tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
השפעת הענקים הגזיים, ובמיוחד צדק, ניכרת עד היום במספר הירחים הקטנים המקיפים אותו (שלא לבלבל עם הירחים הגליליאניים).
דוגמה בולטת במיוחד ניתן לראות בחגורת האסטרואידים: אזורים מסוימים אשר נמצאים בתהודה מסלולית מלאה עם כוכב הלכת צדק, נוקו לחלוטין מאסטרואידים.
אזורים ריקים אלו נקראים רווחי קירקווד.
הפעולה ההדדית שבין כוכבי הלכת החיצוניים גרמה למסלולם לגדול ולהתרחק מהשמש.
אינטראקציות שונות מספקות הסבר גם לנטיית ציר הסיבוב של צדק, שבתאי ונפטון.
נטיית ציר הסיבוב של אורנוס נגרמה ככל הנראה מפגיעה עצומה של פלנטיסימל אשר הפנה את ציר הסיבוב שלו כך שיהיה כמעט מקביל למישור המלקה.
שינויי מסלול אלו ככל הנראה גרמו להפצצה הכבדה המאוחרת, במהלכה רבים מהעצמים בחגורת קויפר הופנו אל פנים מערכת השמש או לחלופין הועפו ממנה במהירות רבה.
מחקרים עדכניים מראים כי מקור מרבית המים בכדור הארץ הוא שביטים אשר מקורם בחגורת קויפר.
כמו כן, גילם של מרבית המכתשים שעל הירח תואם גם הוא לתקופה זו.
העצמים של חגורת קויפר החלו כאוסף פלנטיסימלים שחסרו מסה מספקת להצטברותם ככוכבי לכת.
לאחר שרוח השמש ניפתה את שאריות הגז והאבק שמילאו את מרחבי מערכת השמש, כוכבי הלכת החיצוניים החלו להתרחק מהשמש תוך משיכת חלק מגופי חגורת קויפר פנימה.
הגופים שנמשכו לחלקה הפנימי של מערכת השמש גרמו להפגזה הכבדה המאוחרת וגופים שמסלול תנועתם הביא אותם לסביבת כוכבי הלכת הענקים התרסקו על פניהם או נתפסו בכוח המשיכה שלהם והפכו לירחיהם.
יאפטוס, ירחו של שבתאי, הוא ככל הנראה גוף שכזה ומלבדו לצדק, שבתאי, אורנוס ונפטון יש עוד עשרות ירחים קטנים שמקורם בחגורת קויפר או בחגורת האסטרואידים.
עצמים מחגורת קויפר אשר הגיעו למהירויות גבוהות מאוד נכנסו למסלולים אקסצנטריים, בנטייה גדולה למישור המלקה ובמרחק גדול מהשמש וכך יצרו את עננת אורט.
עצמים רבים בחגורת קויפר ובכללם פלוטו הושפעו מכח המשיכה של נפטון וננעלו במסלולים בעלי תהודה מסלולית איתו, כך אפילו שמסלולו של פלוטו חוצה את זה של נפטון, השניים לעולם לא יתנגשו.
כיום ישנן שלוש תאוריות עיקריות למקורם של ירחים לכוכבי הלכת:
היווצרות משותפת מן הדיסקה הפרוטופלנטרית
היווצרות מאוסף של שברים שנוצרו לאחר התנגשות או התנגשויות
לכידה של גוף מחגורת האסטרואידים או חגורת קויפר
ייתכן כי הירחים הגליליאניים בצדק והירחים הגדולים של שבתאי, אורנוס ונפטון נוצרו מאותה דיסקה.
ירחים אלו גדולים מאוד (מסדר הגודל של הירח של כדור הארץ) ולמסלולם אקסצנטריות קטנה מאוד.
כמו כן, ציר ההקפה שלהם כמעט מתלכד עם ציר הסיבוב של כוכב הלכת אותו הם סובבים.
הירחים החיצוניים של אותם כוכבי לכת וגם ירחי מאדים בעלי מסלולים אקסצנטריים וציר ההקפה שלהם את כוכב הלכת לעיתים נטוי ב-1800 כך שהם מקיפים את כוכב הלכת בכיוון ההפוך לסיבוב העצמי.
שחמט (משחק המלכים או אישקוקה) הוא משחק לוח אסטרטגי, המשוחק על ידי שני שחקנים.
זהו אחד מהמשחקים השכיחים והמורכבים ביותר הקיימים בתרבות האנושית; ההערכות למספר המצבים החוקיים בשחמט נעות בין ל-.
המשחק מקובל ברחבי העולם כתחביב וכספורט תחרותי כאחד.
מקור השם בפרסית: "שאה מט", בתרגום חופשי, "מארב למלך" או "המלך חסר אונים" (בניגוד לטעות הנפוצה באטימולוגיה העממית, "המלך מת").
הניצחון במשחק מושג, כאשר אחד המלכים מאוים, במצב שבו הוא אינו יכול להינצל.
מקורותיו של משחק השחמט לוטים בערפל ושנויים במחלוקת, והמצאתו יוחסה לאזורים שונים בעולם העתיק בסין, בהודו (ממלכת גופטה), מצרים או פרס.
ככל הנראה, מוצאו של השחמט ממשחק הלוח ההודי צ'טורנגה, שנדד וזכה לווריאציות שונות במזרח כמו שיאנג-צ'י בסין, שוגי ביפן, ג'נגי בקוריאה ומקרוק בתאילנד ובקמבודיה.
גרסה אחרת (שתומך בה דייוויד ה.
לי - שהוא מומחה לתרבות סין) טוענת שמקור השחמט המודרני במשחק הסיני שיאנג-צ'י שהומצא, לפי גרסה זו, בסין במאה ה-2 לפנה"ס.
טענות שונות כאילו שורשו של המשחק עתיק בהרבה שגויות ככל הנראה.
התפשטותו המהירה החלה מן המאה השביעית, ללא אזכורים כלשהם בספרות לפני כן, המעידים על כך שהומצא קרוב לתקופה זו.
האזכור הראשון לשחמט בספרות הופיע בפרס במאה ה-5 לספירה בשם שאתראנג'.
האזכור החד משמעי הראשון הופיע בהודו ומקורו במחצית הראשונה של המאה ה-7. גם התיעוד הראשון לכלי שחמט מתוארך למאה ה-7. בראשית המאה ה-9 הגיע המשחק לסין ונודע שם עם שינויים קלים בשם "שיאנג-צ'י".
במקביל לחדירת המשחק למזרח הרחוק הוא הגיע גם לעולם המוסלמי בעקבות הכיבוש המוסלמי של פרס.
מהערבים הגיע המשחק לאירופה המערבית ולרוסיה ובראשית המאה ה-11 הפך לנפוץ ביבשת זו.
המשחק כפי שהוא מוכר כיום הוא גרסה מהמאה ה-16 וככל הנראה מוצאו מאיטליה או מספרד.
תנועת הכלים בשאתראנג' הייתה מוגבלת יחסית: ה"פיל", אביו של הרץ המודרני, יכול היה לנוע למרחק של שתי ערוגות בלבד.
ה"יועץ" או ה"פרס" (קודמו של המלכה) יכול היה לנוע רק ערוגה אחת באלכסון ואילו הרגלים לא היו יכולים לדלג מעל ערוגה במסעם הראשון.
כמו כן, ההצרחה הייתה אסורה ואפשר היה להכתיר רגלים רק ל"יועץ".
בסביבות שנת 1200 חוקי משחק שונים החלו להופיע באירופה הדרומית ובסביבות שנת 1475 נכנסו לשחמט כמה שינויים גדולים והפכו אותו למשחק המוכר כיום.
לפי סברה אחת מקור החוקים החדשים הוא באיטליה ואילו לפי סברה אחרת בספרד.
השינויים היו כדלקמן: הרגלים קיבלו אפשרות לדלג מעל ערוגה אחת במסעם הראשון ולהכות את הרגלי היריב דרך הילוכו.
גם הרצים והמלכות קיבלו את מאפייניהם המודרניים.
החוקים החדשים התפשטו במהירות ברחבי אירופה המערבית והתקבעו סופית בראשית המאה ה-19.
בתקופה זו החלה להיכתב תאוריית המשחק.
ספר תאוריה הישן יותר הופיע בשם "חזרות לאהבה ואמנות משחק השחמט" (Repetición de Amores y Arte de Ajedrez) בשנת 1497 בסלמנקה.
הספר נכתב על ידי איש כנסייה ספרדי בשם לואיס רמירז דה לוסנה ().
אמנים נוספים דוגמת פדרו דאמיאנו, ג'ובאני לאונרדו די בונה ואחרים פיתחו תאוריות לפתיחות כמו פתיחה איטלקית, גמביט המלך ואחרות ואילו רוי לופס דה סגורה החל לחקור סיומים פשוטים.
במאה ה-18 עבר מרכז הכובד של המשחק מדרום אירופה לצפונה ולמערבה לארצות כמו צרפת והממלכה המאוחדת.
שני האמנים הצרפתים הבולטים בתקופה זו הם פרנסואה אנדרה פילידור (François-André Danican Philidor) שהיה מוזיקאי במקצועו שגילה את חשיבות הרגלים במשחק ולואי שארל דה לה בורדונה (Louis-Charles Mahé de La Bourdonnais) שהיה פעיל במחצית הראשונה של המאה ה-19. משחקים ותחרויות נערכו בדרך כלל בבתי קפה בערים אירופאיות גדולות.
משחק השחמט קנה לעצמו אחיזת קבע בתרבות האירופאית במהלך המאה ה-19. במאה זו הופיעו מועדוני שחמט, נוסדו מגזינים שעניינם שחמט ונערכו תחרויות.
בין היתר התחיל להתפתח משחק שנעשה בהתכתבות בין ערים שונות.
כך מועדון השחמט של לונדון שיחק נגד מועדון השחמט של אדינבורו בשנת 1824. בעיות שחמט הפכו למוסף פופולרי בעיתונים היומיים.
תחרות השחמט המודרנית הראשונה נערכה בלונדון בשנת 1851. בתחרות זו ניצח אדולף אנדרסן הגרמני שהיה אלמוני יחסית בזמנו.
אחד ממשחקיו הפכו לשם דבר בעולם השחמט והוא ידוע עד היום בשם "משחק בן האלמוות".
משחק זה סימל את האופנה בשחמט בתקופה זו - ניצחון על ידי הקרבת חומר בתמורה למרחב תמרון.
