Дмитрий Соколов - Необычные изобретения. От Вселенной до атома

Про изобретательство написано огромное количество книг и статей. Многие из них начинающему изобретателю читать трудно. Мне же хотелось написать книгу, которая будет понятна и интересна, но при этом окажет пользу и изобретателям, и просто любознательному читателю.

Эта пятая книга является продолжением цикла рассказов об изобретателях и изобретениях. Она основана в первую очередь на лекциях, прочитанных за последние годы студентам и школьникам.

Первая книга этого цикла «Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий», (М.: Техносфера, 2010) была предназначена для специалистов, давно работающих в науке. Второй книгой «Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах» (М.: Техносфера, 2011), я надеюсь, заинтересовал изобретательской деятельностью широкий круг читателей. Третья книга «Обучение изобретательству на интересных примерах» (М.: LAMBERT Academic Publishing) предназначена начинающему изобретателю в качестве пособия по созданию и патентованию своих первых изобретений. Четвертая книга «Создание, оформление и защита изобретений» (М.: ИНИЦ «Патент») рассматривает высокие патентные технологии.

Пятая книга расскажет читателю о необычных изобретениях, которые были сделаны в нашем материальном мире природой и человеком. На них не всегда выдавали патенты. Тем не менее, согласно патентному законодательству любой страны, многие из них являются настоящими изобретениями, созданы с использованием изобретательских методик и могли бы быть патентами защищены. В начальных главах я подробно остановился на тех областях, в которых не принято находить объекты изобретательства: на природных процессах, на художественном творчестве, а также на решении экстремальных задач. Этот материал может быть использован школьниками и студентами для самостоятельного изучения основ изобретательской деятельности.

Я надеюсь, что рассказанное ниже расширит кругозор заинтересованного читателя и будет полезно при решении различных технических и организационных задач. Ведь благодаря изобретениям люди делают свою жизнь проще, интереснее и богаче. Да и само человечество возникло и развивается благодаря тому, что кто-то первый взял заостренный камень и использовал его в качестве ножа, соединил камень с палкой, сделал топор и получил конкурентное преимущество, потом изобрел лук, освоил получение железа и проник в тайны космоса, одновременно совершенствуя свой мозг. Изобретательство в широком понимании этого слова – это отрицание предыдущих знаний с одновременным максимальным их использованием. Главная часть каждой формулы изобретения начинается словами: «…отличающееся тем, что…», и если было бы не так, то на земном шаре до сих пор жили только одноклеточные существа, непонятно откуда взявшиеся.

Многие изобретения сопровождаются примерами составления формул на них, что поможет начинающим разработчикам в защите своей интеллектуальной собственности.

Заключительная часть может быть полезна также разработчикам современной техники. Она рассказывает об изобретениях в нано-мире, а также затрагивает современные патентные технологии, которые должны сопровождать общее развитие науки.

В приложениях приведены универсальные шаблоны, позволяющие изобретателю без изучения патентного законодательства сразу составлять заявки на изобретения, что не исключает этого изучения в процессе работы.

Автор выражает благодарность:

Виктору Александровичу Быкову, генеральному директору ЗАО «НТ-МДТ», без поддержки которого эта и другие мои книги были бы невозможны;

Юрию Борисовичу Норштейну, который рассказал о своих творческих методах и предоставил для печати фрагменты произведений;

Виктору Эдуардовичу Языкову, с которым мы много раз обсуждали проблемы взаимоотношений человека и природы;

Ольге Андреевне Казанцевой – генеральному директору ЗАО «РИЦ «Техносфера»;

Марку Ивановичу Гаврилову – заместителю главного редактора журнала «Изобретатель и рационализатор», Владимиру Александровичу Фокину – научному редактору журнала «Наноиндустрия», Алексею Николаевичу Цаплину – менеджеру проекта журнала «Наноиндустрия», Нине Петровне Кузнецовой – главному редактору журнала «Патенты и лицензии», за поддержку развития новых направлений в изобретательстве; а также другим бескорыстным помощникам и читателям, которые проявляли интерес к тематике этой книги.

