מַרְטִין גַרְדְנֶר (באנגלית: Martin Gardner; 21 באוקטובר 1914 – 22 במאי 2010) היה כותב אמריקאי, בעיקר של מדע פופולרי, שכתב במשך שנים רבות את הטור "Mathematical Games" בירחון "סיינטיפיק אמריקן", ובכך הפך לאיש שתרם יותר מכל אדם אחר במאה העשרים לפופולריזציה של המתמטיקה. בנוסף לעיסוקו הדומיננטי במתמטיקה פופולרית, פרסם גרדנר מאמרים וספרים בנושאי קסמים, פיזיקה ופילוסופיה. כן פרסם מהדורה מוערת של הספר "הרפתקאות אליס בארץ הפלאות" והמשכו "מבעד למראה ומה אליס מצאה שם", שניהם מאת לואיס קרול (זהו ספרו הנמכר ביותר, ויצירתו העיקרית שתורגמה לעברית), וכן של ספר נוסף של קרול, "ציד הסנרק". מאמריו קובצו בעשרות ספרים.
חייו.
מרטין גרדנר נולד בטולסה שבאוקלהומה, אביו היה גאולוג ומפיק נפט. בשנת 1936 סיים לימודים לתואר ראשון בפילוסופיה באוניברסיטת שיקגו. הוא החל ללמוד גם לתואר שני, אך לא סיים. את השכלתו הרחבה בתחומי עיסוקו המגוונים, רכש באופן עצמאי. לפני מלחמת העולם השנייה עבד כעיתונאי בעיתון "Tulsa Tribune", ובמחלקת יחסי ציבור של אוניברסיטת שיקגו. במלחמה שירת בצי ארצות הברית, ולאחריה חזר לשיקגו ועבד כעיתונאי עצמאי. בדצמבר 1956 החל לפרסם טור קבוע בירחון "Scientific American" והתמיד בכך במשך 30 שנה (הטור האחרון פורסם בחודש מאי 1986). במקביל פרסם מאמרים גם בכתבי עת פילוסופיים. לפני מותו התגורר בקרוליינה הצפונית.
טורו "Mathematical Games" כלל חידות מתמטיות, שעשועים מתמטיים ורעיונות מהמתמטיקה המודרנית, שגרדנר גרם לתפוצה רחבה שלהם באמצעות טורו. בין הרעיונות הללו:
בסוף שנות ה-70 ובראשית שנות ה-80 פרסם טור של חידות מתמטיות בכתב העת למדע בדיוני "Asimov's Science Fiction".
גרדנר היה קוסם חובב נלהב ופרסם מספר ספרים, הן על קסמים מתמטיים המיועדים לקהל הרחב והן ספרים מקצועיים על קסמים המיועדים לקוסמים.
הידע של גרדנר במדע ובמאחזי עיניים שימש אותו על מנת לצאת במתקפה על העוסקים בפסבדו-מדע. ספרו "Fads and Fallacies in the Name of Science" (פרקים ממנו תורגמו לעברית ונכללו בסדרת הספרים הטכנאי הצעיר, תחת הכותרת "תעתועים ותרמיות בשם המדע") הוא אחד הטקסטים היסודיים ביותר בנושא זה. בשנות השבעים פרסם שתי חוברות תחת שם העט אוריה פוּלר (Uriah Fuller), המסבירות כיצד הטוענים לכוחות על טבעיים מבצעים את פעלוליהם, ביניהם כיפוף כפיות.
גרדנר נודע כאחד החוקרים החשובים של ספרי אליס (הרפתקאות אליס בארץ הפלאות, מבעד למראה ומה אליס מצאה שם) מאת לואיס קרול, וספרו The Annotated Alice ("אליס המוערת") הוא אחד מספרי הפרשנות והרקע החשובים ליצירתו של קרול. הערותיו אלה תורגמו לעברית על ידי רנה ליטוין ויצאו לאור במסגרת הספריה החדשה בשנת 1998.
מספריו.
השמות הם כפי שניתנו במהדורות האמריקאיות, למהדורות הבריטיות ניתנו לעיתים שמות אחרים:
פרוטון
פְּרוֹטוֹן (מיוונית: פרוטון, ראשון) הוא חלקיק הנמצא בגרעין של כל אטום. הוא נושא יחידה יסודית אחת של מטען חשמלי חיובי (). מסתו היא כ-1.00728 יחידות מסה אטומית מאוחדת. מאחר ששניהם נמצאים בגרעין האטום, הפרוטון והנייטרון מכונים יחד נוקליאונים.
