הוא נמלט מגרמניה הנאצית באישון ליל, לימד כימיה את ראש ממשלת בריטניה, ייסד את תחום הקריסטלוגרפיה בישראל והצעיד קדימה את המחקר הכימי והתעשייה הכימית בישראל. 50 שנה למותו של גרהרד שמידט, מחשובי הכימאים בהיסטוריה של ישראל

במרץ 1985 התקיימה במלון יוקרה בלונדון ארוחה חגיגית לציון 50 שנה לייסודו של מכון ויצמן למדע, בהשתתפות מדענים בכירים ואישי ציבור. האורחת המרכזית של הערב הייתה ראש ממשלת בריטניה, מרגרט תאצ'ר. היא סיפרה לנוכחים כי כשהייתה סטודנטית באוקספורד למדה לתואר שני בהדרכתה של הקריסטלוגרפית המפורסמת דורותי קרופוט הודג'קין, ועסקה בפענוח מבנה של חלבון אנטיביוטי בשם גְרַמִיצִידִין (Gramicidin S). מי שהדריך אותה בפועל היה תלמיד דוקטורט של הודג'קין, שהמשיך את הפרויקט של תאצ'ר לאחר שסיימה את התואר. "חמש-עשרה שנים לאחר מכן פגשתי בו שוב, כשביקרתי במכון ויצמן. סיירתי בין מעבדות, ופגשתי את גרהרד שמידט, שהשלים את את העבודה על גרמיצידין, מלאכה שהייתה בסופו של דבר מסובכת הרבה יותר ממה שחשבנו תחילה. [...] שמידט כבר אינו איתנו אבל עבודתו על החומר הזה תישאר לעד".

מהכנסייה למחנה מעצר

גרהרד שמידט (Schmidt) נולד בברלין ב-21 באוגוסט 1919, למשפחה שהכימיה זרמה בעורקיה. סבו, יוליוס שמידט, היה כימאי אורגני בעל שם, וכך גם אביו ואמו, שנפגשו כסטודנטים במעבדה של אמיל פישר, האדם השני בהיסטוריה שקיבל פרס נובל בכימיה. המשפחה עברה למינכן בעקבות עבודתו של האב בחברה לייצור תאית (צלולוז), בעוד האם עשתה שינוי מקצועי, למדה רפואה והתמחתה בפסיכיאטריה. גרהרד החל ללמוד בבית ספר כבר בגיל ארבע, וגם גילה עניין רב בכימיה: כשהיה בן תשע הצליח לפוצץ את האמבטיה בביתו בניסוי. רק לאחר עליית הנאצים לשלטון ופיטורי אביו מעבודתו בשל כך גילה גרהרד שהוא יהודי. עד מהרה הוא נקלע לסכנת חיים בשל כך: הוא נזעק להגן על ילד יהודי מפני בריונים גזענים שתקפו אותו, והיכה נמרצות את אחד התוקפים, שאביו היה פעיל במיליציה הנאצית "החולצות החומות". משפחתו נאלצה להבריחו לשווייץ עוד באותו לילה, והצליחה לנצל אשרת כניסה למדינה שהונפקה לצורך חופשה משפחתית כמה חודשים קודם לכן. הוא חי לבדו בנושאטל במשך כשנה, המשיך את לימודיו בתיכון מקומי, ורק ב-1936 נפגש שוב עם אמו, בלונדון, לאחר שקיבלה אישור לעבוד בבריטניה. על האב נאסר לצאת מגרמניה.

שמידט סיים את לימודי התיכון בלונדון, עם הצטיינות בכימיה, וקיבל מלגת לימודים לאוניברסיטת אוקספורד. לצד לימודי המדעים הצטיין גם במוזיקה, ובקונצרט בשנת לימודיו האחרונה בתיכון ניגן סולו בחליל סונטה של הנדל. כשהחל ללמוד באוקספורד אמו עדיין לא עבדה בבריטניה, ומצבו הכלכלי היה בכי רע. כדי להשלים הכנסה קיבל שמידט היהודי משרת עוזר לכומר בכנסייה, תפקיד שבמסגרתו הקריא פרקים מהתנ"ך ומהברית החדשה באוזני המתפללים.