שחמט התמסד סופית עם הענקת התואר "אלוף עולם בשחמט" ליהודי יליד פראג, וילהלם שטייניץ, אחרי ניצחונו על רב-האמן הגרמני, יוהאן זוקרוט בשנת 1886. הוא איבד את הכתר לעמנואל לסקר, מתמטיקאי יהודי-גרמני, שהחזיק בתואר 27 שנים עד שאיבד אותו לקובני חוזה ראול קפבלנקה.
מיסוד התחרויות והענקת התואר הרשמי קיבעו באופן סופי את השחמט בין המשחקים המוכרים בעולם.
התאוריה השחמטאית המשיכה להתפתח ללא הפסקה למרות שתי מלחמות עולם.
זינוק גדול היה בין שתי מלחמות עולם עם הופעתם של תאורטיקנים חשובים דוגמת אהרון נימצוביץ' וריכרד רטי.
הם קראו תיגר על התאוריה הפוזיציונית שהייתה מקובלת בזמנו של שטייניץ.
הם טענו שהשליטה במרכז הלוח בעזרת כלים המוצבים בשולי הלוח עדיפה על החזקה ישירה של המרכז בעזרת רגלים שהופכים עד מהרה מטרה נוחה להתקפה.
ניצחונו של בוטביניק סימן את ראשית הבכורה הסובייטית במשחק שנמשכה כמעט ללא הפרעה עד פירוקה של ברית המועצות.
החל משנת 1961 החלה להתקיים אולימפיאדת השחמט לעיוורים, אשר נערכת מדי ארבע שנים.
הוקמה פיד"ה - פדרציה שמטרתה הסדרת הכללים והתחרויות.
בגלל חילוקי דעות בין הפדרציה לאלוף העולם דאז, קספרוב הוקמה פדרציה נוספת שהעניקה תואר אליפות משלה, אך בסופו של דבר פרש קספרוב וקרמניק זכה בשני התארים - הן של פיד"ה והן של הפדרציה של קספרוב.
משחק השחמט נתן השראה לסופרים, במאים ומחזאים.
דוגמאות לשימוש בשחמט בתרבות ובאמנות:
בסרט "החותם השביעי" של הבמאי השוודי אינגמר ברגמן, משנת 1957, נערך משחק שחמט בין אביר העושה את דרכו בארץ מוכת דבר לבין המוות, שבא לקחתו.
השיר "שחמט" מתוך הקברט הסאטירי "את ואני והמלחמה הבאה" של חנוך לוין, בביצוע חוה אלברשטיין, משווה את השלטון השולח את נתיניו למלחמה אל מלך השחמט ומלכתו, הספונים בארמונם ועוסקים בשלהם בעוד חייל לבן מכה חייל שחור והעם מקונן בחוצות על מתיו.
"מבעד למראה ומה אליס מצאה שם" של לואיס קרול, מבוסס על משחק שחמט בין כלים לבנים לאדומים ובהקדמה מובאת חידת שחמט, שלדברי הסופר אפשר לפתור אותה על אף אי-אילו סטיות מכללי המשחק המקובלים.
"משחק המלכים" של הסופר היהודי-אוסטרי שטפן צווייג מביא את סיפורו של שחמטאי מקצועי, המסופר לחבר למסע על סיפון אונייה.
הספר "גמביט המלכה" וסדרת הטלוויזיה המבוססת עליו שיצאה בשנת 2020, מתארים את חייה של שחמטאית אמריקאית מחוננת ואת דרכה להצלחה, ברקע המלחמה הקרה בין רוסיה לארצות הברית והמתח שאופף ספורטאים בתקופה הזאת.
הפיזיקה עברה במחצית הראשונה של המאה ה-20 שלוש טלטלות גדולות ששינו את פניה: תורת היחסות, תורת הקוונטים וההתקדמות העצומה בחקר החלקיקים הבסיסיים ביותר של החומר: גילוי האלקטרון, הגרעין ומרכיביו.
תורות היחסות והקוונטים שינו את תפיסת העולם המדעית ושפכו אור חדש על המושגים הבסיסיים ביותר כגון מהו מקום, מהו זמן ומהי מדידה.
לעומת סוף המאה ה-19, שבה רווחה התפיסה כי החוקים הבסיסיים ביותר של הפיזיקה כבר הובנו, במאה ה-20 התפתחה התפיסה כי החוקים הבסיסיים של הטבע הם מעבר להשגת המדע.
אחת המטרות המרכזיות של הפיזיקה הפכה לפיתוח אמצעי מחקר שיאפשרו למדענים לבחון את התורות החדשות ולפתח תורות חדשות באמצעות ביצוע מדידות באנרגיות גבוהות יותר, בזמנים קצרים יותר ובדיוק רב יותר.
חזית נוספת שבה התקדמה הפיזיקה בצעדי ענק במאה ה-20 הייתה חקר תופעות נוצרות (emergent physics) כגון פיזיקת מצב מוצק, מכניקת הזורמים, אופטיקה, פלזמה ועוד.
אף שחוקי הדינמיקה הבסיסיים ידועים בתחומים אלו היטב, ההשלכות שלהם טרם נחקרו לעומק - וכך החלו להתגלות שלל תופעות כגון מוליכות על וטורבולנסיה (turbulence).
במהלך המאה ה-20 התחוללו שתי מלחמות עולם שבהן לפיתוחים טכנולוגיים ופיזיקליים היה תפקיד מכריע: שדה הקרב החל להיות מוכרע בזכותם של מטוסים, צוללות ולבסוף בזכות הפצצה הגרעינית.
הפצצה הייתה רעיון שהגו פיזיקאים הן בארצות הברית והן בגרמניה, ובמהלך מלחמת העולם השנייה התחוללה תחרות ביניהם לגבי מי יהיה הראשון לפתחה.
לפיתוח הפצצה היו השלכות הרסניות ומשמעות גדולה לגבי המשך מהלך ההיסטוריה.
לאחר מלחמת העולם השנייה המשיך המחקר המדעי בכלל והפיזיקלי בפרט להתפתח בקצב מסחרר.
נפתחו אוניברסיטאות רבות, מעבדות לאומיות בארצות הברית, אירופה ויפן, וכן מכוני מחקר בינלאומיים בתחומים פיזיקליים, שגם הביאו לפיתוחים טכנולוגיים רבים שהשפיעו לאין שיעור על התפתחות המדע, כגון המצאת הלייזר, המצאת המחשבים, הננוטכנולוגיה ועוד.
בשנת 1905 פרסם אלברט איינשטיין, אז פקיד במשרד פטנטים בברן, ארבעה מאמרים שלכל אחד מהם תהיה השפעה עצומה על התפתחות הפיזיקה.
אחד המאמרים הסביר את האפקט הפוטואלקטרי והיה אבן דרך חשובה בתורת הקוונטים.
מאמר נוסף נגע לתנועה בראונית והיה אבן דרך חשובה בהתפתחות המכניקה הסטטיסטית.
שני המאמרים הנוספים יצרו למעשה תורה חדשה בפיזיקה: תורת היחסות.
עד ה, התפיסה הרווחת הייתה שהמרחב מלא בחומר מסתורי שנקרא אתר.
לקראת סוף נעשו ניסיונות רבים להבין את תכונות האתר, כשהמפורסם בהם הוא ניסוי מייקלסון-מורלי שבו נעשה ניסיון למדוד את מהירות כדור הארץ ביחס לאתר.
בניסוי לא התגלה שום הבדל בין תנועת אור במקביל לכדור הארץ לבין תנועה בניצב לו.
הנדריק לורנץ נתן הסבר לתוצאות הניסוי, אם מניחים כי הגופים הנעים מתכווצים בכיוון התנועה.
ההסבר המתקבל יותר על הדעת ניתן על ידי איינשטיין, והוא כי מהירות האור זהה לכל צופה, בין אם הוא ניצב או מקביל לתנועה.
איינשטיין הניח שהאתר אינו קיים, ומשתמע מכך שמהירות האור קבועה בכל מערכת ייחוס.
דבר זה סותר את המכניקה הניוטונית; לפי תאוריה זו, איש הנמצא ברכבת ומאיר בפנס רואה את האור מהפנס נע במהירות האור, ואילו צופה הנמצא על הקרקע רואה את האור נע במהירות האור בתוספת מהירות הרכבת.
איינשטיין הסיק מכך שיש לתקן את חוקי התנועה של ניוטון.
בסדרה של ניסויי מחשבה, הוא הראה שגופים הנעים במהירויות קרובות למהירות האור, נראים עבור צופה מהצד כאילו אורכם קטן, משך הזמן של תנועתם קצר יותר ומסתם גדלה.
אחת התוצאות המפתיעות ביותר של איינשטיין היה שישנו קשר בין אנרגיה למסה, שמתבטא בנוסחה המפורסמת E=mc².
הישג נוסף של הקשר הזה הוא הבאת הסבר עמוק לקשר שבין חשמל ומגנטיות; אלקטרונים הזורמים במתכות נעים במהירויות קרובות מאוד למהירות האור, ולכן עבור גופים נייחים הם נראים מכווצים יותר - אפקט זה יוצר את השדות המגנטיים.
איינשטיין גם סיפק הסבר אינטואיטיבי לתורתו, והוא כי הזמן הוא מימד רביעי (אך נמדד ביחידות מדומות), ותנועה במהירות גבוהה שקולה לסיבוב במרחב-זמן.
תורה זאת נקראת היום תורת היחסות הפרטית.
בשנים הבאות שקד איינשטיין על הרחבה של תורת היחסות כדי לכלול גופים מאיצים וכן על מנת להסביר את הכבידה.
התוצאה של עבודה זו היא יסודה של תורת היחסות הכללית ב-1915. בתורה זו הראה איינשטיין שגופים בעלי מסה מעקמים את המרחב, וכך נוצרת המשיכה.
המשוואות של תורת היחסות הכללית מהוות את הבסיס לקוסמולוגיה המודרנית.
תורת היחסות מקובלת היום על הרוב המוחלט של הקהילה המדעית, אולם תהליך קבלתה לא היה פשוט.
בגרמניה שלפני מלחמת העולם השנייה התורה נחשבה "פיזיקה יהודית" והיו לה מתנגדים רבים.
הוועדה לחלוקת פרס נובל התלבטה במשך שנים רבות האם להעניק את הפרס לאיינשטיין, מכיוון שרבים מחבריה האמינו שתורת היחסות איננה נכונה.
