חידת המצפן

במחצית השנייה של המאה השלוש־עשרה התחוללה מהפכה שבישרה על התחלתה של תקופה חדשה בתולדות העולם. אם המאה העשרים עמדה בסימנה של מהפכת המידע, והמאה השמונה־עשרה פתחה את המהפכה התעשייתית, ניתן לומר כי סוף המאה השלוש־עשרה ציין את פרוץ המהפכה המסחרית.

בתוך עשרות ספורות של שנים, החל ב־1280, ראה העולם עלייה מדהימה בהיקף הסחר, ועמה גדל עושרן של מעצמות ימיות כמו ונציה, ספרד ובריטניה. המצאה יחידה – המצפן המגנטי – היא שחוללה זאת. המצפן היה המכשיר הראשון שאִפשר למנווטים את דרכם בים וביבשה, וכעבור זמן רב גם באוויר, לקבוע את כיוון תנועתם בזריזות ובדייקנות, בכל שעה משעות היממה ובכל התנאים כמעט. הודות לה היה אפשר להוביל סחורות ביעילות ובאמינות על־פני הים, והעולם נפתח לפני מגלי ארצות חדשות בנתיבי הימים. הארץ לא נראתה עוד כפי שנראתה לפנים.

כיוון שכך, המצפן היה ההמצאה הטכנולוגית החשובה ביותר מאז הומצא הגלגל. מלבד המאזניים הוותיקים, המצפן היה מכשיר המדידה המכני הראשון שהומצא אי־פעם, וכן המכשיר הראשון שהייתה לו מחט מצביעה, המניחה לצופה במכשיר לראות במו עיניו את תוצאת המדידה – הכיוון, במקרה זה.

קשה להפריז בתיאור חשיבותו של המצפן המגנטי. אפילו כיום, שבע־מאות שנה אחרי הופעת המצפן המצויד בשושנת רוחות, ואלף שנה או יותר אחרי שהומצא מצפן המחט הפשוט ממנו, עדיין נושאת כל אונייה מצפן מגנטי, לפחות כגיבוי למכשיריה האלקטרוניים.

אבל המצפן המגנטי לא היה רק המצאה טכנולוגית ומדעית מהוללת. הוא הפך גם למטאפורה פיוטית, ובמשך זמן רב מילא תפקיד חשוב בחקירות מיסטיות ובמעשי כשפים של גילוי ומציאה. מאז שחר ההיסטוריה הוקסם האדם מן התופעה הטבעית הקרויה מגנטיות.

האבן השואבת, בעלת היכולת התמוהה להפעיל כוח מרחוק על חפצי מתכת, נחשבה מחוננת בסגולות מסתוריות, על־טבעיות. מאות שנים לפני שנודע המצפן במערב, השתמשו רואי־נסתרות סינים במצפן מגנטי כעזר לקבלת החלטות ולניבוי עתידות. גם באירופה, ובייחוד סביב אגן הים התיכון, היו כיתות מסתורין רבות שעשו שימוש בהתקנים מגנטיים.

מוצא המצפן לוט בתעלומה. מוטב לומר, סיפורו של המצפן הוא שרשרת של תעלומות שלא סוּפּרו כראוי עד כה. קורותיה של המצאת המצפן המגנטי חובקות את כל תולדות הציוויליזציה האנושית, מקצה לקצה. הגיאוגרפיה של הסיפור משתרעת מסין אל הים התיכון, והלאה אל סקנדינביה, ערב, אפריקה והעולם החדש. ההיסטוריה שלו חובקת מאורעות שהתרחשו בעת העתיקה ובימי הביניים, ונמשכת אל ימינו אלה. הספר הזה עוסק בשרשרת החידות המצטרפות יחדיו לסיפורו של המצפן, בתעלומות ההמצאה ששינתה את פני הניווט, המסחר והכלכלה העולמית.

המצפן פועל מפני שכדור הארץ הוא מגנט ענקי. מגנט הוא עצם המשׁרֶה שדה מגנטי; והשדה הזה הוא אזור במרחב המקיף את המגנט, שבתוכו מצויים קווי כוח בלתי־נראים, הנמשכים בין שתי נקודות שנקראות קוטבי המגנט – הצפוני והדרומי. שדה מגנטי מושרה כל אימת שנעים אלקטרונים, למשל בעת זרימתו של זרם חשמלי. המגנטיות של מגנטים טבעיים, כגון האבן השואבת, נובעת מן האופן המיוחד במינו של תנועת האלקטרונים בתוכם.

השדה המגנטי מפעיל כוח משיכה על ברזל ויסודות דומים, וכן הוא מושך או דוחה מגנטים אחרים, בהתאם לתנוחתם: קטבים דומים דוחים זה את זה; קטבים שונים מושכים זה את זה. אם מניחים מגנט בשדהו המגנטי של מגנט אחר, ואם המגנט הזה יכול לנוע בחופשיות, הוא ישנה את תנוחתו עד אשר יתייצב לאורך קווי השדה המגנטי שבו הונח.

