כשהיה דן שכטמן בן שבע הוא קיבל מסבו מתנה, זכוכית מגדלת איכותית, ששינתה את חייו. "הייתי מסתובב בשדות רמת גן ובוחן אבקני פרחים, חרקים, גרגרי חול, מסמרים חלודים. נמשכתי לעולם הדברים הקטנים, ומגיל צעיר מאד ניסיתי להבין איך דברים בנויים ומתפקדים", הוא מספר בתשובה לשאלה הבלתי נמנעת מה משך אותו למדע ומה עורר את סקרנותו בגיל צעיר. "קראתי המון, בעיקר על טבע, והוקסמתי מספרו של ז'ול וורן, 'אי התעלומות', ובעיקר מגיבור הספר, מהנדס רכבות אמריקאי בשם סיירוס סמית, שידע לעשות הכול. חלמתי להיות כמו אותו מהנדס, אדם שמסוגל להמציא ולבנות כל דבר.
"סבא זאב אשור וההורים קנו לי את כל האנציקלופדיות שהיו קיימות אז, ואת האנציקלופדיה 'נעורים' אני שומר עד היום", הוא מוסיף ומספר. "לא זכיתי למורים טובים בבית הספר היסודי. אך בכיתה ה׳ שמעתי מהמורה לטבע כי בבית הספר נמצא מיקרוסקופ, ולא הפסקתי להטרידו עד שנעתר והביא את המכשיר המופלא לכיתה. הייתי המום מהתמונה המוגדלת של עלים חתוכים, והיה קשה לנתק אותי מהחוויה. המורה סירב להביא שוב את המיקרוסקופ וסירב להפצרותיי לשבת עם המכשיר במחסן. פסיקתו, 'לילדים אסור להיכנס למחסן', הייתה אחת האכזבות המרות של ילדותי".
ובביה"ס התיכון?
"זכיתי למורים טובים בתיכון. הבולט שביניהם היה מורה לפיזיקה, מנשה צדקא. לפני כמה שנים חנכתי כיכר על שמו בפתח תקווה. המורה השנייה הזכורה לטוב הייתה המורה לאנגלית תרזה קוגלמן, שבכלל עלתה לארץ מגרמניה, וגם על שמה ישנו רחוב בעיר. פתח תקווה היא עיר שמנציחה מורים ולא רק פוליטיקאים ורבנים. היה לי גם מורה מצוין לביולוגיה שקירב אותנו לאהבת הטבע, ובטכניון היו לי מורים מעולים".
לפצח את החידה
דן שכטמן הוא פרופסור מחקר בפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון. הוא נולד בשנת 1941 בתל אביב וגדל ברמת גן ובפתח תקווה. סבו מצד אימו, זאב אשור, היה איש העלייה השנייה, מראשוני פועלי ציון, מייסדו של בית הדפוס הראשון בארץ. שכטמן היה חבר בתנועת השומר הצעיר, ספורטאי באגודת הפועל פתח תקווה, ולמד בתיכון "ברנר" שבפתח תקווה. את התואר הראשון קיבל מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון (1966) ואת התואר השני (1968) והשלישי (1972) מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. על גילויים של גבישים קוואזי-מחזוריים זכה בפרס ישראל לפיזיקה (1998), פרס וולף בפיזיקה (1999) ובפרס נובל לכימיה (2011).
ספר על רגע התגלית שלך, שנראה כי אצלך הוא נמשך הרבה יותר מרגע.
"התגלית עצמה התרחשה ביום חמישי, שמונה באפריל, 1982, במכון התקנים הלאומי האמריקאי במרילנד. החוויה ההיא, שהתרחשה בשנת השבתון שלי, זכורה היטב וגם מתועדת במחברת המעבדה שלי. באותו יום עבדתי לבדי בחדר מיקרוסקופ האלקטרונים, וסרקתי דגמים של סגסוגות מתכתיות. אחר הצהרים בדקתי דגם של סגסוגת אלומיניום המכילה 25% מנגן, שהכנתי בהתמצקות מהירה, ובחנתי את תבניות ההתאבכות של קרן אלקטרונים בסריג הגבישי. כדי למצוא את הסימטריה הסיבובית של הסריג הגבישי, ספרתי באופן ידני את מספר הנקודות מסביב לנקודה המרכזית. ספרתי את מעגל הנקודות, מצאתי שהמספר הוא 10, הבנתי שטעיתי. ספרתי שוב מהכיוון השני, ומצאתי שהמספר הוא בכל זאת 10, כלומר עדות לסימטריה מחומשת. ידעתי שזה כמובן לא יכול להיות, כי כל קריסטלוגרף מתחיל ידע אז שהסימטריות הסיבוביות היחידות שיכולות להתקיים בגביש מחזורי הן רק של 2, 3, 4 או 6.