לבסוף הוחלט להעניק לאיינשטיין את הפרס ב-1921, על עבודתו בהסבר האפקט הפוטואלקטרי ולא על תורת היחסות.
במאי 1919 יצא צוות בראשותו של ארתור אדינגטון לחזות בליקוי חמה שהתרחש בברזיל באותה שנה.
על פי תורת היחסות הכללית, האור של הכוכבים שמאחורי השמש אמור להיות מוסט מכיוון שהמסה של השמש מעקמת את המרחב.
הצוות של אדינגטון טען שהצליח למדוד את השינוי במיקום הנראה של הכוכבים, אם כי למעשה תוצאותיו לא היו חד משמעיות.
פרסום מדידה זאת הפכה את תורת היחסות למקובלת בקרב מרבית הקהילה.
המדידה גם סייעה להפוך את איינשטיין למפורסם ולכוכב תרבות בין לילה.
בניגוד לתורת היחסות, שהייתה פרי עבודתו של מדען מבריק אחד, מכניקת הקוונטים התפתחה במאמץ משותף של מדענים רבים.
את תחילתה של התורה נהוג לייחס לעבודתו של מקס פלאנק משנת 1900, בה נתן את ההסבר לקרינת גוף שחור, כי האור נפלט במנות בודדות של אנרגיה.
מכך משתמע שהאור הוא גל בנוסף להיותו חלקיק, שזכה מאוחר יותר לשם פוטון (דואליות גל-חלקיק).
ב-1905 השתמש אלברט איינשטיין ברעיונות של פלאנק כדי להסביר את האפקט הפוטואלקטרי.
בשלבים הבאים של התפתחות המכניקה הקוונטית הודגם שגם חומר שנהוג לראותו כעשוי מחלקיקים, יכול להתאפיין בתופעות גליות.
בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא ביחידות שלמות של קבוע פלאנק.
המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים (לדוגמה של גל עומד במיתר).
בשנת 1924 הציג לואי דה ברויי את הטענה שאלקטרונים הם גלים, ואורך הגל שלהם שווה לקבוע פלאנק חלקי התנע שלהם.
אורך גל זה נקרא היום אורך גל דה ברויי של חומר, והוא נכון לא רק לאלקטרונים אלא לכלל החומרים.
בשנת 1925 הצליחו שני מדענים גרמנים, באופן בלתי תלוי, לנסח את חוקי מכניקת הקוונטים כפי שהם מקובלים היום.
ארווין שרדינגר ניסח משוואת גלים המתארת את התפתחות הגל עם הזמן.
במקביל הציג ורנר הייזנברג משוואת תנועה שקולה, אלא שבה האופרטורים הפועלים על פונקציית הגל הם אלו שמשתנים בזמן.
הישג נוסף של הייזנברג היה פרסומו בשנת 1927 של עקרון אי הוודאות, שהפך לאחד הקווים המנחים של תורת הקוונטים, על פיו יש גבול לוודאות שבה ניתן למדוד בו זמנית מיקום ומהירות של חלקיק.
בשנת 1927 הצליח פול דיראק לאחד את תורת הקוונטים עם תורת היחסות הפרטית, ולנסח את משוואת דיראק.
שלב חשוב היה הבנה של המשמעות של תיאור חלקיק על ידי פונקציית גל.
ההסבר המקובל כיום הוא שפונקציית הגל מתארת את ההסתברות למצוא את החלקיק בכל מקום כאשר מתבצעת מדידה.
מכאן, שכל עוד לא מתבצעת מדידה, חלקיק יכול להיות פרוש על מקומות רבים, כלומר בסופרפוזיציה קוונטית של מצבים רבים, ומרגע שמתבצעת מדידה הוא קורס בצורה אקראית לאחד מהם.
הסבר זה נתקל בהתנגדויות רבות, שהמפורסמת בהן הייתה של אלברט איינשטיין, שידוע באימרה שלו "אלוהים לא משחק בקוביות".
איינשטיין, למרות תפקידו החשוב בפיתוח הקוונטים, הפך עם השנים למתנגד חריף של התורה, והוא המציא שורה של פרדוקסים שנועדו לסתור אותה (המפורסם שבהם הוא הפרדוקס של איינשטיין-פודולסקי-רוזן).
פרדוקסים אלו, שרובם נפתרו על ידי נילס בוהר, שיחקו גם הם תפקיד בהבנה של תורת הקוונטים.
בתחילת ימיה של תורת הקוונטים היה מקובל הסבר נוסף למשמעות שלה שנקרא "תורת העולמות המקבילים"; כיום רק מיעוט קטן של פיזיקאים תומך בגישה זאת.
לתורת הקוונטים היו הצלחות מדהימות בהסבר תוצאות ניסיוניות ובחיזוי תופעות חדשות, במגוון רחב של תחומים בפיזיקה.
למרות זאת, פיזיקאים רבים עדיין לא שלמים עם האינטואיציה והפילוסופיה שעומדים מאחוריה (כמאמר אתגר קרת: "אף אחד לא מבין את הקוונטים.
במיוחד מעסיקות את פיזיקאים כיום השאלות: מה זאת בעצם מדידה?
כיצד קורה המעבר בין פיזיקת הקוונטים לפיזיקה קלאסית (גבול פלאנק)?
מה ניתן לעשות בפיזיקה קוונטית שלא ניתן לעשות בפיזיקה קלאסית (טלפורטציה קוונטית, הצפנה קוונטית, חישובים קוונטים ועוד)?
מבנה החומר - פיזיקה גרעינית ופיזיקת חלקיקים
המאה ה-20 הייתה מאה של פריצות דרך גדולות בהבנת החלקיקים היסודיים המרכיבים את היקום.
היא החלה עם גילויו של האלקטרון, הרדיואקטיביות ומבנה גרעין האטום.
המשך המחקר הוליד את הגילוי של הנייטרון ושלל חלקיקים חדשים.
שנות ה-50 ושנות ה-60 היו תור זהב של גילויים ניסיוניים שהתבססו על מאיצי החלקיקים שנבנו בארצות הברית ובאירופה.
התגליות הולידו ענפים חדשים בפיזיקה, פיזיקה גרעינית ופיזיקת חלקיקים, לצד פיתוחן של תורות כגון תורת השדות הקוונטית והמודל הסטנדרטי.
זאת הייתה מאה של הצלחות יוצאות דופן בחיבור בין תאוריה לניסוי: ניסויים חדשים במהרה הולידו תאוריות, שבתורן ניבאו את גילויים של חלקיקים חדשים אשר אכן התגלו תוך זמן קצר.
שפופרת קתודית - בסוף המאה ה-19 החלו מדענים להבחין כי שכאשר מופעל מתח חשמלי גבוה בין שתי אלקטרודות הנמצאות בשפופרת ואקום, אזי מופיע אור על אחת האלקטרודות.
חקר תופעה זאת הוליד תגליות כגון גילוי קרני ה-X (על ידי וילהלם קונרד רנטגן בשנת 1895), לגילוי האלקטרון (על ידי ג'יי ג'יי תומסון בשנת 1897) ולגילוי האפקט הפוטואלקטרי.
תופעת הקרניים הקתודיות הייתה יצירת קרניים של אלקטרונים, המואצות על ידי המתחים החשמליים.
כלל אצבע בפיזיקה הוא שעל מנת לחקור מבנה של חלקיקים קטנים יש להשתמש באנרגיות גבוהות.
לדוגמה, אנרגיית הקשר הקושרת אטומים אחד לשני במולקולות היא בסדר גודל של וולטים בודדים, ולכן ניתן לשחק עם קשרים כימיים בעזרת סוללה חשמלית פשוטה, או בעזרת אור נראה.
לעומת זאת, אנרגיה הקושרת פרוטונים ונייטרונים יחד בגרעין של אטומים היא בסדר גודל של מיליוני וולט (MeV), ולכן על מנת לחקור את גרעיני האטומים יש צורך בחלקיקים שלהם סדר גודל זה של אנרגיות.
הניסויים על חלקיקים התבססו על שלושה סוגים של מקורות לחלקיקים מסוג זה:
מקורות רדיואקטיבים - את הרדיואקטיביות גילה אנרי בקרל וחקרו אותה באופן מעמיק פייר ומארי קירי ואחרים.
הרדיואקטיביות זוהתה כתהליך שבו גרעין של אטום מתפרק ופולט כתוצאה חלקיקים בעלי אנרגיות גבוהות.
בחלקיקים אלו נעשה מאוחר יותר שימוש על מנת לחקור את המבנה של אטומים וגרעינים.
ארנסט רתרפורד הצליח ללמוד את מבנה הגרעין בעזרת קרינת אלפא.
קרינה קוסמית - שטף של חלקיקים בעלי אנרגיות גבוהות הפוגעים באופן תדיר בכדור הארץ ולהם מקורות אסטרונומיים שונים (סופרנובות, השמש ועוד).
עד שנות ה-50 רוב התגליות בתחום פיזיקת החלקיקים באו מתצפיות על תוצרי הקרינה הקוסמית.
מאיצי חלקיקים - כלים שבהם קרן יונים מואצת לאנרגיות גבוהות.
היתרון הגדול במאיצי חלקיקים הוא האפשרות ליצור שטף גדול של חלקיקים בעלי אנרגיה מוגדרת היטב.
בשנת 1932 נעשה לראשונה שימוש במאיץ חלקיקים על מנת לפרק גרעין אטומי, והחל משנות ה-50, עם פיתוחם של סינכרוטרונים, החל תור זהב של גילויים רבים של חלקיקים חדשים ובסיסיים של הטבע.
במהלך השנים התפתחו מספר סוגי מאיצים:
הנדבך השני והחשוב בניסויים מסוג זה היה פיתוח של גלאים המסוגלים לזהות את החלקיקים המהירים והתוצרים שלהם.
לצורך כך פותחו מספר סוגי גלאים:
מונה גייגר - חוט הנמצא במתח גבוה יחסית לאלקטרודה; כאשר חלקיק מהיר עובר דרך הגלאי, הוא יוצר פריצה חשמלית הנמדדת על ידי הגלאי.
תא ערפל (Cloud chamber) - פותח על ידי צ'ארלס וילסון, פיזיקאי סקוטי.
זהו תא שבו אדי מים נמצאים ברווית יתר.
כאשר חלקיק מהיר עובר דרך התא הוא מיינן את המים, והיונים הנוצרים משמשים כאתרי התגרענות לצורך התעבות של אדי מים.
