גילוי אבני הבניין של החומר הוא דוגמה לדרך שבה השיטה המדעית מפריכה הנחות קודמות ומשנה תפיסות שגויות. זה נושא לוח השנה החדש של מכון דוידסון לחינוך מדעי
פעם חשבו שהחומר בעולם מורכב מארבעה יסודות בלבד: אוויר, מים, אדמה ואש. לכל אחד מהיסודות ייחסו תכונות מסוימות, כמו כובד לאדמה, חום לאש או לחות למים. לפי התיאוריה הזאת, כל החומרים בעולם נוצרים משילובים של ארבעת היסודות בשיעורים שונים, וכך נקבעות התכונות שלהם.
מקור התיאוריה הזו היא בפילוסוף היווני אמפדוקלס, בן המאה החמישית לפני הספירה. את התיאוריה שלו אימץ בהמשך אריסטו, ובעקבותיו גם הכנסייה הקתולית. גרסאות שלה מופיעות גם במסורת היהודית, וגם בחלק מהפילוסופיות שונות של דרום ומזרח אסיה. תאוריית ארבעת היסודות שלטה ברמה במשך יותר מאלפיים שנה, אבל הכול השתנה כשאומת האש תקפה.
לא, סליחה, זה בכלל מהסדרה "אווטאר". הכול השתנה במאה ה-18, כשהכימאי הצרפתי אנטואן לַבוּאָזְיֶה (Lavoisier) הוביל את מה שכונה בדיעבד "המהפכה הכימית". לבואזיה חקר את החומרים בשיטות מדעיות, וגילה שהחומרים היסודיים ביותר אינם דווקא אותם ארבעה יסודות. מים, למשל, מורכבים משני חומרים שונים – חמצן ומימן. ב-1789 פרסם לבואזיה את רשימת היסודות שלו, שכללה 33 חומרים שונים – אבל גם "יסודות" כמו אור וחום, שאז עוד נחשבו גם הם לסוג של חומר.
האדם שכנראה מזוהה יותר מכל עם היסודות הכימיים הוא דמיטרי מנדלייב (Mendeleev), שסידר אותם לפי תכונותיהם בטבלת היסודות המוכרת לכולנו. עכשיו ידוע שיש לפחות 118 יסודות, שלא כוללים אף אחד מארבעת היסודות "המקוריים". היסודות נבדלים זה מזה במבנה האטום שלהם, וליתר דיוק, במספר הפרוטונים שבגרעין שלהם. המבנה הזה מכתיב את תכונותיהם – כמה כבדים הם, האם הם יגיבו עם חומרים אחרים ובאיזו צורה, והאם הם מעבירים חשמל או מבודדים. חומרים שאינם יסודות, כמו מים או אוויר, בנויים מתערובות או תרכובות של שני יסודות או יותר.
שירו את שיר היסודות:
השיטה המדעית היא מנגנון יעיל להפליא של בחינה ותיקון. מה שאנחנו חושבים שאנחנו יודעים היום עשוי להשתנות מחר, כשראיות חדשות והסברים טובים יותר ישנו את מה שאנחנו יודעים על המציאות.
לוח השנה של מכון דוידסון עומד הפעם בסימן בחינה מחדש של מוסכמות. אנו מזמינים אתכם להתקדם איתנו, חודש אחרי חודש, מההשערות שנחשבו פעם אמת, לתיאוריות המוצקות יותר שבאמצעותן אנו מסבירים את המציאות כיום. אך מי יודע? אולי גם בהן נגלה בעתיד חורים ושגיאות, ומלאכת התיקון תעזור לנו להבין טוב יותר את המציאות שאנו חיים בה.
פעם חשבו שהחומר בעולם מורכב מארבעה יסודות בלבד: אוויר, מים, אדמה ואש. איור של "ארבעת היסודות" | יוסי לגזיאל