מצבו הכלכלי השתפר כשאמו החלה לעבוד ולשלוח לו כסף, אבל ב-1940 נעצר שמידט, שלאחר פרוץ מלחמת העולם השנייה היה אזרח של מדינת אויב. הוא נשלח עם עוד אזרחי גרמניה למחנה מעצר באוסטרליה. בעקבות תלונות רבות מינה צ'רצ'יל ועדה שבחנה את הנושא, וכשהתברר ששמידט, כמו יהודים רבים נוספים במחנה, אינו נאמן במיוחד לגרמניה הנאצית, הוא הורשה לשוב לבריטניה לאחר כשנה בגלות, ולחדש את לימודיו באוקספורד. התואר הראשון אז כלל עבודת מחקר, בדומה לתואר שני כיום, ושמידט עשה את המחקר על דרכים לייצור חומרים אורגניים מסוימים, בהדרכת רוברט רובינסון (Robinson), לימים חתן פרס נובל בכימיה.

שמידט במשרדו במכון ויצמן למדע | מקור: האגודה הישראלית לכימיה
שינוי קריירה בזכות הנטייה המוזיקלית שלו. שמידט במשרדו במכון ויצמן למדע | מקור: האגודה הישראלית לכימיה

בעקבות המוזיקה

גם באוקספורד המשיך שמידט לנגן בחליל, ובין השאר ניגן עם ארנסט בוריס צֵ'יין (Chain), ביוכימאי שגם הוא יזכה לימים בפרס נובל בכימיה, על תרומתו לייצור פֶּנִיצִילִין, האנטיביוטיקה היעילה הראשונה. צ'יין, שגם היה פסנתרן מוכשר, הציע לידידו למקד את מחקרו העתידי בתחום של קריסטלוגרפיה בעזרת קרני רנטגן. בשיטה זו אפשר לפענח את המבנה של מולקולות, באמצעות ייצור גביש המכיל עותקים רבים של המולקולה, כולם מסודרים במבנה מאורגן. את הגביש מקרינים ברנטגן, ועל פי דפוסי הפיזור של הקרינה אפשר לגלות כיצד בדיוק נראית המולקולה ולהסיק מכך מידע חשוב לפיתוח תרופות, לתעשייה הכימית, למחקר ועוד.

אלא שמה שנשמע פשוט בתיאוריה עלול להיות מסובך מאוד בפועל. יש מולקולות שקשה מאוד לייצר מהן גביש יציב, ולעיתים הודג'קין וצוותה - כמו חוקרים אחרים בתחום - נאלצו להשקיע שנים ארוכות של מאמץ בטרם הצליחו לפענח את המבנה של מולקולות מסוימות. כששמידט הצטרף למעבדה, ב-1943, הודג'קין כבר עמלה על פענוח המבנה של כמה מולקולות חשובות, בהן הפניצילין, האינסולין והוויטמין B12, וכן מולקולות ביולוגיות נוספות וחלבונים אחרים, מחקרים שבסופו של דבר זיכו אותה בפרס נובל בכימיה. שמידט, כאמור הוביל את פענוח המבנה של גרמיצידין, תרם שלבים חשובים להבנת המבנה של הפניצילין וכן היה שותף בצעדים חשובים בפענוח המבנה של ויטמין B12ומבנים של חלבונים, שהובילו בסופו של דבר לפענוח מבנה האינסולין. "זה היה רעיון משותף שלנו שיהיה אפשר להשתמש בשיטות שכבר פיתחנו כדי לפענח את המבנה של חלבונים, ושמבנה הגרמיצידין, לאחר שנפענח אותו, יוכל לספק לנו רמזים להבנת הארגון של מולקולות כאלה בתוך חלבונים מורכבים", כתבה הודג'קין לימים על עבודתה עם שמידט.

לאחר סיום הדוקטורט ב-1945 החל שמידט לחפש משרה אקדמית. ובסופו של דבר קיבל הזדמנות במכון זיו ברחובות, שיהפוך תוך זמן קצר למכון ויצמן למדע. ארנסט ברגמן, המנהל המדעי של המכון, התרשם משמידט אף שרשימת פרסומיו כללה אז רק מאמר אחד, והחליט לתת לו הזדמנות. שמידט ורעייתו הטרייה, אניטה, הגיעו לישראל בעיצומה של מלחמת השחרור, והיו צריכים להתמודד עם חיים שונים מאוד ממה שהורגלו אליו באוקספורד, אפילו בימי מלחמת העולם.