ליבתו של כדור הארץ, העשויה ברזל מותך, מסתחררת סביב עצמה בתנועה כדורית, עמוק מתחת לפני השטח. הזרמים החשמליים שמחוללת המסה הזאת של ברזל נוזלי, עם סיבובה מתחת לקרום כדור הארץ, פועלים כמו דינמו, והתוצאה היא מגנטיות. זרמים אלה הופכים את כדור הארץ כולו למגנט ענקי, בעל שדה מגנטי וקוטב צפוני ודרומי.

מחט המצפן היא מגנט קטן שמרחף באוויר או צף על־פני מים, כך שהוא יכול להסתובב בחופשיות סביב הציר הניצב למישור שבו הוא מסתובב. המגנט הזה מגיב על השדה המגנטי שמחולל אותו מגנט ענקי, כדור הארץ, ומתייצב לפי קווי השדה הזה.

הקוטב הצפוני של כדור הארץ אינו נמצא תמיד בכיוון הקרוי בפינו צפון, וגם הקוטב הדרומי של כדור הארץ אינו נמצא תמיד בדרום. הקוטביות של כדור הארץ עומדת בעינה במשך מאות אלפי שנים, עד שהיא מתהפכת בבת־אחת. מחמת התמורה הזאת הופך הקוטב המגנטי הצפוני לקוטב המגנטי הדרומי, ולהפך.

המדענים עמדו על התרחשותה של התופעה המסתורית הזאת מתוך בדיקת משקעים גיאולוגיים שמכילים יסודות שהאטומים שלהם מיושרים לפי קווי השדה המגנטי, ומתוך אומדן הזמן שעבר מאז היו היסודות האלה חופשיים לנוע ולהתיישר לפי קווי השדה המגנטי, בטרם נעשה המשקע מוצק וקיבע אותם במקומותיהם. איננו יודעים מה גורם לחילופי הקוטביות של עולמנו, או מתי תתחולל התהפוכה הבאה. אבל אילו שטתם באונייה לפני 300,000 שנה, כלומר לפני התמורה האחרונה בקוטביות של עולמנו, הייתה מחט המצפן שלכם מצביעה דרומה ולא צפונה.

המצפן הוא מכשיר אמין, אבל יש כמה גורמים שעשויים להשפיע על פעולתו. הקוטב המגנטי הצפוני של כדור הארץ רחוק במקצת מהקוטב הגיאוגרפי הצפוני של כדור הארץ – מהצפון האמיתי. והסטייה הזאת מהצפון האמיתי משתנה ממקום למקום ומזמן לזמן.

אבל הנווט המצויד בטבלאות ובתרשימים מדעיים יכול לתקן את השגיאה הקטנה יחסית שמקורה בהבדל בין הצפון המגנטי והצפון הגיאוגרפי, ולנווט במדויק. גם חפצי מתכת באונייה עלולים לגרום לסטיית המצפן מן הצפון המגנטי של כדור הארץ. את הסטייה הזאת אפשר לתקן על־ידי כיול המצפן בהתאם לסביבתו, ולרוב עושים זאת על־ידי הנחת שני כדורי מתכת גדולים משני צדדיו. לאחר שנעשו כל התיקונים הדרושים, המצפן המגנטי הוא מכשיר ניווט אמין ביותר.

כיצד מצא האדם לראשונה כי מחט מגנטית שצפה על־פני מים או מרחפת באוויר יכולה לשמש לזיהוי הצפון? מניין נולד רעיון רוחות השמים – צפון, דרום, מזרח ומערב – וכיצד למדו הספנים להשתמש בכיוונים הללו? כיצד ניווטו יורדי־הים את ספינותיהם לפני הופעת המצפן? וכיצד התחילו להשתמש במצפן לניווט? אלה הן אחדות מן החידות שאני מבקש לפתור בספר הזה.

סיפור המצפן הוא שיר תהילה לתושייה האנושית. זהו סיפור של המצאה, חידוש, ניצול הזדמנויות וקפיטליזם. הוא מספר כיצד חידשה ציוויליזציה אחת חידוש חשוב, וכיצד ניצלה אותו ציוויליזציה אחרת, בקצהו האחר של העולם, לקידום הסחר ולצבירת עושר. סיפור המצפן הוא סיפור הציוויליזציה האנושית העולה כפורחת מכוח ההמצאה וההזדמנות, פיתוח הטכנולוגיה וניצול הבטחותיה.

• לקריאה בפרק הראשון של הספר לחצו כאן
  

מתוך "חידת המצפן - ההמצאה ששינתה את פני העולם", מאת אמיר ד.אקסל, הוצאת אריה ניר, 158 עמודים.