הגבישים האסורים: דן שכטמן והמלחמה על מה שלא יכול להתקיים
ב 8 באפריל 1982 הביט דן שכטמן בדגם עקיפה של סגסוגת אלומיניום ומנגן וראה סימטריה מחומשת שהקריסטלוגרפיה הקלאסית לא הרשתה. התגובה לא הייתה מחיאות כפיים. היא הייתה ספק, התנגדות ולעיתים לעג. שלושה עשורים אחר כך קיבל שכטמן את פרס נובל לכימיה על גילוי הגבישים הקוואזי מחזוריים.
בעריכת אבי מואס Alien Avi
נבדק מול המקור · שיטת הבדיקה
המאמר המקורי של שכטמן ועמיתיו פורסם ב Physical Review Letters בנובמבר 1984. ועדת נובל העניקה לו לבדו את פרס הכימיה לשנת 2011 על גילוי הקוואזי גבישים, מבנים מסודרים שאינם מחזוריים.
הסיפור הפופולרי מצמצם שנים של ויכוח מדעי לקרב אישי אחד מול לינוס פאולינג. המקורות מאשרים שפאולינג דחה את הפירוש הקוואזי גבישי, אך השינוי בתחום הגיע גם בזכות שחזורים, חישובים וחוקרים נוספים.
שלושה סימני שאלה במחברת
שכטמן עבד ב 1982 במעבדה של המכון הלאומי לתקנים בארצות הברית ובחן סגסוגות שקוררו במהירות. במיקרוסקופ האלקטרונים הופיע דגם עקיפה בעל סדר ברור וסימטריה פי עשרה. הוא כתב במחברתו 10-fold??? מפני שסימטריה כזאת לא התאימה להגדרה המקובלת של גביש. האטומים נראו מסודרים, אבל הסדר לא חזר על עצמו במרווחים קבועים. זו לא הייתה נקודה מטושטשת בשמים אלא מדידה שאפשר היה לצלם, לחזור עליה ולנסות להפריך.
למה אמרו שזה בלתי אפשרי
בקריסטלוגרפיה של אותה תקופה, גביש הוגדר באמצעות סריג מחזורי. סימטריות סיבוב של שתיים, שלוש, ארבע ושש התאימו לריצוף מחזורי של המרחב; חמש ועשר לא. לכן חוקרים מנוסים חשדו בתאומים גבישיים, בכמה גבישים שחפפו זה לזה או בשגיאת ניסוי. ההתנגדות לא הייתה רק שמרנות. היא נשענה על מסגרת מתמטית שהצליחה במשך עשרות שנים. הבעיה הייתה שהחומר של שכטמן לא ביקש רשות מן המסגרת.
לינוס פאולינג, זוכה שני פרסי נובל ואחד הכימאים המשפיעים במאה העשרים, הציע שהדגמים נובעים מגבישים מחזוריים מורכבים ומבנים תאומים. מיוחסת לו האמירה שאין קוואזי גבישים אלא קוואזי מדענים. החריפות הפכה לסמל, אבל המדע לא הוכרע בעקיצה. דגימות נוספות, עקיפה ברזולוציה גבוהה ותיאוריה של סדר קוואזי מחזורי הצטברו עד שההסבר החלופי איבד כוח.
בנובמבר 1984 פרסמו שכטמן, אילן בלך, דניס גרטיאס וג'ון קאהן את המאמר Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry. הוא תיאר סדר אוריינטציוני ארוך טווח בלי המחזוריות שנחשבה תנאי לגביש. בעקבות התוצאות שינתה הקהילה הבינלאומית לקריסטלוגרפיה את ההגדרה: גביש הוא מוצק בעל דגם עקיפה בדיד, לא בהכרח סריג שחוזר על עצמו.
הרצאת הנובל והראיונות הרשמיים מאפשרים לשמוע את שכטמן מתאר את רגע הגילוי, את הבידוד המקצועי ואת החשיבות של עקשנות מבוססת נתונים. זהו מקרה נדיר שבו הסרטון אינו שמועה סביב המדע אלא עדות של המדען לצד מאמר שאפשר לפתוח. הווידאו מספר איך הרגיש; דגם העקיפה והמאמר מספרים מה נמדד.
הניצחון של שכטמן אינו רישיון אוטומטי לכל רעיון דחוי. רוב הטענות שסותרות ידע קיים אכן מתבררות כשגויות. ההבדל היה חומר שניתן לשחזור, תחזיות מבניות וקבוצה הולכת וגדלה של תוצאות בלתי תלויות. גם פרס נובל מאוחר אינו מוחק את הצורך לבדוק כל טענה חדשה מאפס ובאותה קשיחות. הממסד המדעי יכול לטעות, לפעמים אפילו ביהירות מרשימה, אבל הדרך לתקן אותו עוברת דרך ראיות טובות יותר ולא דרך הכרזה שההתנגדות עצמה היא הוכחה.