רובינסון (מימין), הודג'קין ומרגרט תאצ'ר (שאז עוד הייתה מרגרט רוברטס) | צילומים: Science Photo Library, ויקיפדיה
שני מנחים שיקבלו לימים פרס נובל, וסטודנטית שהייתה לראש ממשלת בריטניה: רובינסון (מימין), הודג'קין ומרגרט תאצ'ר (שאז עוד הייתה מרגרט רוברטס) | צילומים: Science Photo Library, ויקיפדיה

עבודת כפיים

למרות תנאי פתיחה לא פשוטים, שמידט זינק לעבודה והיה נחוש להוכיח את עצמו ולהצדיק את ההזדמנות שקיבל. הוא היה הראשון בארץ שעסק בקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן, ומחקריו התמקדו בחקר הכימיה האורגנית של מוצקים ובקביעת המבנה שלהם - תחום שבו היה חלוץ עולמי במידה רבה. הוא גם עסק בחקר תגובות בין חומרים אורגניים במצבי צבירה שונים, למשל בין מוצק לגז או בין מוצק לנוזל, ובפענוח הדינמיקה שלהם.

בסוג מסוים של תגובות הראה שמידט כי יש מתאם בין המבנה הגבישי לסימטריה של התוצרים. הוא טבע את המונח "טופוכימיה" (topochemistry) - כלומר חקר הקשר בין המבנה של המולקולות לתפקוד שלהן בתגובות כימיות, ובהמשך הציע "הנדסת גבישים" - כלומר תכנון גבישים ומולקולות אחרות לצורך תגובות כימיות מסוימות.

שמידט נחשב במידה רבה ליוצא דופן בין הפרופסורים, משום שאהב מאוד לבצע את העבודה במו ידיו: הוא היה מגיע למעבדה בשעות הבוקר המאוחרות, עובד עם הסטודנטים במדידות, כיולים וכו', ואחר כך נשאר במשרדו עד השעות הקטנות של הלילה, עוסק בניסוייו המדעיים, בכתיבת מאמרים, בתיקון עבודות ובמטלות משרדיות. "לקראת חצות, כשהסטודנטים שמעו שריקות מדויקות של אריות מתוך אופרות קלאסיות, ידעו ששמידט צועד במסדרון לכיוון חדר הקריסטלוגרפיה, לפיתוח תמונות פיזור הקרינה מגבישיו", מספרת פרופ' עדה יונת, שהייתה ממשיכות דרכו במכון. "הוא תמך בהקמת המעבדה היחידה בישראל לקריסטלוגרפיה של מולקולות ביולוגיות, שהקמתי כשהייתי מדענית צעירה בשנתי הראשונה במכון. ההחלטה נראתה כמהלך כנגד כל הסיכויים, אך המחלקה התפתחה ועמדה בזכות עצמה ובעקבותיה קמו עוד כתריסר מחלקות כאלה באוניברסיטאות בישראל". 

קצב העבודה שלו היה מרשים והוא הספיק לפרסם כמאה מאמרים מדעיים, רבים מהם בעלי חשיבות רבה, וכן פרקים בספרים. הייתה לו גם הבנה עמוקה במכשירי המעבדה, והוא תכנן ושכלל בעצמו מכשירים רבים. משנות החמישים, עם תחילת הפעלתו של המחשב הראשון במכון ויצמן, שהיה גם הראשון בארץ, שקד שמידט על פיתוח דרכים להשתמש במחשבים לפענוח מבנה של חומרים, ולתכנון חומרים ותגובות. 

שמידט (מאחור) עם צוות המחלקה לקריסטלוגרפיה במכון ויצמן למדע, 1957 | מקור: האגודה האמריקאית לקריסטלוגרפיה
מחקרים פורצי דרך. שמידט (מאחור) עם צוות המחלקה לקריסטלוגרפיה במכון ויצמן למדע, 1957 | מקור: האגודה האמריקאית לקריסטלוגרפיה

