית ולא אקדמית: הוא הצטרף להגנה, הארגון הצבאי היהודי טרום-המדינה, ב-1940, והמשיך לשרת בצה"ל ברציפות עד 1960. שירותו כלל את הגנת הדרך לירושלים במלחמת העצמאות ב-1948, הצבה בחטיבת גבעתי בחזית המצרית, ניהול תכנון צה"ל בין 1952 ל-1955 — שם סייע בהחדרת טכנולוגיות מידע מתקדמות לפעולות צבאיות — ותקופה כסגן ראש אמ"ן בין 1955 ל-1957 בדרגת אלוף-משנה, ולאחריה תפקיד כנספח צבאי בבריטניה ובסקנדינביה.
קולונל לומד פיזיקה
ההצבה בלונדון היא ששינתה את מסלול חייו. בזמן ששירת כנספח צבאי, נרשם נאמן לאימפריאל קולג' לונדון כדי ללמוד פיזיקה תיאורטית, וקיבל את הדוקטורט שלו ב-1958 תחת חתן פרס נובל לעתיד עבדוס סלאם — סידור יוצא דופן שבו קצין מודיעין צבאי פעיל הפיק מחקר פיזיקלי ברמת דוקטורט במסלול קריירה שני ומקביל. בתחילת שנות ה-60 התחום שאליו נכנס היה בבלגן אמיתי: כמעט מאה חלקיקים תת-אטומיים שונים התגלו, ללא תיאוריה מארגנת שתסביר את הקשרים ביניהם, ריבוי שפיזיקאים של התקופה מצאו מביך ולא מאיר עיניים.
הדרך השמונה-עשרת
בין 1960 ל-1961, הציע נאמן תוכנית סיווג המבוססת על קבוצת הסימטריה המתמטית SU(3), וארגן את גן החיות של החלקיקים למשפחות שנודעו, בחצי בדיחה, כ"דרך השמונה-עשרת" (Eightfold Way). התוכנית הושוותה ישירות על ידי פיזיקאים לטבלה המחזורית של היסודות של דמיטרי מנדלייב: מבנה שלא רק סידר את הידע הקיים אלא חזה מה צריך להתקיים וטרם נצפה. המבחן המכריע הגיע ב-1964, כאשר חלקיק האומגה-מינוס, שחזה נאמן בתוכנית שלו במשבצת שהקטלוג הקיים הותיר ריקה, נצפה בדיוק כפי שחזה במעבדה הלאומית ברוקהייבן בארצות הברית — סוג האישור הנקי והניתן להפרכה שמפריד בין תיאוריה חזויה באמת לבין תיאוריה תיאורית בלבד.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הפיזיקאי האמריקאי מארי גל-מאן הגיע לאותה סימטריה SU(3) באופן עצמאי ובערך באותו זמן, אם כי, ראוי לציין, הוא מעולם לא פרסם את הגרסה שלו לפני שזו של נאמן הופיעה — עובדה המצוטטת לעיתים קרובות בתיעוד ההיסטורי כדי לבסס את העדיפות העצמאית של נאמן, גם כאשר שמו של גל-מאן נקשר באופן רחב יותר לתיאוריה בתיאורים פופולריים. נאמן הרחיק לכת עוד יותר, והציע שהחלקיקים שהתוכנית שלו ארגנה הם עצמם מורכבים, בנויים משלוש "לבנים" בסיסיות עוד יותר — רעיון שגל-מאן וג'ורג' צווייג פיתחו לאחר מכן באופן עצמאי לתיאוריית הקווארקים, אבני הבניין המובנות כיום כמרכיבות את הפרוטונים, הנייטרונים ושאר משפחת ההדרונים.
בניית המדע הישראלי מאפס
נאמן חזר לישראל, ובמקום להשתקע במשרת פרופסור קונבנציונלית, בנה מוסדות. הוא ייסד את המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב ב-1965, ניהל אותה עד 1972, הקים את הפקולטה להנדסה של האוניברסיטה, וכיהן כנשיא האוניברסיטה בין 1971 ל-1975. מאוחר יותר הוא ניהל את מכון סאקלר ללימודים מתקדמים בין 1979 ל-1997 וייסד את המרכז לתורת החלקיקים באוניברסיטת טקסס, תוך שמירה על נוכחות מחקרית פעילה בארצות הברית לצד בניית המוסדות הישראליים שלו.