לאורך המסלול נוצר שביל של בועות מים אשר מתועדים במצלמה.
תא בועות דומה במהותו לתא ערפל אך פעולתו הפוכה: גז מומס בנוזל, כאשר חלקיק עובר דרך הנוזל ומיינן אותו, נוצרות בועות אוויר בתוך הנוזל.
גלאי גזים וסינטילטורים - בגלאים אלו החלקיקים המהירים מייננים גז והאלקטרונים הנוצרים או האור הנפלט מוגברים ונמדדים.
בשנת 1897 גילה ג'יי ג'יי תומסון את האלקטרון, החלקיק היסודי הנושא זרם חשמלי במעגלים.
ב-1904 הוא הציע דגם לאטום, שבו המטען החיובי פרוש בצורה אחידה על פני האטום והאלקטרונים נעוצים בתוכו.
מודל זה נקרא מודל עוגת הצימוקים.
בשנת 1911 הסיק ארנסט רתרפורד מניסויי פיזור שערך כי המטען החיובי מרוכז בנפח קטן מאוד בתוך האטום, הקרוי היום הגרעין.
מתוך תגלית זו, וכן מתוך גילוי הרדיואקטיביות, השתמע שנוסף על הכוח החשמלי והכבידה קיימים עוד כוחות בטבע, חזקים יותר, אבל פועלים על פני מרחקים קצרים בלבד.
כוחות אלו נקראים היום הכוח הגרעיני החזק והחלש.
תגליות אלו יצרו ענף חדש בפיזיקה: פיזיקה גרעינית.
כמו כן, השיטה של רתרפורד לחקר הגרעין על ידי הפצצה של אטומים בחלקיקים מהירים, הפכה לשיטת הניסוי העיקרית בתחום זה עד היום.
שנת 1932 הייתה שנה פלאית בתחום החלקיקים היסודיים: במעבדת קוונדיש בקיימברידג' התגלה הנייטרון, במעבדה סמוכה נעשה לראשונה שימוש במאיץ חלקיקים כדי לפרק פרוטון, ובתצפיות של קרינה קוסמית התגלה לראשונה אנטי-חומר.
העשור שבין 1950 ל-1960 היה תקופה פורייה במיוחד בפיזיקה — המלחמה הקרה, השקעות ממשלתיות גדולות והבשלה של תורת הקוונטים חברו יחד ליצירת פריצות דרך רבות שעיצבו את התחום המודרני.
כמה מן ההתקדמויות הגדולות ביותר היו:
אלקטרודינמיקה קוואנטית (QED) - הניסוח המחודש והמנורמל של QED, שפותח בסוף שנות ה-40 ע"י פיינמן, שווינגר וטומונגה, הועמק ונבדק ניסויית בשנות ה-50. במקביל, בוצעו ניסויי דיוק של המומנט המגנטי החריג של האלקטרון ו-היסט השבירה (Lamb shift).
הללו אישרו את QED בדיוק מרשים.
פיזיקת חלקיקים - מאיצים חדשים גילו שפע של חלקיקים מעבר לפרוטונים, נייטרונים ואלקטרונים: פיאונים, קיאונים, חלקיקים מוזרים ורזוננסים.
"גן החיות" הזה יצר בלבול אך גם הזדמנות, והוביל בסופו של דבר למודל הקווארקים (שנות ה-60).
גילוי הפרת סימטרית זוגיות (parity) - ב-1956 הציעו לי ויאנג שייתכן שסימטריית זוגיות אינה נשמרת באינטראקציות חלשות.
ב-1957, ניסוי הקובלט-60 של ווּ אישר את הפרת הסימטריה, מה ששבר את ההנחה שחוקי הפיזיקה בעלי סימטריית מראה, והשפיע עמוקות על המודל הסטנדרטי.
מדע החומר המוצק - בעקבות הטרנזיסטור (1947), שנות ה-50 ראו התקדמות מהירה בפיזיקת מוליכים למחצה: תורת הפסים (band theory), זיהומים (doping), צמתים, תאוריית BCS של מוליכות־על (1957) ע"י ברדין, קופר ושריפר סיפקה הסבר מיקרוסקופי לתופעה.
התקדמות זו הניחה יסודות לאלקטרוניקה המודרנית ולמחקר בחומרים קוונטיים.
פיזיקת פלזמה - בשלהי שנות ה-50 הופיעו רעיונות על כליאה מגנטית (טוקאמקים, סטלרטורים) וגובשו תובנות על תנודות פלזמה, אי-יציבויות, הידרודינמיקה מגנטית והיתוך גרעיני מבוקר.
קוסמולוגיה ואסטרופיזיקה - תאוריית היקום היציב (Bondi, Gold, Hoyle) הייתה רווחת בשנות ה-50, אך הצטברו עדויות לטובת המודל המפץ הגדול (Gamow, Alpher, Herman); הרדיו-אסטרונומיה התרחבה מאוד, חשפה קוואזרים ומקורות רדיו חדשים; תהליך יצירת היסודות בכוכבים הוסבר ע"י מאמר B²FH (1957) — פרסום מכונן של Burbidge, Burbidge, Fowler, Hoyle.
מחשוב וחישוב נומרי - בשנות ה-50 נכנסו מחשבים דיגיטליים לפיזיקה שאפשרו ביצוע סימולציות נומריות בפיזיקה גרעינית, דינמיקת זורמים ואסטרופיזיקה למערכות גדולות בהרבה מבעבר.
שיטות מונטה קרלו, שהומצאו בלוס אלאמוס, הפכו לכלי מרכזי.
רצף התגליות המשמעותיות שהחל בשנות ה-50 נמשך גם לתוך שנות ה-80 וה-90; מספר מגמות אפיינו את חקר החלקיקים בעשורים אלו:
הניסויים הפכו למורכבים ויקרים יותר.
על מנת לגלות תופעות חדשות היה צורך במאיצי חלקיקים המגיעים לאנרגיות גדלות והולכות.
מאיצים כאלו דרשו השקעות כספים מסיביות, בקנה מידה שחרג מהיכולת של מיזמים לאומיים, ודרשו שיתופי פעולה בינלאומיים.
הולדת תאוריות ספקולטיביות: בשנות ה-50 וה-60 תאוריות לא נלקחו ברצינות אם הן לא הסבירו מידע ניסיוני קיים.
בשנות ה-80 תאורטיקנים בחקר חלקיקים הפנו יותר מאמצים לכיוון של תאוריות, כגון סופר-סימטריה המנבאות תופעות וחלקיקים שעדיין לא נחזו.
נקודת השיא היא בפיתוח תורת המיתרים, שמקובלת היום על חלקים נרחבים מהקהילה הפיזיקלית, על אף שרבים מאמינים שלא רק שלא ניתן כיום לבדוק ניסיונית את התאוריה, אלא גם לא ניתן יהיה לעשות זאת במאה השנים הקרובות.
אחת מתופעות הלוואי של מגמות אלו הוא ירידה בחשיפה הציבורית של הפיזיקה הגדולה, ובעקבות כך ירידה בתקצוב שלהם.
אבן דרך משמעותית בנושא זה היא פרשת ה-SSC) Superconducting Super Collider) ופרשת ה-LHC.
בתחילת שנות ה-80, במאמץ להשיב לארצות הברית את ההובלה בפיזיקה של חלקיקים (שניטלה ממנה על ידי CERN), הוחל בארצות הברית בבנייה של מאיץ בשם SSC, שתוכנן על מנת לשבור את שיאי האנרגיה של המאיצים, ולהגיע לאנרגיה של 20 TeV (טרה אלקטרון וולט).
באירופה הוחל באותו הזמן בתכנונו של ה-LHC, שבו אנרגיית ההתנגשות צפויה להיות רק 14 TeV, אך שטף החלקיקים אמור להיות גדול יותר.
בשנת 1991 החלו עבודות הבנייה המשמעותיות על ה-SSC, ובמהרה הסתבר שהעלות הייתה גדולה משתוכנן.
התקציב המקורי, 4.4 מיליארד דולר, צמח בשנת 1993 ל-12 מיליארד דולר.
בשנת 1993, לאחר שכבר נחפרו 22.5 ק"מ של מנהרות עבור המאיץ, ערך הקונגרס האמריקני ועדה על מנת לקבוע את עתידו של המיזם והוא החליט לבסוף לבטלו.
גם פרויקט ה-LHC עמד בפני קשיים תקציביים גדולים, שהכריחו את מנהלי CERN להרחיב את מקורות המימון גם אל מחוץ לגבולות אירופה, ולקבל מימון גם מארצות הברית ומיפן.
ה-LHC היה צפוי להתחיל לפעול באוגוסט 2008 (החל בספטמבר 2008).
תפנית חשובה נוספת הייתה החיבור בין פיזיקת החלקיקים לבין תחום האסטרופיזיקה.
היחסים בין שני הענפים הפכו קרובים ודו-כיווניים: נעשה שימוש בפיזיקת החלקיקים כדי להבין את התהליכים המתרחשים במעבה הכוכבים, את המפץ הגדול, וכן על מנת לקבל הבנה של החומר האפל.
מן העבר השני, התיקון הראשון (והיחיד נכון ל-2015) למודל הסטנדרטי בא מתצפיות אסטרונומיות על כמות הנייטרינו המגיעים מהשמש, תצפיות שהביאו לתגלית כי לנייטרינו יש מסה.
כמו כן, לעיתים מתייחסים ל-LHC כמתקן שיוכל ליצור תנאים זהים לאלו שהיו ביקום רגעים קצרים לאחר המפץ הגדול.
מלחמות העולם, ובעיקר פיתוחו של נשק גרעיני, הדגימו למעצמות העולם את החשיבות והיתרון בהשקעות ממשלתיות גדולות בפיזיקה ובייסודן של מעבדות לאומיות.
בנוסף, הדרישות הניסיוניות בחקר של חלקיקים יסודיים, בחקר החלל ובחיפוש אחרי מקורות אנרגיה חלופיים החלו לדרוש מתקנים ניסיוניים גדולים יותר ותקציבים שהיו מעבר ליכולתן של מעבדות אקדמיות.
כל זאת הביאו לייסודן של מעבדות לאומיות ובינלאומיות בארצות הברית, ברית המועצות, אירופה ויפן, אשר הביאו לפריצות דרך גדולות וגילויים של תחומי מחקר חדשים.
במהלך מלחמת העולם הראשונה והשנייה, טכנולוגיות מבוססות מדע כגון מטוסים, צוללות, מכ"ם, מחשבים ושיטות הצפנה שיחקו תפקיד מכריע.