"אמרתי לעצמי, בהערכה עצמית מופרזת, שאוכל מייד לפצח את החידה הזאת על ידי הוכחת קיומם של 'תאומים' גבישיים. בעבר, ראיתי כבר תאומים כאלו בסגסוגת של אלומיניום-ברזל ואחר כך גם ביהלום. רציתי למצוא את התאומים, לצלם אותם ולשכוח מכל הסיפור, כי זה ממש לא מעניין. בזבזתי על המשימה הזאת את כל אחר הצהריים והשתמשתי בכל השיטות האפשריות במיקרוסקופ האלקטרונים. הגיע הערב ועדיין לא מצאתי תאומים. חזרתי הביתה בידיעה ברורה שאין סיכוי למצוא כאן תאומים, אבל לא היה לי שום הסבר לתופעה המוזרה הזאת, והיא הציקה לי חודשים ארוכים שבמהלכם חזרתי על הניסוי הזה כמה פעמים. התעלומה נותרה בלתי פתורה עד שחזרתי לארץ שנה מאוחר יותר, ב-1983".
איך נפתרה חידת המחזוריות הגבישית?
"פשוט מאד - ישנם גבישים שבהם אין מחזוריות, אבל זה חייב שינוי במוסכמות המקובלות. כשחזרתי לארץ, הייתי עדיין מרצה בכיר, ואף פרופסור בפקולטה שלי לא מצא עניין בסיפור, חוץ מאילן בלך. אילן היה פרופסור בפקולטה, אבל שנה לאחר מכן עזב לארה"ב, הקים חברה מצליחה, מכר אותה ומאז חי בקליפורניה. אילן הציע מודל של איקוסהדרונים מחוברים במרחב, אשר סיפק הסבר לממצאים שלי.
"יחד עם אילן כתבתי מאמר לכתב עת בפיזיקה שימושית, אבל המאמר נדחה מייד בטענה שהסיפור לא מעניין פיזיקאים. שלחתי אותו לכתב עת פחות מוכר, שמתמחה במטלורגיה והמאמר התקבל, אבל פורסם רק ביוני 1985. בינתיים ביקרתי שוב בארה"ב וכתבתי מאמר נוסף, תוך שלושה ימים, הפעם עם ג׳ון כאהן, חוקר מתכות בעל שם ממכון התקנים הלאומי במרילנד, ארה"ב, ומתמטיקאי נוסף, ושלחנו לכתב העת רב התפוצה, PRL. המאמר הזה, שהתפרסם מייד בנובמבר 1984, הקדים את המאמר הראשון בשבעה חודשים ועורר הדים רבים. ועדת פרס נובל בכימיה הכירה בתגלית הזאת 29 שנים מאוחר יותר".
בית מלאכה לייצור תכשיטים
לא רבים יודעים אבל שכטמן הוא יצרן תכשיטים ממתכת, תחביב אותו הוא טיפח במשך שנים.
איך הגעת לאמנות תכשיטים?
"מתכות משכו אותי תמיד, על כל ההיבטים שלהן. יש לי רומן ארוך עם מתכות ותמיד המצאתי טכנולוגיות חדשות. בתחילת דרכי, כחבר סגל בטכניון, חקרתי אבקות של מתכות במיקרוסקופ האלקטרונים. את הדגמים מכינים בהתמצקות מהירה של מתכות, אבל הדגמים שנוצרים, בעובי של כעשירית המילימטר, אינם חדירים לקרן האלקטרונים של המיקרוסקופ. הייתי אחד הבודדים בעולם שמצא דרך להכין קרומים דקים בעובי 100 ננומטר.