מפיזיקה לכנסת
בשנת 1979 היה נאמן ממייסדי מפלגת התחייה הימנית, ובין 1981 ל-1990 כיהן כחבר כנסת, והחזיק בתיקים מיניסטריאליים כולל שר המדע והפיתוח (1981–1984, ושוב 1990–1992) ושר האנרגיה והתשתית. ב-1983 הוא ייסד את סוכנות החלל הישראלית, והרחיב את דפוס הקריירה שלו של בניית מוסדות מדעיים מאפס לתוך הממשלה הלאומית עצמה. הוא גם, מוקדם יותר בקריירה שלו, ניהל מחקרים אסטרטגיים דרך מכון יפה שייסד, ושילב את הרקע שלו במודיעין צבאי ישירות לתוך קריירה מאוחרת יותר של לימודי ביטחון אקדמיים.
הכרה
נאמן קיבל את פרס ישראל ב-1969, את מדליית ויגנר ב-1982 על תרומתו לעקרונות סימטריה בסיסיים בפיזיקה, ואת פרס א.מ.ת ב-2003, בין הוקרות רבות אחרות לאורך קריירה מחקרית שהפיקה כ-400 מאמרים שפורסמו וכ-20 ספרים המשתרעים על פני פיזיקת חלקיקים, קוסמולוגיה ופילוסופיה של המדע. הוא נפטר ב-26 באפריל 2006, בגיל שמונים.
מדוע יובל מכונה גאון
המקרה חזק באופן יוצא דופן בסטנדרטים של פיזיקה תיאורטית: הדרך השמונה-עשרת של נאמן לא הייתה תוכנית ארגון רטרוספקטיבית אלא תיאוריה חזויה באמת, שחזתה את התכונות הספציפיות של חלקיק — האומגה-מינוס — שעדיין לא היו לו ראיות ניסיוניות, והתחזית הזו אושרה כמעט בדיוק כפי שנאמר בתוך ארבע שנים. פיזיקאים חזרו שוב ושוב על השוואת מנדלייב דווקא משום ששני ההישגים חולקים את אותו סימן היכר של תובנה תיאורטית אמיתית: סיווג שחושף פער בטבע לפני שמישהו הסתכל שם. העובדה שהגיע לתוצאה זו בזמן ששירת במקביל כקצין מודיעין צבאי בקריירה, מחוץ למסלול המקובל של פיזיקאי מחקר, מחדדת ולא מדללת את המקרה ליכולת יוצאת דופן.
הסיבוך הכנה הוא שאלת הקרדיט. גל-מאן הגיע לאותה סימטריה SU(3) באופן עצמאי ובערך באותו זמן, ושמו של גל-מאן, לא של נאמן, הוא זה שרוב סטודנטים לפיזיקה פוגשים ראשון ולעיתים קרובות ביותר בקשר לתיאוריה ולהרחבת הקווארקים שלה — פונקציה של תהילתו הגדולה יותר של גל-מאן ופרס הנובל שלו (שנאמן מעולם לא קיבל) ולא של מחלוקת כלשהי על הפיזיקה עצמה. הגאונות של נאמן, במילים אחרות, מבוססת היטב בקרב היסטוריונים של הפיזיקה אך מעולם לא תורגמה במלואה להכרה ציבורית רחבה יותר שההישג הבסיסי נראה כראוי לה.
מורשת
הדרך השמונה-עשרת נותרה פרק יסודי בפיתוח המודל הסטנדרטי של פיזיקת חלקיקים, המסגרת המשמשת עדיין לתיאור המרכיבים הבסיסיים של החומר, והצעת החלקיקים המורכבים של נאמן זרעה ישירות את מודל הקווארקים שבא בעקבותיו. בישראל, מורשתו עמוקה לפחות מבחינה מוסדית כפי שהיא מדעית: המחלקה לפיזיקה, בית הספר להנדסה וסוכנות החלל שהקים או ייסד נותרו פעילים, מקרה נדיר של תיאורטיקן שמורשותיו המדעיות והמוסדיות שוות בערך בהיקפן.