במהלך מלחמת העולם השנייה גייסו המעצמות השונות צוותים של מדענים לצורך פיתוחים טכנולוגיים שלהם הייתה השפעה גדולה על המשך הלחימה.
מיזמים אלו הצריכו מערכת של שיתופי פעולה בין האקדמיה לצבא ולתעשייה, והמחישו את הצורך והתועלת בהשקעות גדולות של הממשלה במדע.
בין מיזמים אלו ניתן למצוא:
פרויקט הטילים הגרמני: הצבא הגרמני השקיע מאמצים רבים בפיתוח מיזם טילים שיאפשר הפצצה מרחוק של ערי האויב.
הגרמנים הצליחו לייצר בצורה המונית את טיל ה-V-2, בעל טווח של 3,000 ק"מ וראש נפץ במשקל 1,000 ק"ג אשר הצליח לזרוע הרס רב, אך בחשבון הכולל לא הצליח להביא לשינוי בפני המלחמה.
המדענים שהשתתפו במיזם זה, ביניהם ורנר פון בראון, גויסו לאחר המלחמה לעמוד בראש תוכניות החלל האמריקאיות והסובייטיות.
טכנולוגיות מכ"ם: במהלך המלחמה, עמדה לרשות גרמניה הנאצית מערכת מכ"ם מתוחכמת שאיפשרה לה לזהות את המטוסים החודרים לשטחה ולהשמידם.
על מנת להתמודד עם מערכת זאת, גויסו בארצות הברית ובבריטניה מדענים לחקר המכ"ם ומציאת דרכים להתגבר עליו.
הטכנולוגיות שפותחו איפשרו את הפצצת הערים והתעשיות הגרמניות וקירבו את סופה של המלחמה.
רבים מהמדענים האמריקאים שעמדו בראש התוכניות האמריקאית, ביניהם פרדריק טרמן, היו ממייסדי עמק הסיליקון לאחר המלחמה.
פרויקט המכ"ם הביא גם לפיתוחן של טכנולוגיות כמו דימות תהודה מגנטית (MRI), שעונים אטומיים, מערכות ניווט ותנורי מיקרוגל.
מיזם זה המשיך גם לאחר תום מלחמת העולם השנייה, ושיחק תפקיד חשוב במלחמה הקרה.
בעקבות ניסויים של לאו סילארד ושל אנריקו פרמי, עלתה האפשרות ליצור תגובת שרשרת גרעינית, בה ביקוע של גרעין אחד יגרום לביקוע של גרעינים נוספים ולשחרור אנרגיה רבה.
בעקבות החשש שגרמניה הנאצית תפתח נשק המבוסס על עיקרון זה, ב-1942 הצליחו מדעני גרעין לשכנע את נשיא ארצות הברית, פרנקלין דלאנו רוזוולט, להשקיע משאבים גדולים בתוכנית הגרעין האמריקאית.
התוכנית, שזכתה לשם פרויקט מנהטן ואשר בראשה עמד רוברט אופנהיימר, קיבצה את מדעני הגרעין המובילים של התקופה - אנריקו פרמי, אדוארד טלר, ריצ'רד פיינמן, המתמטיקאים ג'ון פון נוימן וסטניסלב אולם והכימאי גלן סיבורג.
לצורך התוכנית נבנו רשת של מתקנים, שהראשי ביניהם היה המעבדה הלאומית לוס אלמוס.
בעוד פרויקט הגרעין הגרמני שהונהג בידי ורנר הייזנברג לא צלח, פרויקט מנהטן של בעלות הברית השיג את מטרתו.
בשנת 1942 בוצעה תגובת השרשרת הגרעינית הראשונה בידי אדם, וביולי 1945 נוסה הנשק הגרעיני לראשונה בניסוי טריניטי, שהתקיים סמוך לאלאמוגורדו שבניו מקסיקו.
ב-6 באוגוסט 1945 הוטלה הפצצה הגרעינית הראשונה, ילד קטן, על העיר הירושימה ביפן והביאה למותם של כ-70,000 בני אדם.
פיזיקה גדולה בארצות הברית לאחר מלחמת העולם השנייה
פרויקט מנהטן השאיר אחריו רשת של מעבדות לאומיות: המעבדה הלאומית לוס אלמוס, המעבדה הלאומית אוק רידג' והמעבדה הלאומית ארגון.
לאלו צורפו המעבדה הלאומית לורנס ברקלי והמעבדה הלאומית ברוקהייבן שהוקמה בלונג איילנד בשנת 1947. כמו כן הוקמו שלוש רשויות ממשלתיות לתקצוב מעבדות אלו: המשרד למחקר של הצי (Office of Naval Research), הרשות הלאומית למדע (National Science Foundation) והוועדה לאנרגיה אטומית של ארצות הברית.
פעולות אלו, ובנוסף ההכפלה בכמות המוסדות להשכלה גבוהה בארצות הברית, הפכו את ארצות הברית למובילה העולמית בתחום הפיזיקה, דבר שהתבטא בין היתר בכך שרוב פרסי נובל לפיזיקה בעשרות השנים הבאות יינתנו למדענים אמריקאיים.
שיאה של ההשקעה האמריקאית במדע היה בשנות ה-60 וה-70. בשנת 1960 נבחר ג'ון קנדי לנשיאות והוא מינה פיזיקאים כיועצים בכירים שלו והכריז על המרוץ לחלל.
בזכותו קיבלו הפיזיקאים חשיפה ציבורית רחבה.
הוקמו שתי מעבדות לאומיות נוספות, המאיץ הליניארי של סטנפורד (SLAC) בהשקעה של 100 מיליון דולר ופרמילאב בהשקעה של 250 מיליון דולר.
מיד לאחר מלחמת העולם השנייה החלה ברית המועצות בפיתוח מואץ של תוכנית הגרעין שלה, שכללה מדענים מובילים כמו אנדריי סחרוב.
בשנת 1957 הוקם בדובנה (Dubna) מאיץ חלקיקים המגיע לאנרגיה של 10 GeV, המאיץ בעל האנרגיה הגדולה ביותר לתקופתו (תואר שנחטף במהרה על ידי CERN).
בשנת 1967 הוקם מאיץ חלקיקים בסרפוחוב (Serpukhov) המגיע לאנרגיה של 70 GeV.
המדענים הרוסיים נחשבו למדענים מובילים בתחומים של תאוריה, פיתוח מאיצים ופיתוח גלאים.
תחום נוסף שבו הושקע מאמץ ממשלתי גדול היה המרוץ לחלל.
שתי מעצמות העל בתקופה שאחרי מלחמת העולם השנייה, ארצות הברית וברית המועצות, התחרו על כיבוש החלל.
השיגור הסובייטי של הלוויין הראשון לחלל, הספוטניק בשנת 1957, נחשב ליריית הפתיחה במירוץ.
הרוסים המשיכו לשבור שיאים כאשר בשנים שלאחר מכן היו הראשונים לשגר בעל-חיים לחלל ואף הראשונים לשגר טיסה מאוישת.
שיגור הספוטניק וכן הנאום של ג'ון קנדי שבו הוא הכריז על הכוונה האמריקאית לשגר אדם לירח הביאו להגברת התקציבים לסוכנות החלל האמריקאית נאס"א, ולתוכנית אפולו שלה.
בשנות ה-50 וה-60 ארבע המעצמות האירופיות, גרמניה, אנגליה, צרפת ואיטליה, פיתחו כל אחת בנפרד מעבדות לאומיות; באנגליה נחנך בשנת 1963 מאיץ חלקיקים בשם "נימרוד" (Nimrod) המגיע לאנרגיה של 7 GeV; בצרפת הוקם בשנת 1957 סינכרוטרון בשם "Satune"; ובאיטליה הוקמה בשנת 1961 טבעת אחסון (Storage Ring) בשם "Ada".
בגרמניה שלאחר המלחמה הוקם מכון מקס פלאנק, שהיה למעשה רשת של מעבדות לאומיות.
בשנת 1964 הוקם ליד המבורג סינכרוטרון לאלקטרונים בשם Desy.
בנוסף, ארבע המעצמות שיתפו פעולה בבניית מכון מחקר בינלאומי בשם CERN שהוקם בקרבת ז'נבה.
המכון הוקם רשמית בשנת 1954 והפך במהרה למעבדה הגדולה והחשובה ביותר לחקר פיזיקת חלקיקים.
תורת השדות הקוונטית נוסחה על מנת להרחיב את המכניקה הקוונטית כך שתהיה התאמה בינה לבין תורת היחסות הפרטית.
היא השיגה את מטרתה בשלהי שנות ה־40, עם עבודתם של ריצ'רד פיינמן, ג'וליאן שווינגר, טומונגה ופרימן דייסון.
הם ניסחו את תורת האלקטרודינמיקה קוונטית, המתארת את היחסים האלקטרודינמיים.
תורת השדות הקוונטית מספקת את המסגרת לפיזיקת החלקיקים המודרנית, החוקרת את כוחות היסוד והחלקיקים היסודיים.
בשנת 1954 פיתחו ינג צ'ן נינג ורוברט מילס אוסף של תאוריות כוח שסיפקו את המסגרת עבור המודל הסטנדרטי.
המודל הסטנדרטי, שהושלם בשנות ה־70, מתאר בהצלחה כמעט את כל החלקיקים היסודיים שנצפו עד כה, וגם את החלקיקים הכבדים והמרוכבים יותר שנתגלו מאז.
התפשטות ארצות הברית מעבר לים הוא מושג המתאר את תהליך כיבושן של מספר איים וטריטוריות מחוץ לשטחה של אמריקה הצפונית על ידי ארצות הברית.
התפשטותה של ארצות הברית ברחבי העולם, החלה בשלהי המאה ה-19, והסתיימה בסופה של מלחמת העולם השנייה.
חלקם העיקרי של הטריטוריות שהשיגה ארצות הברית, היו במסגרת מלחמת ארצות הברית–ספרד וכתוצאה ממנה; וחלקם השני של הטריטוריות היא השיגה במסגרת חוזים והסכמים.
על-פי הגישה המרקסיסטית של ברית המועצות, ההתפשטות האמריקנית, בדומה לזו האירופית, התרחשה בעקבות רצונה לשפר את מצבה הכלכלי, על ידי ניצול המשאבים בטריטוריות שכבשה.
