מדינת ישראל , משרד החינוך מדינת ישראל , משרד החינוך
מדינת ישראל, משרד החינוך
משרד החינוך
פרסי ישראל
הצהרת נגישות

מדינת ישראל,

משרד החינוך

חזרה לרשימה

פרופ' צבי חשין

share
שתפו עמוד:
פרופ' צבי חשין

על הזוכה

מקבל פרס ישראל לשנת תשס"ז בתחום חקר ההנדסה.

צבי חשין – פרופסור אמריטוס במחלקה למכניקה, חומרים ומבנים באוניברסיטת תל אביב – הוא מבכירי המומחים בעולם לחומרים מרוכבים. המודלים המתמטיים שפיתח היו לאבן דרך בתולדות התחום. יישומם אפשר ברבות הימים ייצור של חומרים חדישים, המשמשים כיום מרכיב מרכזי בתחומי הנדסה רבים, מהתעופה וחקר החלל ועד לפיתוח של אבזרי הספורט בטכנולוגיות מתקדמות.

נימוקי השופטים

פרופ' גדעון דגן, יו"ר, פרופ' ארנון בנטור, פרופ משה גוטליב

פרס ישראל בחקר ההנדסה מוענק לפרופ' אמריטוס צבי חשין מהפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל-אביב על מחקריו החלוציים בתחום תורת החומרים המרוכבים וכן על תרומתו המשמעותית להקמת המחלקה למכניקה, חומרים ומבנים בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל-אביב.

מחקריו של פרופ' חשין מכסים נושאים מספר בתחום הקלאסי של תורת החומרים והמכניקה של מוצקים. תרומתו העיקרית היא בנושא התכונות האפקטיביות של חומרים הטרוגניים, ובמיוחד של חומרים מרוכבים. מספר רב של חומרים בטבע ובהנדסה בנויים מכמה פאזות המעורבות בצורה אקראית או מסודרת. מגוון החומרים ההטרוגניים הוא עצום, והם מופיעים למשל בגיאולוגיה ובגיאופיזיקה (בקרקע ובסלעים), בביולוגיה (ברקמות, ובעצמות), בהנדסה כימית (בתערובות), בהנדסת חומרים (בחומרים מרוכבים) ובשטחים נוספים. התיאור המפורט (המיקרוסקופי) של חומר הטרוגני על רכיביו השונים מסובך, וברוב המקרים אי אפשר להציגו בצורה מדויקת. ברם, העניין הוא בהתנהגות גושים של חומר הכוללים מספר רב של רכיבים, דהיינו התייחסות לתיווך כהומוגני ובעל תכוניוות דומות לאלה של התערובת (תכונות מיקרוסקופיות). מציאת התכונות האפקטיביות של חומרים הטרוגניים כתלויות במרכיביו השונים הוא אחד הנושאים המרכזיים של המדע. כמות אדירה של מאמרים וספרים פורסמו החל משלהי המאה התשע-עשרה ועד ימינו בתחום זה.

אחת התרומות החשובות של פרופ' חשין היא במציאת חסמים לתכונות האפקטיביות המוכרים בספרות המקצועית כ"חסמי חשין-שטריקמן". החסמים מגדירים שני ערכים, תחתון ועליון, לתכונות האפקטיביות, והם בעלי חשיבות רבה באפיון של התנהגות התיווך. בהיבט התיאורטי החסמים משמשים כלי למבחן המספר הרב של פיתוחים עיוניים או ניסיוניים, ומבחינה מעשית הם מצמצמים את תחום הערכים האפשריים של התכונות האפקטיביות. שלוש העבודות של פרופ' חשין בנושא משנות השישים מצוטטות כשלושת אלפים פעם (בכתבי עת של פיזיקה, כימיה, ביולוגיה, מדעי האדמה והנדסה), והן הוכרזו על ידי המכון למידע מדעי מפילדלפיה כ"מצוטטים קלאסיים".

בהמשך מחקריו התמקד פרופ' חשין בעיקר בתכונות האלסטיות של חומרים מרוכבים. המצאתם ופיתוחם של החומרים המרוכבים היא אחת ההתפתחויות הטכנולוגיות החשובות של המאה העשרים, והם משמשים ביישומים תעשייתיים שונים (כדוגמת תעשיית החלל) בזכות חוזקם ועמידותם. עבודותיו של פרופ' חשין משמשות בסיס מדעי לפריצות דרך טכנולוגיות רבות.

