חוקי שימור

חוק שימור הוא חוק הקובע שהכמות הכוללת של גודל כלשהו, כגון מסה, תנע או אנרגיה, הנמצאת בתחום נתון, משתנה בקצב שבו אותו גודל זורם אל תוך התחום הזה וממנו או נוצר בתוכו. הרעיון הזה יפהפה בעיניי משום שהוא בסיסי כל כך. לאחר שידועים הפרטים של קצב היצירה של גודל כלשהו, ניתן לתאר בדרך זו מגוון עצום של תופעות. החוקים השולטים בזרימת נוזלים הם חוקי שימור.

חוקי שימור הם המפתח להבנתה של תופעת גלי ההלם. התחלתי לעסוק בנושא ב-1945, בעת שירותי הצבאי, כאשר נשלחתי ללוס אלמוס כדי להשתתף בפרויקט הפצצה האטומית במקום לזירת האוקיינוס השקט כדי להשתתף בפלישה ליפן – שלא היה בה עוד צורך בגלל הפצצה. מכיוון שאי־אפשר לבנות פצצות אטום באמצעות ניסוי וטעייה, הייתה חשיבות עצומה לחישוב הזרמים (שטף האנרגיה, הניטרונים ועוד) שינבעו מן הפיצוץ. פון נוימן (von Neumann) הבין שחישוב כזה לא יהיה אפשרי ללא מחשב, וזה היה המניע שדחף אותו להוביל את פיתוח המחשב. מובן שהוא הבין את החשיבות העצומה שתהיה למחשבים גם במשימות אחרות, מלבד תכנון כלי נשק אטומיים.

פון נוימן הגה את הרעיון היפה והמקורי להתייחס לגלי הלם בחישוב נומרי לא כתנאי שפה, אלא כחלק מהזרימה. הרעיון רב העוצמה הזה מפשט מאוד את הדרך שבה אנו רואים זרימות שיש בהן גלי הלם (זרימות על־קוליות). רבים אינם יודעים שפון נוימן היה לא רק אחד המתמטיקאים התאורטיים המובילים של המאה ה-20, אלא גם אחת הדמויות המרכזיות בתחום המתמטיקה השימושית.