"בשנת 1980 ביקר בטכניון ג'ון כאהן. הוא היה המום מהצלחתי לראות אבקות במיקרוסקופ אלקטרונים וסיפר שבמשך שנים רבות הם מנסים להכין קרומי מתכת דקים מאבקות, אך ללא הצלחה. הוא הזמין אותי לבוא אליהם לשבתון במעבדות NBS במרילנד, כדי שאנשיו יוכלו ללמוד ממני את הטכניקה. יצאתי לשבתון של שנה בקיץ 1981 וכמה חודשים לאחר מכן התרחשה התגלית".
במיקרוסקופ אופטי רגיל אפשר לראות את הגרעינים הגבישיים של מתכות בשיטות של מטלוגרפיה אופטית, מסביר שכטמן. מלטשים את המתכת עד שהיא מבריקה כמו ראי, ולאחר מכן מטפלים בה בחומצה כדי לגרום לאיכול יתר בגבולות הגרעינים, וכך רואים אותם טוב יותר במיקרוסקופ. "מצאתי שיטות מקוריות של טיפול תרמי, הגורם לגבישים להיראות בצבעים שונים. למשל, מצאתי שהמתכת טיטניום עוברת חמצון חלקי בחימום, באופן התלוי באוריינטציית הגביש היחסית. כך נוצרות שכבות מחומצנות בעובי משתנה, ושבירת האור בשכבות הללו יוצרת שלל צבעים. פרסמתי את שיטת הקריסטלוגרפיה הצבעונית, והשתמשתי בה כדי ליצור צבעים גם במשטחים גדולים של טיטניום.
"התחלתי להתעניין בייצור תכשיטים ממתכת ואפילו השתתפתי בסדנאות וקורסים בצורפות. במשך שנים רבות יצרתי תכשיטים ולאשתי יש כעת אוסף נאה של תכשיטים. הצגתי אותם בכמה תערוכות, כולל תערוכה שנמשכה תשעה חודשים במוזיאון המדע בחיפה. בביתי בחיפה עדיין קיים בית מלאכה לייצור תכשיטים, אבל לאחר פרס הנובל, השתנו חיי באופן שלא הותיר לי זמן לתחביבים".
לא להתרכז בכסף, אלא בהצלחה
כשדן שכטמן מדבר על השינוי שהתחולל בחייו בעקבות הנובל, הוא מתכוון בין היתר למעורבות שלו בנושאי חינוך מדעי וטכנולוגי, כשהחל כך מתברר עוד כשהיה סטודנט.
איך תרמת לחינוך הדור הצעיר למדע וטכנולוגיה?
"כשהייתי סטודנט בטכניון, הייתה אווירה שהצטיינות מקצועית מתגמלת, ואם תהיה מהנדס טוב, כל אחד ירצה לשכור אותך. שאלתי מה לגבי יוזמה טכנולוגית עצמאית - המילה סטארט-אפ עוד לא הייתה קיימת. עדיין כסטודנט, פניתי לפרופסורים בהנדסת תעשייה וניהול והצעתי להקים קורס שילמד איך להקים מיזם עצמאי, אבל כולם התייחסו אלי בביטול. בשנת 1986, כפרופסור מן המניין, חזרתי לחלום הישן שלי. בניתי קורס והגבלתי אותו ל- 600 סטודנטים, כי זאת התפוסה של אולם צ׳רצ׳יל, הגדול ביותר בטכניון. דקאן היחידה ללימודים כלליים, מיכה מור, הסכים לקבל את הקורס הזה כקורס בחירה למסגרת שלו. נרשמו 600 סטודנטים אבל הגיעו 800. ישבו על המדרגות ועמדו לאורך הקירות. לא הייתה הצלחה כזאת לאף קורס אחר בטכניון.
והמרצים?
"כל המרצים באו מחוץ לטכניון, רובם יזמים לשעבר שהתחילו מאפס והקימו תעשייה לתפארת, כמו סטף ורטהיימר, עוזיה גליל, יהודה ברוניצקי, עופר וילנסקי, דן וילנסקי, אלי אופר, נאוה זיסאפל, פרץ לביא ואחרים. בקורס אין בחינה, אך הנוכחות חובה וכך גם סיכום השיעור. אחד המסרים שמעבירים המרצים, הוא לא להתרכז בכסף, אלא בהצלחה. אם אתה ממוקד במיזם עצמו, תבנה חברה טובה ואז גם הכסף יגיע. הקורס נועד לדרבן את בוגרי הטכניון להקים חברות סטארט-אפ טכנולוגיות חדשות. המרצים מספרים על ניסיונם האישי ומספקים לסטודנטים מידע על רישום חברות, חוק הפטנטים, סקרי שוק, שיווק, סיוע ממשלתי לחברות סטארט-אפ, ודוגמאות לחברות כאלה שהצליחו בתחומים שונים. רבים מבין הסטודנטים יוצרים קשר ארוך טווח עם המרצים.