הפרוטון אינו חלקיק יסודי, אלא מורכב משלושה קווארקים, שני קווארקי למעלה וקווארק למטה אחד, המוחזקים יחד על ידי הכוח החזק. הפרוטון הוא חלקיק יציב, שעד כה לא נצפתה דעיכה ספונטנית שלו לחלקיקים אחרים. עם זאת, פרוטון יכול לדעוך לחלקיקים אחרים כאשר הוא נמצא בגרעין של אטום לא-יציב, כלומר, רדיואקטיבי. בפרט, פרוטון יכול לעבור דעיכת בטא פלוס, במהלכה הוא הופך לנייטרון. דעיכת בטא פלוס מתרחשת כאשר אחד הקווארקים בתוך הפרוטון הופך מקווארק למעלה לקווארק למטה, אירוע המשנה חלק מהמספרים הקואנטיים של החלקיק והופך אותו מפרוטון לנייטרון.
גרעין האיזוטופ השכיח של היסוד מימן הוא פרוטון בודד. לכן, גם היון החיובי של מימן () הוא פרוטון בודד. לפיכך, בכימיה, בביולוגיה ובתחומים קשורים, נהוג לכנות את יון המימן "פרוטון".
תכונות.
תכונותיו העיקריות של הפרוטון הן:
מלבד האיזוטופ הקל ביותר של אטום המימן שגרעינו הוא פרוטון יחיד, גרעיני האטומים של כל היסודות הכימיים מורכבים מפרוטונים ונייטרונים המוחזקים יחד על ידי הכוח הגרעיני. מספר הפרוטונים בגרעין קובע את תכונותיו החשמליות של האטום, וכתוצאה מכך את תכונותיו הכימיות. משום כך מספר הפרוטונים בגרעין האטום הוא הקובע לאיזה יסוד כימי משויך אותו אטום.
כאשר מספר הפרוטונים בגרעין אטום שווה למספר האלקטרונים המקיפים אותו, האטום נייטרלי מבחינה חשמלית. גריעה או הוספה של אלקטרונים הופכת את האטום ליון, חיובי או שלילי, בהתאמה.
היסטוריה.
ג'יי ג'יי תומסון גילה כי משקלם של האלקטרונים באטום הוא זניח, הבין תומסון כי חייב להיות משקל נוסף, חיובי, באטום שהוא המשקל העיקרי באטום, מכאן התחיל תומסון להבין את הפרוטון.
הפרוטון התגלה על ידי ארנסט רתרפורד ב-1918 בניסויים בהם הופצצו אטומי חנקן בחלקיקי אלפא (שהם למעשה גרעיני הליום) והפכו לאטומי חמצן. רתרפורד היה גם זה שטבע את שמו.
יציבות.
הפרוטון הוא חלקיק יציב. לא נצפתה עד כה דעיכה ספונטנית של פרוטון חופשי לחלקיקים אחרים. גם אם פרוטון מסוגל לדעוך, אורך החיים שלו נחשב לגדול מאוד ומוערך על פי ניסויים ביותר מ- שנים.
הסיבה העיקרית ליציבות הפרוטון היא היותו הבאריון הקל ביותר. לכן, אין חלקיק קל יותר אליו יכול הפרוטון לדעוך, מבלי שתתרחש שבירה של המספר הבאריוני. אולם, שבירה כזו אינה אפשרית לפי אף מודל פיזיקלי מוכח המוכר כיום, מכיוון שהמספר הבאריוני מציית לחוק שימור חזק (exact conservation). שבירה של המספר הבאריוני נקראת באריוגנזה (baryogenesis), או יצירת באריונים. לפי ההבנה המדעית הנוכחית, תהליך של באריוגנזה התרחש בראשית היקום, זמן קצר מאוד לאחר תחילת המפץ הגדול, במנגנון שאינו מובן כיום ואינו מוסבר על פי המודל הסטנדרטי. משום כך, חקר דעיכת הפרוטון קשור ישירות לחקר הבאריוגנזה והיווצרות החומר ביקום, והוא תחום מחקר בולט בפיזיקת החלקיקים.
בעזרת תוספת אנרגיה, למשל בהתנגשות עם אלקטרון, פרוטון יכול להפוך לנייטרון ונייטרינו אלקטרוני, בתגובה הבאה:
התגובה ההפוכה מתרחשת באופן ספונטני: נייטרון בודד (כזה שאינו נמצא בגרעין אטום) הוא בעל אורך חיים של כ-15 דקות, אחריהן הוא דועך לפרוטון, אלקטרון ואנטינייטרינו.