במהלך ההתפשטות האמריקנית, ארצות הברית השיגה את הטריטוריות הבאות: אזור תעלת פנמה, קובה, הפיליפינים, פוארטו ריקו, סמואה המערבית, איי הבתולה, גואם והוואי.
ב-1 בינואר 1880, התחילה צרפת בבנייתה של תעלת פנמה.
למרות העבודה הרבה שכבר הושקעה בבניית התעלה, בשנת 1893 נאלצו הצרפתים להפסיק את הפרויקט בשל סקנדל פרשת תעלת פנמה, שבעקבותיה התמוטטה החברה שהוקמה לצורך בניית התעלה, כמו גם בגלל מחלות כמלריה וקדחת צהובה וכן בשל הקושי הגדול בכריית תעלה בגובה פני הים.
ארצות הברית, בהנהגתו של תאודור רוזוולט, קנתה את הציוד והחפירות הצרפתיות.
היה זה בעיצומה של מלחמת אלף הימים [Thousand Days War] שבה הייתה קולומביה שרויה, שבמהלכה נעשו ניסיונות של בדלנים מפנמה לקבל עצמאות.
ב-24 בפברואר 1895 פרצו מהומות ברחבי קובה, שבישרו את פרוץ מלחמת העצמאות הקובנית.
המורדים השתלטו בהדרגה על ערים וכפרים באי, ואף ניסחו לעצמם חוקה.
פיצוץ ספינת המלחמה "מיין" בנמל הוואנה ב-15 בפברואר, בנסיבות השנויות במחלוקת גם כיום, הוביל את האמריקאים להכריז מלחמה על ספרד.
ב-10 ביוני פלשו האמריקאים למפרץ גואנטנמו, וב-12 באוגוסט כבר שלטו בקובה כולה.
הקרב הראשון במלחמת מלחמת ארצות הברית–ספרד, התרחש ב-1 במאי 1898 במפרץ מנילה שבפיליפינים.
הצי האמריקני באוקיינוס השקט בפיקודו של ג'ורג' דיואי הביס את הצי הספרדי בקרב שארך שש שעות בלבד.
אף מלח אמריקני לא נפגע בקרב זה.
בהמשך תקפו לאומנים פיליפיניים בהנהגת אמיליו אגינלדו את הכוחות הספרדים ברחבי הפיליפינים.
כ-15,000 ספרדים נכנעו בפני המורדים המקומיים והוסגרו לצבא האמריקני.
אגינלדו והמורדים הפיליפינים התאכזבו מכך שהאמריקנים לא העניקו להם עצמאות והמשיכו לשלוט באיים בדומה לספרדים.
כחודש לאחר קרב מפרץ מנילה הכריז אגינלדו על עצמאות באופן חד צדדי ובפברואר 1899 החלה מלחמת ארצות הברית–הפיליפינים.
ב-25 ביולי 1898, עם פרוץ מלחמת ארצות הברית–ספרד, פלש כוח אמריקני לפוארטו ריקו.
בסיום המלחמה נאלצו הספרדים לפי תנאי חוזה פריז למסור לארצות הברית את פוארטו ריקו, קובה, הפיליפינים וגואם.
עד 1900 נשלטה פוארטו ריקו על ידי מושל צבאי שמינה נשיא ארצות הברית.
חוק פורקר העניק ממשל עצמי מסוים לתושבי האי הכולל בית נבחרים.
חוק ג'ונס-שפרות העניק לתושבי האי אזרחות אמריקנית ובחירת סנאט שיהיה בית הנבחרים השני.
בשנת 1899 הייתה סמואה המערבית לקולוניה גרמנית והאיים המזרחיים היו למושבה אמריקאית.
איי הבתולה של ארצות הברית
ייתכן כי הדנים מיהרו להסכים עם תנאי המכירה מחשש שהגרמנים יפלשו לאיים ויאלצו את ארצות הברית לכבוש את האיים, ודנמרק לא תקבל דבר.
בתחילה, היה האי גואם טריטוריה של ספרד.
האי נכבש על ידי ארצות הברית כחלק ממלחמת ארצות הברית–ספרד בשנת 1898. מאז ועד היום נמצא האי בשלטון אמריקאי, למעט כיבוש יפני קצר במלחמת העולם השנייה.
ב-1843 ניסה האנגלי לורד ג'ורג' פולט (Lord George Paulet) לספח את האיים לבריטניה בתואנה של פגיעה בנתינים בריטים.
לאחר מחאות על מעשיו הכריזו אנגליה וצרפת כי הן רואות בהוואי מדינה עצמאית, והשלטון והעצמאות הוחזרו למלך הוואי.
ארצות הברית סירבה להצטרף להכרזה של בריטניה וצרפת.
בסביבות 1898 הוכרזה הוואי על ידי הקונגרס של ארצות הברית כטריטוריה של ארצות הברית, אך רק ב-21 באוגוסט 1959 הפכו איי הוואי למדינה ה-50 של ארצות הברית.
החליל המודרני הוצג לראשונה, בצורתו הסופית כמעט, בשנת 1847 על יד תאובלד בהם.
לפני שהציג בהם את חלילו, עבר החליל מספר התפתחויות שהושפעו מההתפתחויות הכלליות בעולם המוזיקה.
לקראת סוף המאה ה-18 ובתחילת המאה ה-19 ירדה קרנם של כלי הנשיפה, ושל החליל בפרט, וזאת משום שהם לא עמדו בדרישות לווירטואוזיות, ניקיון, אקספרסיביות, עוצמה וכדומה.
הפרמטר האחרון, העוצמה, הוא אחד הבעייתיים ביותר בחליל, משום שצלילו של החליל אינו חזק במיוחד, וגוון הצליל אינו חודר.
לאט לאט גדלה התזמורת הסימפונית, והצורך בהבעה דרך הצליל התגבר בראשית התקופה הרומנטית.
החליל הרומנטי שהיה בשימוש עד ראשית המאה ה-19, היה מורכב למדי לנגינה.
פרט לעובדה שצלילו של החליל באופן טבעי אינו חודר כמו זה של האבוב או החצוצרה, לחליל באותה תקופה היה גם צליל קטן וחלש יותר.
החליל לא יכול היה להכיל את האקספרסיביות שנדרשה מנגנים סולנים.
יכולת הויברטו בו הייתה מוגבלת, וכמו כן הגוונים שיצר בצלילו היו מועטים, וחסרי יכולת להעביר תחושת פאתוס והבעה.
כמו כן מערכת האיצבוע הייתה מיושנת ולא מוצלחת, והדיוק בגובה הצליל של החליל היה רעוע, דבר שהרחיק ממנו מלחינים רבים (ביניהם מוצארט), שסלידתו בעצם הייתה מכך שרוב נגני החליל התקשו לנגן בדיוק מושלם.
חלילנים רבים, כמו גם יצרני חליל, הכירו את הבעיה הזו וניסו לפתור אותה.
נעשו ניסיונות שונים (ולעיתים גם משונים) על מנת ליצור מנגנון אצבוע טוב יותר, יצירת צליל עשיר יותר וכדומה.
לעיתים היה ניתן להיתקל בפטנטים שאפשרו ארבע אפשרויות אצבוע לצליל פה, פטנטים שגרמו לצליל להיות חזק עד כדי גסות ודברים דומים מעין אלו.
תאובלד בהם עסק בין היתר גם בייצור חלילים.
הוא הכיר את בעיותיו של החליל, והחל לפעול על מנת לשפר אותו.
ראשית כל הוא עסק בשכלול מנגנון האיצבוע.
בהם טען שלא ייתכן שמיקומם של החורים וגודלם ייקבעו על פי יכולותיו הפיזיולוגיות הטבעיות של הנגן.
הוא טען שיש למקם את החורים אך ורק במיקום האקוסטי הנכון ביותר, ולחשוב על פתרונות על מנת שתהיה אפשרות לכסות את כולם, בכל שילוב אפשרי.
בהם חישב את הגודל המדויק והאולטימטיבי של כל חור, ואת המרחק שלו מן החורים האחרים, על מנת ליצור סולם מכוונן ככל הניתן.
לחורים הללו הוא התאים שסתומים עם טבעות (קלפות) שהיו גדולים מספיק (עד אז החורים היו קטנים מאוד, והתאימו לכיסוי ע"י האצבעות).
לאחר מכן הוא חשב על כמה וכמה דרכים ופתרונות על מנת ליצור את מערכת האיצבוע האולטימטיבית, ויצירת מנגנון שבעזרתו ניתן יהיה ליצור כל קומבינציה אפשרית בין השסתומים ב-9 אצבעות בלבד, ובהפחתה משמעותית של מספר המנופים והשסתומים.
מנגנון זה נקרא מנגנון-בהם, והוא משמש באופן חלקי גם באבוב וגם בקלרינט המודרניים.
המהפכה הראשונה הגיעה בשנת 1832, בה הוצג לראשונה חליל זה, ונרשם עליו פטנט שהיה פופולרי בארצות מסוימות באירופה.
בשנים שלאחר מכן הלך בהם ללמוד אקוסטיקה באוניברסיטת מינכן (שם הוא חי).
מסקנותיו מלימודים אלו הובילו לעיצובו של החליל המודרני שמוכר לנו היום.
אחד ההבדלים הראשונים ששמים לב אליהם הוא שהחלילים עד בהם היו עשויים מעץ, והחלילים אחרי בהם הם ממתכת.
דבר זה אינו מדויק כלל.
כבר בראשית המאה ה-19 נעשו ניסיונות ליצירת חלילים ממתכת, אך מאחר שהחלילים עצמם לא היו מוצלחים, הרעיון של יצירת חליל ממתכת לא תפס.
ידוע שעוד לפני החליל של 1832 עסק בהם בניסיונות של חלילי מתכת, מאחר שהוא היה צורף בזהב ובכסף.
לבהם עצמו לא הייתה העדפה מכרעת בנוגע לשאלת העץ או המתכת.
החליל המודרני יוצר גם בגרסת המתכת וגם בגרסת העץ, ובשניהם השתמש בהם (הוא אישית העדיף רוב הזמן לנגן על חליל שעשוי מעץ).
בהם שינה כמה דברים מהותיים במבנהו של החליל ובפרופורציות שלו.
קודם כל הוא תמה על כך שמאמצע המאה ה-17 ועד המאה ה-19 אף אחד לא חשב להחליף את צורת הקונוס של החליל.
החליל בצורתו המוקדמת הוא עבה בקצה העליון (של הפיה), והולך ומיצר לקראת הקצה הפתוח (הרגל).