По оценке многих ученых наибольшее число открытий в настоящее время происходит и будет происходить в науке о формировании и развитии Вселенной. Действительно, благодаря развитию техники в последнее время наши знания о Вселенной, возраст которой примерно 15 млрд лет, резко возросли. Ту ее часть, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню науки, часто называют Метагалактикой. Наблюдение за движением космических объектов вокруг невидимых масс практически подтвердило существование черных дыр. Причем их диаметры могут быть от 300 млн км до размеров атомного ядра. Хотя теоретически то, что свет может не покидать звезду, было рассчитано в 1783 году английским математиком Джоном Митчеллом и независимо от него в 1796 году французским астрономом и математиком Пьером Симоном Лаплассом. Возможность расширения Вселенной была предсказана российским математиком А.А. Фридманом в 1924 году на основе уравнений Эйнштейна, во что, кстати, сначала не поверил сам Эйнштейн. Но сначала американским астрономом Весто Мелвин Слайфером, а позже в 1929 году его коллегой Эдвином Хабблом было обнаружено, что галактики удаляются от нас. Существование «белых карликов», когда звезды сжимаются и приобретают плотность до 10 тонн на кубический сантиметр, было математически обосновано в 1920 году индийцем Субрахманьян Чандрасекхар. Астрономы того времени скептически отнеслись к возможности существования таких объектов. И только после революционных открытий в начале 1960-х годов кардинально изменили свои взгляды. Более чем через полвека Субрахманьян был удостоен Нобелевской премии за это открытие [1]. При обнаружении пульсаров – звезд, вращающихся со скоростями в сотни оборотов, в секунду, и квазаров (квазизвездных радиоисточников), имеющих размеры в миллионы световых лет, сами первооткрыватели этих объектов сначала не верили в их существование и искали ошибки в своих расчетах. В 2012 году была обнаружена прямоугольная Галактика, получившая название LEDA 074886 и расположенная в 70 млн световых лет от Земли. Исследование динамики расширяющейся Вселенной и распределения в ней массы с помощью орбитального телескопа «Хаббл» позволило выдвинуть гипотезу существования темной энергии и темной материи и даже построить плотность ее распределения в Метагалактике (рис. 1.1). При этом предполагается, что обычной материи во Вселенной всего 4,4 %, темной материи примерно 23 %, а остальные 72,6 % приходятся на темную энергию, которая так же, как и обе материи, обладает массой. Причем, что такое темная материя и темная энергия, непонятно до сих пор.

В этой главе мы более подробно остановимся на тех процессах во Вселенной, которые в какой-то мере понятны в настоящее время. Первый процесс – это образование планет. Благодаря тому же «Хабблу» обнаружены уже тысячи планет вне Солнечной системы вокруг различных звезд, и сообщения о новых планетах приходят чуть ли не каждый день. Причем у планет может быть более одного «солнца». В созвездии Скорпиона на расстоянии 22 световых года от нас обнаружена планета, по размеру близкая к Земле, вращающаяся вокруг звезды, которая, в свою очередь, вместе с ней вращается вокруг двойной звезды. То есть на этой планете существует большая проблема с ночью (рис. 1.2), что может быть очень даже хорошо для существования жизни. Наиболее распространенная теория (способ) формирования планет заключается в том, что пылевые околозвездные образования под действием гравитационных сил сначала образуют зародыши планет, которые притягивают к себе все большее количество космических тел до формирования полноценных объектов. Тем не менее в последнее время предложено еще несколько вариантов формирования планет. Например, гипотеза гравитационной неустойчивости, в результате которой планеты могут формироваться путем внезапного коллапса, приводящего к разрушению первичного газопылевого облака. Если рассмотреть все эти способы с точки зрения патентного законодательства, то они являются полноценными изобретениями, так как в них имеется новая последовательность действий и технический результат. Разумеется, мы не предполагаем получения патентов на подобные изобретения, ведь для этого необходимо желание автора.