"ניהלתי את הקורס 30 שנה בהצלחה וגם הרציתי עליו ברחבי העולם, דבר שעורר עניין רב ורצון לחיקוי. מעל 10,000 בוגרי טכניון לקחו את הקורס הזה. עם פרישתי לגמלאות, הפקדתי את ניהול הקורס בידיו של שלמה מי-טל, פרופסור בפקולטה לתעשייה וניהול. לפני ארבע שנים, שלמה ואני בדקנו באמצעות שאלון, מה קרה עם בוגרי הקורס. נדהמנו לגלות כי 25% מהבוגרים היו מעורבים בהקמת סטארט-אפים בארץ".
איך הגעת לרעיון של חינוך למדע בגני ילדים?
"בתחילת 2012, זמן קצר לאחר טקס הנובל, בא מישהו לראיין אותי לרדיו. אמרתי כי כל מדינה, ובמיוחד ישראל, צריכה יותר מדענים ומהנדסים, וצריך להתחיל ללמד מדעים בגיל צעיר. כשנגמר הריאיון, התקשר אלי ראש העיר יונה יהב, שהקשיב לראיון בזמן נסיעה. הוא שאל למה התכוונתי כשהמלצתי להתחיל ליצור עניין בגיל צעיר. השבתי: 'בגני ילדים'. הוא שאל: 'אתה מוכן לעשות את זה בחיפה?' עניתי בשאלה: 'אתה משלם?' הוא ענה מייד: 'אני משלם'. כך השקנו תוכנית של 60 גני ילדים בכל חיפה עם 60 גננות מתנדבות. מחלקת החינוך של העירייה בנתה תוכניות לימוד. הדובדבן על הקצפת הוא גן ילדים מדעי מיוחד, שנבנה בקריית חיים. הגן מאכלס 90 ילדים בגילאי 5-6 עם שלוש גננות ומעבדת כימיה. אתה יכול לראות שם ילדים בחלוקים לבנים ומורה עם תואר מאסטר בכימיה שיכולה ללמד בתיכון, אבל מעדיפה את הגן.
"בהרצאות שלי בעולם אני מזכיר את גן הילדים הזה ומשדל אנשי חינוך להעתיק את המודל. התוצאה היא שבאות משלחות מכל העולם ואני מארח אותן. יום אחד הגיעה משלחת של שלושה פרופסורים לכימיה ממדינה קטנה באירופה, לביקור של חצי יום בגן. שנה לאחר מכן, הם כתבו לי שפתחו 16 גנים כאלו אצלם. בארץ ההצלחה צנועה יותר. דיברתי עם ראשי עיר רבים בארץ והצעתי לסייע בהקמת גנים כאלו. בהתחלה כולם מתלהבים, אבל בהמשך מאבדים עניין. הרעיון שלך, אהוד, לחדש את פרויקט נגב-נובל לעיירות הדרום, יכול לשלב בתוכו מרכז שכולל פעילות לילדי גן, ואני מוכן תמיד לסייע בכל פרויקט חינוכי מכל סוג".
בול ישראל שהופיע בשנת 2013 לציון שנת הקריסטלוגרפיה הבין-לאומית והענקת פרס נובל בכימיה לפרופ' דן שכטמן בשנת 2011. הבול, שהופק בשיתוף פעולה בין השירות הבולאי לבין החברה הישראלית לכימיה, ביוזמת פרופ׳ אהוד קינן, מתאר תצלום במיקרוסקופ אלקטרונים של צברי גבישים קוואזי מחזוריים של אלומיניום-מנגן. ברקע מוצגת תבנית עקיפה של אלומת אלקטרונים, לאחר שפגעה בגבישים קוואזי מחזוריים