הוא קבע כי גוף החליל יהיה גליל מושלם – כלומר, החלק שהחל מאמצע הראש, ועד לקצה הפתוח יהיה בעל קוטר זהה.
עוד הוא קבע כי החלק העליון, החל מן הקצה הסגור (הפקק) ועד לאמצע הראש יהיה בצורת קונוס מתרחב, כלומר ההפך מצורת החליל הישן.
עוד הוא קבע, כי קוטרו של החלק הצילנדרי הוא צר מדי, ועליו להיות רחב יותר.
את הקוטר האידיאלי הוא קבע על 1.7 ס"מ.
בהם המשיך לשנות את הגודל של החורים, עד להגיע למצב האידיאלי.
הוא קבע כי החליל מצלצל במיטבו כאשר החורים הולכים ומתרחבים ככל שמתקרבים לקצה הפתוח של החליל.
עלויות הייצור של חליל כזה הן גבוהות מאוד, ולכן בהם קבע סטנדרט של 3 גדלים של חורים: שלושת החורים העליונים יהיו קטנים, שאר החורים שעל גוף החליל יהיו גדולים, והחורים שעל הרגל יהיו גדולים מאוד.
בהם גם שיפר את החור שאליו נושפים, ויצר פייה מוגבהת ומעוצבת בצורה נוחה יותר לשפתיים.
כמו כן הוא שינה את צורת חור הנשיפה מחור עגול-אלפטי לחור שהוא ישר בשתי הדפנות הארוכות, והולך ומתעגל בדפנות הקצרות והצדיות (מידת האלפטיות היא עדיין לא קבועה כיום, ולכל חלילן יש ההעדפות שלו).
בהם עיצב עוד פרופורציות רבות וערך שינויים קטנים בכוונון.
כך, בשנת 1847, לאחר עבודה רבה ומאומצת, הצליח בהם, לגמרי לבדו, ליצור את החליל המודרני יש מאין.
החליל הוצג באופן רשמי בלונדון בשנת 1851, ומאז ועד היום החליל הוא כמעט אותו חליל, למעט שדרוגים קטנים שהוסיפו חברות ייצור החלילים לאורך השנים.
עד שנות ה-60 של המאה ה-20 המודל של בהם לא שונה כמעט כלל.
אלברט קופר וקבוצת חלילנים אנגליים עמדו על כמה בעיות באינטונציה של החליל, והחלו להתאים אותו לסטנדרט של A=440hz (בעוד שהחלילים עד אז היו מכווננים על פי A=435).
כיום מרבית החלילים מיוצרים על פי הסטנדרט של קופר.
ספרו (הערוך) של תאובלד בהם, "החליל ונגינת החליל" הוצאת דובר 1964
סדרת תמונות הממחישהאת התפתחות גוף האדם
התפתחות גוף האדם מתייחסת לתהליכים בגוף האדם המתרחשים במשך כל ימי חייו, מרגע ההפריה ועד רגע המוות.
היא כוללת גדילה פיזית של איברים והבשלה שלהם, מתוך פוטנציאל הגנום המולד ומתוך השפעה חלקית של הסביבה.
כלומר, קיימת מערכת יחסים מורכבת בין תורשה, סביבה והתפתחות האדם.
בעוד שהגדילה מתייחסת לשינוי בפן הכמותי, ההתפתחות מתייחסת לשינויים איכותיים, שכל אחת מהמערכות בגוף האדם עוברת בקצב שלה.
גדילתו והתפתחותו של כל פרט מתרחשות מתוך שיווי משקל בין התחום הביולוגי, לתחום הפסיכולוגי והחברתי.
בהתאם לכך, המונח "התפתחות גוף האדם" מקיף במישרין את התפתחותו האנטומית והביולוגית של האדם, ובעקיפין את התפתחותו הפסיכולוגית, הקוגניטיבית, הרגשית והחברתית בעיקר בשנותיו המוקדמות; התפתחויות שהן תוצאות ישירות או עקיפות של ההתפתחות הגופנית, ונחקרות על ידי הענפים בפסיכולוגיה, הפסיכולוגיה ההתפתחותית (ההתפתחויות הנפשיות וגם הקוגניטיבית) והפסיכולוגיה הקוגניטיבית (התפתחות קוגניטיבית).
התפתחות גוף האדם נחקרת גם ברפואה ובתחום הביולוגיה ההתפתחותית, שהיא ענף בביולוגיה העוסק בחקר ההתפתחות הביולוגית של כלל היצורים החיים מרגע היווצרם ועד לרגע מותם.
במעגל החיים השלם, ניתן לפגוש את האדם כתינוק, ילד, מתבגר, מבוגר, זקן וישיש.
בהתאם לכך, נהוג להבדיל בין מספר תקופות התפתחותיות מובהקות בחיי גוף האדם:
טרום לידה – לאחר ההפריה נוצר עובר השוהה ברחם אמו תשעה חודשים עד הלידה.
ינקות – מיד לאחר הלידה מתחילה התפתחות לקראת חיים עצמאיים בלתי תלותיים.
ילדות – בגיל ארבע, על פי המקובל, מתחילה תקופת הילדות, בה הילד מתפתח לקראת חיים בוגרים.
התבגרות – תקופת גישור שמתחילה לפי רוב החוקרים בגיל שתים עשרה בערך, בה מתרחשים התפתחות מערכת הרבייה ומאפייני המין המשניים יחד עם צמצום התלות בהורים.
בגרות – בתחילת שנות העשרים מתחילה תקופת החיים הארוכה ביותר של האדם ובה תהליכי ההתפתחות איטיים.
גיל המעבר – תקופת גישור בין הבגרות לזקנה בה מתרחשים שינויים במערכת הרבייה.
בשלב זה מכונה לרוב מבוגר.
זִקנה – טווח הגילים הסמוך לסיום מחזור החיים של האדם הממוצע, תקופה בה ההתחדשות הביולוגית מאטה יותר ויותר לקראת המיתה.
שיעור הגדילה וההתפתחות של האדם מלידה ועד בגרות גדול פי 20 מאשר בשארית החיים.
כתוצאה מכך, האדם עובר רבע מתקופת החיים שלו בגדילה, לעומת שלושה רבעים בהזדקנות.
תהליכי ההתפתחות או הבלאי נקטעים באיבם, עם המוות.
עובר האדם נוצר על ידי הפריה מעט לאחר ההזדווגות ומתקיים ברחם אמו במשך כתשעה חודשים.
ההתפתחות העוברית שמתחילה בהפריה מסתיימת ברגע הלידה, אז יוצא העובר לאוויר העולם, ומרגע זה נקרא תינוק, וכאן כל מערכות גוף האדם הבסיסיות הגיעו להבשלה כמעט מלאה ומתחילים החיים העצמאיים של האדם.
עובר האדם עובר שני שלבים עיקריים:
שלב ה-Embryo הוא תהליך התפתחות העובר מההפריה ועד תום השבוע השמיני להיריון.
תהליך זה מתחיל בהפריה, בה נפגשים שני תאי רבייה בשלים (הקרויים "גמטות"), תא זרע של הגבר וביצית של האישה מתאחדים לתא אחד הקרוי זיגוטה.
זו מתחלקת לגוש של תאים (מורולה), המתחיל במסע מהחצוצרה לכוון דפנות הרחם.
לאחר מספר מחזורי חלוקה, נוצרת הבלסטולה בת 16 תאים הנמצאת בתוך כדור מלא נוזל.
5 עד 7 ימים אחרי ההפריה הבלסטולה מגיעה לרחם ומנסה להקלט על דפנותיו.
בשבוע השני של ההיריון, מתחיל תהליך התחלקות התאים ליצירת שיליית העובר, שק השפיר שבו יגדל העובר והתאים שמהם יורכב העובר ובסופו של השבוע השני העובר יקבל צורה של ראש וזנב.
בשבוע השישי להריון, יש לעובר ראש וצוואר והכנה לאוזניים ואף לעיניים.
מערכות הראייה והשמיעה נוצרות לאט.
בגוף העובר התפתח כבר לב שיתחיל לפעום החל משבוע זה ולעיתים בשבוע מאוחר יותר.
גפיים קטנות מתחילות לצוץ מגופו של העובר.
בסוף שלב האמבריו, מתחיל להיווצר השלד ופעילות בלוטות המין משפיעה על התפתחות ספציפית לפי מין העובר.
שלב ה-Fetus הוא תהליך התפתחות העובר מתום השבוע השמיני ועד תום ההיריון.
בין השבוע ה-8 ל-11 מתפתחות מערכות רבות בגוף בהן המוח, הלב שמזרים דם ופני העובר מקבלים צורה אנושית.
בשבוע ה-12 מתפתחת מערכת השרירים.
בשבוע ה-16 כבר ניתן לדעת את מין העובר.
החל מהשבוע ה-23 העובר יכול לשמוע את קולה של אמו ורעשים חיצוניים.
הריאות מתפתחות אך לא בשלות לגמרי.
בשבוע ה-28 תנועות העובר מורגשות היטב.
בשבוע ה-32 העובר כמעט מושלם, עיניו פקוחות.
הוא ממלא את רוב חלל הרחם ותנועותיו מוגבלות.
החל מהשבוע ה-36 להריון – העובר בשל ומתחיל בדרכו לביסוס הראש באגן.
סיומו של התהליך מגיע עם רגע הלידה שבו העובר הופך להיות תינוק.
בשנים הראשונות לחייו, התפתחותו הגופנית, המוטורית, הקוגניטיבית והרגשית של האדם היא המהירה ביותר בכל ימי חייו.
קצב ההתפתחות שונה מתינוק לתינוק, אם כי יש קצב התפתחות ממוצע בינקות.
בגיל 3 חדשים ניכרים הניצנים הראשונים של התפתחותו החברתית של האדם.
ההתפתחות הרגשית ניכרת בשנה השנייה, עם עצמאות גוברת והולכת ומרדנות; בגיל שלוש יש כבר גילויי חיבה ומגוון רחב של רגשות מופגנות.
המוח, משלים את התפתחותו מרגע הלידה, וההתפתחות הנוירולוגית ממשיכה בילדות.
ההתפתחות הגופנית, שהחלה ברחם, ממשיכה לאחר היוולדות התינוק ועד הגיעו לשלמות גופנית.
כאשר התינוק יוצא לאוויר העולם מערכות גופו אינן בשלות לגמרי, התמקדות עיניו לקויה, והוא נטול יכולת עמידה והליכה.
