היום לפני: הכוחות שמאפשרים את קיומנו

יוהנס דידריק ון-דר-ולס (van der Waals) נולד ב-23 בנובמבר 1837 בליידן שבהולנד. אביו היה נגר קשה יום ולא היו לו האמצעים לשלוח את בנו לבית ספר מסורתי. במקום זאת נשלח יוהנס ללמוד לבית ספר של חינוך מתקדם, מעין תיכון מקצועי. כשסיים את לימודיו בגיל 15 נמנע ממנו לגשת לבחינות הכניסה לאוניברסיטה משום שלא למד יוונית ולטינית. ללימודי הוראה הוא דווקא כן התקבל, עבד כמורה למתמטיקה ופיזיקה ועם הזמן התמנה למנהל בית ספר בהאג.

אולם ון-דר-ואלס לא זנח את חלום ההשכלה הגבוהה. הוא לקח מדי פעם קורסים באוניברסיטת ליידן, וכשחוק חדש ביטל לבסוף את דרישת הסף להשכלה קלאסית הוא התקבל ללימודי דוקטורט בפיזיקה ובמתמטיקה. בעבודתו הוא חקר את התנהגות החומר במצבי צבירה של גז ונוזל, וטען שאם חלקיקי הגז נמצאים בתנועה מתמדת הם אמורים להמשיך בתנועתם גם כשדוחסים את הגז, ואפילו כשהוא נדחס לרמה המרבית והופך לנוזל. החשיבה הזו הובילה אותו להסיק את רעיון ההמשכיות של חומר ושלנוזלים ולגזים יש תכונות משותפות רבות.

בנוסף הציע ון-דר-ולס תיקון ל"משוואת המצב" ששימשה בזמנו לניתוח הקשר בין נפח, לחץ וטמפרטורה של גז, והתבססה על ההנחה שהגזים הם אידיאליים, כלומר מורכבים מחלקיקים כמעט חסרי נפח שאינם מגיבים זה עם זה. בתיקונו הוא הסתמך על ההנחה שהחומר מסודר במולקולות (צירופים של אטומים) ושבין המולקולות קיימים קשרים וכוחות. זו היתה פריצת דרך מחשבתית בעולם הפיזיקה, שהיה שבוי עדיין בקונספציית הגזים האידיאליים. ב-1873 הוסמך ון-דר-ולס לדוקטור במדעים.

פריצת דרך מחשבתית ששינתה את הפיזיקה והכימיה. ון דר ולס 

עבודתו זכתה לתהודה רבה כשהפיזיקאי הסקוטי הנודע ג'יימס קלרק מקסוול (Maxwell) זיהה את חשיבותה וכינה אותה בכתב העת Nature "פסגת המדע". בעקבות הפרסום נבחר ון-דר-ולס לאקדמיה ההולנדית למדעים, ובשנת 1876 התמנה לפרופסור לפיזיקה באוניברסיטת אמסטרדם שזה עתה נוסדה. הוא נשא במשרה הזו עד פרישתו לגמלאות בשנת 1908.

ון-דר-ולס המשיך לחקור באוניברסיטת אמסטרדם את המעברים בין מצבי הצבירה, ובשנת 1880 הציג את "חוק המצבים ההדדיים", שהרחיב את משוואת המצב והחיל אותה על כל החומרים. ההישג זיכה אותו בפרס נובל בפיזיקה ב-1910.

בשל התייחסותו החלוצית לכוחות הבין-מולקולריים נקראו על שמו קשרי ון-דר-ולס – הכוחות החשמליים החלשים הפועלים בין המולקולות. כמו כן קרויים על שמו רדיוס ון-דר-ולס – הנפח שמשמש מודל לאטום למטרות רבות, וגז ון-דר-ולס – מודל פיזיקלי להתנהגות זורם שהוא תיאר במשוואותיו.

בשנת 1881, בשיא הצלחתו המדעית, התאלמן ון-דר-ולס כשאשתו ואם ארבעת ילדיו, אנה מגדלנה סמיט, מתה משחפת בגיל 34. הוא התקשה להתמודד עם האסון ולא פרסם עבודות מדעיות במשך קרוב לעשור לאחר מכן. הוא מעולם לא נישא שוב, אף שהאריך ימים עד גיל 83, אולם צאצאיו המשיכו גם הם בדרכי המדע. בנו, יוהנס ג'וניור, היה גם הוא פיזיקאי תיאורטי וירש את הקתדרה שלו באוניברסיטת אמסטרדם, ונכדו כריסטופר הוא כימאי באוניברסיטת קליפורניה.