פרופ' חשין פרסם עבודות ייחודיות בנושאים נוספים ובעלי חשיבות רבה בתורת החומרים, כגון תכונות טרמיות, התעייפות החומר, ציפויים ומשטחי ביניים, התנהגות מכנית של העצמות וכדומה. 

נוסף על ההישגים יוצאי הדופן של פרופ' חשין במדע הוא תרם ישירות לקידום ההנדסה בישראל בייעוץ לתעשייה הביטחונית. מעבר לכך הוא נענה להזמנתה של אוניברסיטת תל-אביב, וב-1971 הצטרף לצוות ההקמה של הפקולטה להנדסה, וייסד את המחלקה למכניקה, חומרים ומבנים. פרופ' חשין היה ראש המחלקה בשש השנים הראשונות לאחר הקמתה וקבע סטנדרטים גבוהים המאפיינים אותה עד היום. בוגרי הפקולטה להנדסה, ובמיוחד הבוגרים בתחום המכניקה, תרמו ותורמים לקידום התעשייה והמחקר בארץ.

הישגיו של פרופ' חשין זכו להכרה בין-לאומית בביטויי כבוד ובפרסים כגון הטבעת מדליה על שמו, הענקת בתואר דוקטור של כבוד מאוניברסיטת בריסל ובחירתו לחבר זר של האקדמיה הלאומית להנדסה של ארה"ב.

על כל אלה מצאה ועדת השופטים את פרופ' צבי חשין ראוי לפרס ישראל בחקר ההנדסה לשנת תשס"ז.

קורות חיים

פרופ' חשין מתגורר בהרצליה. הוא נשוי לתמר, אב לאורנה, לליאור ולערן וסב לארבעה נכדים.

לימודים והשתלמויות

1954 דיפלומה בהנדסה אזרחית, הטכניון, חיפה
1955 תואר שני במכניקה, הטכניון, חיפה
1957 תואר דוקטור במדעים, אוניברסיטת סורבון, פריז, צרפת

תפקידים אקדמיים בארץ

1957–1959 מרצה ומרצה בכיר, המחלקה למכניקה, הטכניון, חיפה
1971–1973 פרופסור במחלקה להנדסת חומרים, הטכניון, חיפה
1973– פרופסור במחלקה למכניקה, חומרים ומבנים, אוניברסיטת תל אביב (מ-1997 פרופ' אמריטוס)
1973–1977 ו-1979–1981 ראש המחלקה למכניקה, חומרים ומבנים, אוניברסיטת תל אביב

תפקידים אקדמיים בחו"ל 

1959–1960 חוקר אורח, אוניברסיטת הרווארד, מסצ'וסטס, ארצות הברית
1960–1971 פרופסור בבית הספר להנדסה מכנית, אוניברסיטת פנסילבניה, ארצות הברית
1977–1979 פרופסור אורח, המחלקה להנדסת חומרים, אוניברסיטת פנסילבניה, ארצות הברית
1989–1992 פרופסור אורח, המחלקה להנדסה מכנית, אוניברסיטת פנסילבניה, ארצות הברית
1992, 1997 פרופסור אורח, ביה"ס הפוליטכני, פלזו, צרפת
1994 פרופסור אורח, אוניברסיטת ברקלי, קליפורניה, ארצות הברית
1996 פרופסור אורח, אוניברסיטת קיימברידג', בריטניה

כמו כן נשא עשרות הרצאות בכנסים מקצועיים בכל רחבי העולם.

חוזי מחקר

1961–1964, 1978–1982 ו-1989–1992 מחלקת המחקר של הצי האמריקני
1964–1971 מחלקת המחקר, צבא ארצות הברית
1968–1970 סוכנות החלל האמריקנית (נאס"א)
1971–1976, 1982–1987 ו-1989–1996 מחלקת המחקר המדעי, חיל האוויר האמריקני

תפקידים אחרים

1976–1993 נשיא החברה הישראלית למכניקה תיאורטית ויישומית
1976–1995 חבר האספה הכללית של האיגוד הבין-לאומי למכניקה תיאורטית ויישומית
1988–1996 חבר בוועדת הקונגרס של האיגוד הבין-לאומי למכניקה תיאורטית ויישומית

כמו כן ניהל כינוסים מקצועיים רבים בישראל ובחוץ לארץ, והיה חבר במערכות של כתבי עת מקצועיים מן השורה הראשונה.