כדי לרכוש מיומנויות אלו ורבות אחרות נדרש לו זמן ארוך יחסית.
דבר זה הוא חריג בקרב מיני בעלי חיים – שכן בקרב רוב היצורים היבשתיים יש לצאצא יכולת תנועה לאחר מספר דקות או ימים.
מערכות הנשימה, העיכול ומחזור הדם מתייצבים במשך השבועות הראשונים.
שרירי הצוואר מגיעים לחוזקם לאחר שלושה חודשים.
ההתפתחות האנטומית בינקות תלויה בהתפתחות מערכת העצבים.
תנועות ראשונות: סדר ההתפתחות הוא מהראש לכיוון הרגליים: תחילה מגיעה השליטה באזורי הראש ורק מאוחר יותר נלמדת השליטה בזרועות וברגליים, באזורים האחוריים של עמוד השדרה ובצדדים.
אפילו יילודים שולטים במידת מה בתנועות עיניהם.
מרגע הלידה חל שיפור ממושך ביכולת הנעת העיניים, ובגילאי חודשיים עד ארבעה חודשים כבר מתחילות תנועות מעקב חלקות אחרי עצמים.
פעוטות בגילאי 4–5 חודשים מסוגלים להושיט יד לעצמים, אף אם אינם רואים אותם ובהסתמך על שמיעה או על מישוש.
הם מסוגלים לשער מרחק של חפץ ולהחליט האם להושיט יד אליו או לא.
רק בגיל שנה מסוגלים התינוקת לעשות שימוש מיומן באגודל ובאצבע כדי לאחוז בחפץ, אולם רפלקס הלפיתה הגס עדיין חלש.
ישיבה, הליכה: בגיל 7 חדשים, לאחר שלמד להתהפך מצד אל צד, התינוק מתחיל להתיישב, תחילה עם תמיכה ואחר כך ישיבה עצמאית.
זחילה נלמדת אחרי גיל חצי שנה.
בגילאי 7–13 חודשים מתחילה הליכה בעזרת חפצים ועד גיל שנה וחצי לכל המאוחר, התינוק מתחיל, בדרך כלל, ללכת באופן עצמאי, ולטפס מדרגות עם תמיכה.
זחילה איננה שלב הכרחי בהתפתחותו התקינה של התינוק (, ראו גם).
חושים: תינוק נולד עם התמקדות עיניים לקויה מבחינה מעשית: אף שהראייה שלו היא בבירור והוא מסוגל להבחין בפרטים – הוא מתמקד בעצמים הנמצאים במרחק 16–20 ס"מ ואילו עצמים הרחוקים 30 ס"מ מעיניו נראים לו מטושטשים, ובמרחק גדול הוא רואה רק תנועה ואור.
אולם ראייתו מתפתחת במהירות, ומגיעה להבשלה בגיל 7 חודשים.
בניגוד לראייה, שמיעתו של התינוק מפותחת ביותר.
תינוקות רגישים לטעם, לריח ולמגע.
מעדיפים טעם מתוק ומעווים את פניהם בהריחם ריח דוחה.
התפתחות קוגניטיבית, מתחילה בגיל 7 חודשים, ונמשכת בגיל שנה, אז הוא כבר מסוגל לבחון דברים ולהבין מעט (מציאת דברים מוחבאים, למשל), ואז מבחינים בהתפתחות הבנת השפה ויכולת הדיבור.
במשך השנה השנייה מתפתחת הקוגניציה עוד, ומתחיל לשחק בדמיון.
ההתפתחות הקוגניטיבית ממשיכה בגיל שלוש עם יכולת התאמה מלאה, תחילת אבחנה בין מעט והרבה ותחילת הבנה במספרים.
צורת הלמידה הפשוטה ביותר, למידת התרגולת (הביטואציה), שכיחה בתינוקות מגיל צעיר ביותר.
למידה מסוג זה מאופיינת בכך שהתינוק (או האורגניזם הצעיר) מתרגל לגירוי לאחר שהוא נמשך זמן מה, ומפסיק להגיב אליו כאל גירוי חדש.
נראה שלימוד התניה קלאסית אפשרי בגיל שלושה חודשים, ואילו לימוד התניה אופרנטית אפשרי כבר מרגע הלידה.
יש הרואים את התפתחותו של התינוק כתהליך של עיצוב באמצעות התניות, אולם בעשורים האחרונים השקפות ביהביוריסטיות כאלו אינן זוכות לתמיכה רבה.
הלימוד באמצעות "חיקוי" מחולק לכמה שלבים.
בתחילה התינוק מסוגל לחקות רק פעולה שהוא עצמו ביצע.
בשלב השני ובשלב השלישי יכולת החיקוי משתפרת בהרבה, אך עדיין נדרש מעקב מתמיד אחר הדמות שאותה מחקים ותשומת לב לביצוע החיקוי.
בשלב הרביעי יכולת החיקוי מפותחת.
הלמידה קשורה קשר הדוק למושג המוכנות.
למידה אפשרית, כאשר יש מוכנות טבעית לקבל אותה.
בתיאור ההתפתחות הקוגניטיבית בשלב הינקות מקובלת תאוריית ההתפתחות הקוגניטיבית של ז'אן פיאז'ה, אף שיש החולקים על תאוריה זו.
רוב הביקורת היא על שהתהליכים המתוארים בתאוריה מתרחשים בגיל מוקדם יותר מזה שבו טען פיאז'ה שהם מתרחשים.
חקר ההתפתחות הקוגניטיבית בגילאי הינקות גם עוסק ברכישת שפה.
בגילאי הינקות הלמידה היא באמצעות תרגולת, התניות וחיקוי.
הבנת שפת האם של התינוק מתחילה כבר מגיל שלושה חדשים, כשבגיל 4 חודשים הוא מסוגל לזהות את שמו.
יכולת ההבעה שלו מתחילה באותו גיל כשהוא מסוגל להביע הברות ספורות חסרות משמעות, המשתכללות בהדרגה ובסוף שנתו הראשונה של התינוק, הוא מגיע לכדי הגיית המילה ה'אמיתית' הראשונה שלו.
בגיל 18 חודשים התינוק הממוצע מבין ומשתמש בכ-50 מילים.
בחצי השנה השנייה מתפתחת יכולת הדיבור לכדי צירוף מילים למשפטים, אך כמעט ללא שימוש במילות יחס.
בגיל שלוש השפה די מפותחת, עם יכולת הבנה של רוב המשפטים והבעתם בבהירות, הבנה וביצוע פקודות פשוטות, ושימוש במשפטים ארוכים יותר.
תקופת הילדות מתחילה על פי המקובל בסביבות גיל ארבע ומסתיימת בסביבות גיל שתים עשרה.
התפתחות האדם בשלב הילדות ניכרת בתחומים רבים.
הפסיכולוגיה ההתפתחותית עוסקת בתחום המחקר על התפתחות האדם בשלב הילדות, מכמה היבטים.
ההתפתחות הנוירולוגית המשמעותית מתרחשת בגילאי הילדות, והיא משפיעה על התפתחותו התקינה של הילד.
עד גיל 10–11 רוב אזורי המוח כבר בשלים.
בגילאי 6–12, גיל החלפת שיני החלב בשיניים קבועות, הילד גדל כ־45 ס"מ בממוצע; מכפיל את משקלו; בבנים מוכפלת גם מסת השרירים, כאשר הבנות מפגרות מעט אחריהם, אך בהתפתחותן המינית והפיזיולוגית, הן מקדימות את הבנים, ולקראת גיל 12 הפער ביניהם מצטמצם; מתרחשים שינויים במבנה הפנים.
המוטוריקה הולכת ונשלמת בגיל הילדות, אך היא לא מאוזנת בהתפתחות הרגשית בוגרת.
האינטגרציה בין מערכות ספציפיות בגוף מסתיימת בגיל 6–7, ובין אזורים לא ספציפיים בסוף שנות הילדות במקרים מקדימים, ובתחילת שנות ההתבגרות במקרים מאחרים.
מערכות העירות, המוטיבציה והראייה הבוגרת מסיימות את התפתחותן בגיל 11, ובשנות הילדות המאוחרות משתפרת איכות הקשב והריכוז.
הפסיכולוגיה המתייחסת ועוסקת בהתפתחות גוף האדם, מתעסקת בממדים ההתפתחותיים הנפשיים והפסיכולוגיים של התפתחות גוף האדם, בעיקר בגיל הילדות.
ענף זה בפסיכולוגיה נקרא פסיכולוגיה התפתחותית והוא עוסק במגוון נושאים שבהם חלים התפתחות או שינוי וביניהם: התפתחות גופנית, התפתחות קוגניטיבית, התפתחות רגשית, הבנה מוסרית וגיבוש הזהות.
פסיכולוג התפתחותי מטפל בבעיות התנהגותיות, בעיות חברתיות ונפשיות אצל ילדים ובמקביל מלווה את הורי הילד במהלך הטיפול.
תאוריית ההתפתחות הקוגניטיבית של ז'אן פיאז'ה.
תאוריית הקונטקסואליזם החברתי של לב ויגוצקי.
מבנה עומק ומבנה שטח ברכישת שפה של נועם חומסקי.
תאוריות פסיכואנליטיות של התפתחות האישיות של זיגמונד פרויד, מלאני קליין, מרגרט מאהלר ודונלד ויניקוט.
תאוריית ההתקשרות של ג'ון בולבי.
תאוריית שמונת השלבים להתפתחות האישיות של אריק אריקסון.
תהליך הספרציה-אינדיבידואציה של מרגרט מאהלר.
ילדי גן מתקשים בחשיבה רב ממדית.
בדרך כלל הם נוטים להתרכז בפיסת מידע אחת בלבד בכל פרק זמן.
קושי נוסף העומד בפניהם הוא הבחנה בין מציאות לבין מראית עין.
עוד קושי קוגניטיבי הוא שזכרונם של הילדים חלש, בעיקר משום שאינם יודעים להשתמש בטכניקות שינון ודומות לאלו.
ילדים מתקשים להבין שנקודת מבטו של האחר שונה משלהם, בעיקר אם מדובר בהקשר מורכב.
הם גם לא מסוגלים לתת סיבות נכונות לתופעות.
בשלבים יותר מאוחרים משתפרת היכולת להסקת סיבה.
בתחילה ינמק הילד התרחשויות בטבע בקיומם של כוחות על טבעיים ואחר כך בשל סיבות בטבע עצמו.