היפותטית, הפרוטון עשוי לדעוך. זאת, לפי תאוריות שלא זכו לביסוס ניסויי, דוגמת תאוריה מאוחדת גדולה, החוזה את תהליך הדעיכה הבא:
בתהליך היפותטי זה, נשבר המספר הבאריוני: בצד שמאל, נמצא פרוטון, שהמספר הבאריוני שלו הוא 1. לעומת זאת, בצד ימין נמצא פאיון, שהמספר הבאריוני שלו הוא 0. בנוסף, נשבר גם המספר הלפטוני: 0 בצד שמאל, לעומת מינוס 1 של הפוזיטרון בצד ימין. ההפרש בין המספר הבאריוני למספר הלפטוני (B-L) נשמר, כלומר, מתקיים חוק שימור המכונה , שהוא אחד המאפיינים של התאוריה המאוחדת הגדולה.
גם גרסאות מסוימות של תורת המיתרים מנבאות אפשרות של התפרקות הפרוטון.
Xerox PARC
פלאואנתרופולוגיה
פלאואנתרופולוגיה הוא המדע העוסק בחקר האבולוציה של האדם. במובנו המצומצם, חקר שרידי שלד אנושיים עתיקים, זהו ענף של אנתרופולוגיה פיזית. אולם במובן הרחב מדענים מתחומים רבים עוסקים בפלאואנתרופולוגיה, בעיקר ארכאולוגים המתמחים בתקופה הפלאוליתית וחוקרים העוסקים בגאוכרונולוגיה, פלאונטולוגיה ופלאואקולוגיה של תקופות הפליוקן והפליסטוקן.
היסטורית מחקר התחום.
בשנות ה-60 של המאה ה-19 לאחר פרסום "מוצא המינים" על ידי צ'ארלס דרווין, החלו החוקרים תומאס הנרי האקסלי וארנסט הקל להעלות השערה כי גם האדם הוא תוצר התפתחותי ממין אחר ולא יציר בריאה מיוחדת.
בשנת 1871 פרסם דרווין את ספרו "מוצא האדם" ובו טען כי לאדם ולקופי האדם יש מקור משותף. לדרווין לא היה ידע כלשהו בגנטיקה - ניסויים של גרגור מנדל שנעשו באותו זמן לא פורסמו בכתבי עת שלדרווין הייתה גישה אליהם. חרף זאת, הוא שיער שישנו מנגנון המעביר את התכונות מדור לדור, ואשר מדי פעם הטבע מאפשר פיצול של מינים עד שבתוך דורות רבים הצאצאים של שתי הקבוצות אינם יכולים עוד להתרבות הדדית וכך נוצר מין חדש (תהליך הקרוי ספציאציה). רק המשך ההתפתחות במדע ותגליות נאו-דרוויניסטיות, חזרו והוכיחו שוב ושוב את צדקתו ואף עדכנו את תורת האבולוציה, אך לטענתו של דרווין הייתה השלכה מיידית על הציבור, שעד אז האמין רובו ככולו בתהליך הבריאה כפי שתואר בספר בראשית.
תולדות המחקר הפלאואנתרופולוגי.
עד שנות ה-20 של המאה ה-20 הייתה מקובלת על הקהילה המדעית הדעה כי האדם מקורב דווקא לקופי האדם האפריקניים, שימפנזה וגורילה. מאז ועד שנות ה-60 של המאה ה-20 התחזקה ההשערה כי מוצא האדם באסיה והוא רחוק במוצאו משאר קופי האדם. החוקרים ווד ג'ונס ואוסבורן היו בין תומכיה הנלהבים של דעה זו. אולם, בסופו של דבר התהפכה הדעה והסברה המקובלת בימינו היא כשל דרווין, הקסלי והקל, כי לאדם ולקופי האדם מוצא משותף וכי מוצאו מאפריקה.
ויכוח נוסף שמתקיים הוא מה קדם למה: מוח מפותח ששינה את מרכז כובד הגוף והביא להליכה זקופה לפי דוגמת "איש פילטדאון" או עמידה על שתי רגליים בטרם החל המוח להתפתח. הדעה השנייה נעשית בימינו מקובלת יותר ויותר וכי ההומינידים מן העבר לא היו יצורים כה נבונים כפי שבעבר סברו.