מורה ומנהל

נוסף על ההספק המדעי המרשים, היה שמידט גם איש מנהלה פורה. הוא איחד שלוש מחלקות לתוך המחלקה לכימיה שהקים במכון ויצמן, וניהל אותה בהצלחה. בהמשך, כשהמכון חולק לפקולטות הוא היה הדיקן הראשון של הפקולטה לכימיה. כמו כן הוא היה מנהלו האדמיניסטרטיבי של מכון ויצמן בשתי תקופות, עמד בראש המועצה המדעית ומילא תפקידים נוספים. נושא שהיה קרוב ללבו במיוחד היה פיתוח יישומים לרעיונות המדעיים של המכון, והוא שימש גם יושב ראש חברת "ידע" שהוקמה לרישום ופיתוח הפטנטים של מכון ויצמן. בתפקידיו המנהליים קשר שמידט קשרים אישיים רבים בעולם המדע, והוביל שיתופי פעולה בינלאומיים של המכון. אחד הבולטים היה הקשר עם מכוני מקס פלנק בגרמניה, שהוביל להקמת קרן "מינרווה" - קרן מחקר משותפת לישראל ולגרמניה, שסללה את הדרך לחידוש הקשרים הדיפלומטיים בין המדינות ב-1965, יותר מ-30 שנה לאחר שנאלץ לברוח משם.

שמידט מילא תפקידים רבים גם מחוץ לאקדמיה, בניסיון לקדם את המדע והמחקר בישראל. הוא היה בחבר המנהלים של מפעלי ים המלח, עמד בראש ועדות של המועצה הלאומית למחקר בנושאי כימיה, הקים את האגודה הישראלית לקריסטלוגרפיה ועמד בראשה, והיה ממקדמי הקמת מרכז למחקר תעשייתי.

למרבה הצער, הקריירה של שמידט נקטעה הרבה יותר מדי מוקדם. הוא חלה בסרטן, אך למרות המחלה המשיך לעבוד כרגיל, ואף יצא למסע הרצאות בשווייץ. ב-12 ביולי 1972 מת בשנתו במלון בציריך, שבועות אחדים לפני יום הולדתו ה-52. הוא נטמן בבית העלמין ברחובות. על שמו קרוי אולם הרצאות במכון ויצמן, שם נישאת ההרצאה השנתית לזכרו במסגרת מרכז מינרווה, שהוא כאמור היה ממקימיו.

"כמה חודשים לפני מותו הכין שמידט מסמך של עשרים עמודים ובו סיכם את הכיוונים שבהם לדעתו תתפתח הכימיה של מצב מוצק בשנים הבאות. קריאה במסמך מחזקת את תחושת האובדן של הקהילה המדעית בישראל על מותו", כתב פרופ' דוד גינצבורג מהטכניון בהספד לשמידט בכתב העת הישראלי לכימיה. "[...] ההנצחה העיקרית שלו היא המאמרים שפרסם, אבל בראש ובראשונה אלה העמיתים והסטודנטים שלו. אני מקווה שבבוא העת נמצא נחמה בכך שהם ימשיכו את העבודה המקורית מאוד שאת יסודותיה הניחו בהדרכתו".

התחזית התממשה אפילו מעל המשוער. עבודתו החלוצית של שמידט זיכתה אותו בפרס חיים ויצמן ב-1963, אך השפעותיו על המחקר של תלמידיו ועמיתיו הרחיקו לכת הרבה יותר. שניים מראשוני תלמידי המחקר שלו, מאיר להב ולסלי ליזרוביץ', היו לימים חוקרים בולטים בתחום, ופריצת הדרך שהשיגו כשהיו חוקרים צעירים במחלקתו זיכתה אותם בשנים האחרונות בפרס ישראל, ובשנה שעברה אף בפרס וולף היוקרתי. עדה יונת, שכאמור הייתה אחת ממשיכות דרכו בתחום הקריסטלוגרפיה במכון ויצמן, קיבלה בשנת 2009 פרס נובל בכימיה על שימוש בשיטה לפענוח המבנה של הריבוזום – בית החרושת לחלבונים בתא. בנוסף, עמיתו למחלקה לכימיה במכון ויצמן, שניאור ליפסון, קידם את הרעיון שהוביל שמידט בשעתו להשתמש במחשב לתכנון ולפענוח תגובות כימיות. ליפסון היה חתן פרס ישראל וחבר האקדמיה הלאומית למדעים, ובשנת 2013 זכו שניים מתלמידי המחקר שלו לשעבר, אריה ורשל ומיכאל לויט, בפרס נובל בכימיה על השיטות שפיתחו לשימוש במחשבים לחקר ותכנון של תגובות כימיות. אילו היו שואלים את שמידט, סביר להניח שהיה משיב כי הישגיהם של תלמידיו ושל ממשיכי דרכם, והצלחתו של המדע הישראלי - היא הישגו הגדול ביותר.