אותות הוקרה, תעודות ופרסים

1972 פרס לנדאו, ישראל
1980–1999 מופקד הקתדרה ע"ש נתן קמינגס למכניקת מוצקים
1984 מדליה על הצטיינות בחומרים מרוכבים, אוניברסיטת דלאוור, ארה"ב. אחד מארבעה חוקרים שהמדליה נקראת על שמם ונושאת את דיוקנם
1989 עיטור מדעי ההנדסה, החברה האמריקנית למדעי ההנדסה
1994 תואר דוקטור לשם כבוד, אוניברסיטת בריסל, בלגיה
1998 זוכה המושב לחבר זר, האקדמיה הלאומית להנדסה, ארצות הברית
2000 מאמרו על ההתנהגות האלסטית של חומרים (ר' להלן) משנת 1963 נבחר בוועידת האיגוד העולמי למכניקה לאחד מ-100 המאמרים החשובים בתחום במאה ה-20

מפעל חיים

צבי חשין נולד ב-1929 בעיר הגרמנית דנציג (כיום גדאנסק שבפולין). בשנת 1936, על רקע צלו של האיום הנאצי המתגבר, עלתה משפחתו לארץ ישראל והשתקעה בחיפה. בד בבד עם לימודיו בתיכון בעיר הצטרף חשין בגיל 16 ל"הגנה". עם קבלת תעודת הבגרות התנדב למשטרת היישוב הייהודית. זמן קצר לאחר מכן הוכרז על הקמת המדינה, והמשטרה פורקה, וחשין הצטרף לחטיבה שבע של צה"ל, שעמה לחם במלחמת השחרור בקרבות לטרון ולאחר מכן בגליל המערבי, ושם נפצע בידו.

לאחר שחרורו מהצבא חשב חשין ללמוד מתמטיקה ופיזיקה, אך אביו שכנע אותו לפנות להנדסה בנימוק שבמקצוע זה יוכל להתפרנס טוב יותר. בסיום הלימודים עבד כמה חודשים בחברה אזרחית, ואז החליט לחזור לאהבתו הישנה – המדע - וחזר לטכניון ללימודי התואר השני. "הפרופ' מרקוס ריינר הציע לי לפתח עבודה של איינשטיין, שחישב צמיגות של תרחיפים, ולהסב את השיטה הזאת לחישוב אלסטיות של מוצקים מרוכבים", הוא מספר. "לקח לי ארבעה חודשים להבין את המאמר של איינשטיין וחודש לפתור את הבעיה עצמה".

עם קבלת התואר מוסמך החליט חשין להתרחק מתחום החומרים ולשוב להנדסה אזרחית. בעבודת הדוקטור שלו באוניברסיטת סורבון בפריז פיתח בתוך שנתיים שיטות לחיזוק גשרים. לאחר קבלת התואר שב לטכניון וקודם במהירות לדרגת מרצה בכיר. כעבור שנתיים יצא לאוניברסיטת הרווארד היוקרתית, ושם חזר לעסוק בחומרים מרוכבים. במחקרו בהרווארד פיתח חשין מודל מתמטי לחישוב תכונות פיזיקליות של חומרים מרוכבים. בזכות הישגיו הוצעה לו משרת פרופסור באוניברסיטת פנסילבניה, ושם התחיל לשתף פעולה עם שמואל שטריקמן, חברו ללימודים בטכניון. עבודתם המשותפת על חישוב אלסטיות של חומרים מרוכבים נחשבת לאחת מפריצות הדרך בתחום וצוטטה בספרות המקצועית כ-1,500 פעמים ונבחרה לאחת מ-100 העבודות החשובות במאה ה-20 במכניקה.

בסוף שנות ה-60 שב חשין ארצה. תחילה עבד בטכניון, ועד מהרה נענה להצעה לכונן מחלקה חדשה בפקולטה להנדסה שאך הוקמה באוניברסיטת תל-אביב. הוא הקים את המחלקה למכניקה, חומרים ומבנים וניהל אותה בשנותיה הראשונות. לאחר שהעביר את שרביט הניהול של המחלקה המשיך לחקור וללמד בה – לסירוגין עם תקופות עבודה בארצות הברית - עד צאתו לגמלאות ב-1997. הוא העמיד תלמידים רבים, וכמה מהם הלכו בעקבותיו והגיעו לעמדות בכירות באקדמיה ובתעשייה.

גם לאחר פרישתו, ועד היום, הפרופ' חשין ממשיך בעבודתו המחקרית הענפה. תחומי המחקר הראשיים שלו הם מכניקה של מוצקים, חומרים הטרוגניים, מכניקה של התעייפות חומרים ובעיקר חומרים מרוכבים. 

"חומרים מרוכבים הם שילוב הנדסי של חומר קל, כמו פלסטיק או מתכת, עם חומר אחר, למשל סיבי פחמן דקיקים", מסביר חשין. "התוצאה המתקבלת היא חומר קל מאוד, קשיח מאוד וחזק מאוד". בזכות התכונות האלו הם משמשים מרכיב מפתח בבניית כלי טיס ותעופת חלל (טילים, לוויינים וחלליות) וכלי שיט מיוחדים. בשל עלותם הגבוהה של כלים אלה היו חלוצי השימוש בהם בעיקר גופים צבאיים. "כשהתחלתי לעסוק בתחום הזה היו חומרים מרוכבים בעיקר עניין תיאורטי", אומר חשין. "אחר-כך הם הפכו בהדרגה לחומרים הנדסיים מן המעלה הראשונה. ככל שמייצרים אותם יותר עלויות הייצור פוחתות, וכך מתרחבים תחומי השימוש בהם. היום הם משמשים גם  בהנדסה אזרחית, ואפילו בייצור אבזרי ספורט קלים וחזקים יותר".

כאחד המומחים הבכירים בעולם בתחום החומרים המרוכבים הרבה הפרופ' חשין לחקור בעבור כוחות הצבא האמריקניים, ובראשם הצי וחיל האוויר. הוא גם עבד בשירות סוכנות החלל נאס"א. חשין שימש יועץ לחברות רבות ברחבי העולם. בישראל הוא תרם מן הידע שלו בין השאר לפיתוח מטוס ה"לביא", וכן יעץ לרשות לפיתוח אמצעי לחימה – רפא"ל.

מחקריו האקדמיים והיישומיים של הפרופ' חשין זכו להכרה בין-לאומית רחבה. הוא נשא הרצאות בכנסים מדעיים ומקצועיים בכל רחבי העולם, וארגן בעצמו כינוסים רבים. הוא גם קיבל פרסים ואותות הוקרה רבים על פועלו. אחד מהם הוא המדליה על מצוינות בחקר חומרים מרוכבים מטעם אוניברסיטת דלאוור שבארצות הברית, שהונפקה בפעם הראשונה ב-1984 ונושאת את שמם של חשין ושל שלושה מדענים מצטיינים אחרים ואת דיוקניהם.

פרסומים נבחרים

נוסף על ספרים שכתב וערך, פרסם פרופ' חשין כמאה מאמרים מקצועיים בכתבי עת מדעיים. כמה מהם היו פורצי דרך בהתפתחות החומרים המרוכבים, וצוטטו מאות פעמים מאז פרסומם. להלן כמה מהחשובים שבמאמריו:

    • 1972 Theory of Fiber Reinforced Materials
    • 1986 Fiber Composites: Analysis and design, Vol. 1: Composite Materials and Laminates (with B.W. Rosen)
    • 1983 Mechanics of Composite Materials: Recent Developments (with C.T. Herakovich)
    • 1986 Mechanics of Damage and Fatigue (with S.R. Bodner)
    • 1992 Theoretical and Applied Mechanics (with S.R. Bodner, Singer & A. Solan
    • 1962 The elastic moduli of heterogeneous materials, Journal of Applied Mechanics Transactions
    • 1963 A variational approach to the theory of the elastic behaviour of multiphase materials, Journal of Applied Physics (with S. Shtrikman)
    • 1964 The elastic moduli of fiber reinforced materials, Journal of Applied Mechanics (with B.W. Rosen)