В 1818 году на потоке из Святого озера был поставлен лесопильный завод оригинальной конструкции. Он мог работать почти без обслуживающего персонала. Во время пуска воды лежащие вне здания бревна сами постепенно втаскивались на место распила, распиливались, доски складировались, а опилки уходили по желобу на специально отведенное место. Это описание легко превращается в формулу изобретения. В настоящее время завод не сохранился. В начале XX века на этом же потоке была построена единственная в своем роде монастырская электростанция с двумя динамо-машинами мощностью 15 и 25 кВт для освещения монастыря. Еще одно уникальное сооружение, связанное с водой и подсказанное природой, – закрытая валунная гавань на Большом Заяцком острове в пяти километрах от монастырского причала (рис. 9.4). Гавань имеет форму трапеции с максимальной стороной в 40 м у берега и в 36 м у насыпного вала напротив, в котором сделан 4-метровый проход для судов. В береговой зоне имеется четыре различных углубления с перемычками для швартовки судов разных размеров. Известна запись по организации строительства гавани, сделанная Филиппом на стоявшем здесь кресте, которая призывала приезжих паломников, чтобы они "по силе своей каменья же носили бы на заднюю стенку становища на угол от моря, для того чтобы волнами морскими не располоскало" [12]. Устройство такой капитальной гавани вдали от основных построек монастыря имело следующий смысл. Суда, выходившие в хорошую погоду с материка, часто попадали во внезапный шторм, чем славится Белое море. Здесь же они находили перехватывающую стоянку и пережидали непогоду. Эту гавань можно было бы запатентовать через способ доставки грузов с материка на острова.
Филиппом в 1552 году было начато грандиозное каменное строительство монастыря с использованием валунов, запасы которых в округе неисчерпаемы. Примерно в это же время был построен кирпичный завод, где утрамбовка глины и ее резка осуществлялась механизмами, движимыми лошадьми и волами. Для подачи готовых кирпичей и валунов на строящиеся стены использовались транспортеры также на животной тяге.
Возведение крепостных стен монастыря началось последователями Филиппа под руководством монаха Трифона в 1582 г. и длилось 14 лет. Принципы валунного строительства с внутристенными укреплениями бревнами, использованием определенных соотношений нижних и верхних валунов, дополнением межвалунных пустот битым и целым кирпичом были опробованы Филиппом, использовались при дальнейшем строительстве монастыря и сохранились до сих пор, что подтверждает правильность выбранных методик. Вес нижних камней достигает 11 тонн, высота стен – 10 м, а высота башен – 30 м (рис. 9.5). Благодаря валунному рельефу многие бойницы в стенах и башнях были естественно замаскированы. Башни выступают за линии стен для возможности ведения бокового огня при обороне. Это могло бы быть весомым техническим эффектом при патентовании. Первая проверка на прочность у крепости была во время церковного раскола, когда монастырь не принял нововведения патриарха Никона и был атакован царскими стрельцами. Осада продолжалась с 1668 по 1676 годы и если бы не предательство одного из братии, который показал тайный подземный ход, то монастырь скорее всего устоял бы. Ключевую роль в его защите сыграл подземный канал от Святого озера, который все годы снабжал осажденных водой, а также экономил мускульную силу, благодаря использованию в хозяйстве различных механизмов, приводимых в движение бурным потоком. Примерно через два века крепость вторично была проверена на прочность. Летом 1854 года в разгар крымской войны два английских шестидесятипушечных фрегата атаковали монастырь. Обстрел продолжался около 9-ти часов, по монастырю было выпущено около 1800 ядер и бомб. По признанию английского капитана, их хватило бы на разрушение нескольких городов. В монастыре же не было ни одной жертвы. Видя бесперспективность атаки, англичане отступили. А это типичное доказательство эффективности использования изобретения, некий "протокол испытаний".
То есть смело можно утверждать, что сам монастырь является великим изобретением русского гения. Недаром вид на него с восточного берега Святого озера запечатлен на 500-рублевой купюре (рис. 9.6).
Помимо строительства оригинальных сооружений на Соловках много экспериментировали с акклиматизацией растений. В середине XIX века в самом защищенном от ветров месте острова в районе хутора Горка были оборудованы оранжереи с подземным подогревом почвы, где вызревали арбузы, персики, дыни и огурцы. Здесь был также разбит самый северный ботанический сад и в разное время акклиматизированы яблоня, ирга, сирень, роза, бадан и другие растения. В этом случае можно было бы запатентовать способ выращивания теплолюбивых растений в районе полярного круга. Интересное рукотворное изменение природы произошло также на острове Анзер. Этот остров расположен в 5-ти километрах от Большого Соловецкого и сам является удивительным изобретением природы. Мыс Кеньга, куда обычно причаливают лодки – типичное арктическое побережье из голых валунов, через несколько сотен метров в глубь острова начинается тундра, потом лесотундра. Через километр лесотундра переходит в тайгу с огромными елями и далее в сосновые боры и смешанный лес, заканчивающийся лугами, типичными для средней полосы России. Многие годы паломники, посещавшие Анзер, приносили семена из родных мест и высаживали их на Богородичном лугу. В результате он приобрел совершенно необычный для севера вид с разнотравьем чуть ли не всех климатических зон России. В этом случае мы уже имеем коллектив изобретателей – природу и человека. Но одно из самых поразительных природных изобретений Соловков, которое мне удалось увидеть на Большом Заяцком острове – это рябина, имеющая одну гроздь обычного размера на стволе высотой в 10 см.
В заключение хочу привести еще одно изобретение из соловецкой истории, как природа, по моему мнению, помогла древнему человеку изобрести спиральный лабиринт. На территории России найдено около 50 каменных неолитических лабиринтов и 33 из них находятся на Соловках (рис. 9.7). Зачем они сделаны – ученые спорят до сих пор. Приписывают им культово-ритуальное значение, магическое и другие, вплоть до приспособлений для ловли рыбы. Но назначение мы пока отложим до будущих времен. Лабиринты имеют довольно сложную спиральную форму и до сих пор не понятно, что было их прообразом. Есть версии, что это был млечный путь или строение органов человека, начиная от ушной раковины и тонкого кишечника, и кончая женским детородным органом. Осмелюсь предложить свою версию. Эти лабиринты заканчиваются в середине или петлей, или одной спиралью, или замкнутой окружностью (овалом), такое же строение имеют отпечатки пальцев человека. Наука, изучающая отпечатки пальцев и их влияние на особенности человека называется дерматоглифика. Более того, есть исследования, что форма этих рисунков связана с тем, какой национальности и даже расы были предки каждого конкретного человека. То есть, возможно, по строению лабиринтов и частоте расположения их на Земле, а есть они и в других местах, можно будет судить о переселении народов. Этот подход может быть использован в сочетании с лингвистической (по созвучности слов разных народов) [13] и митохондриальной (по анализу митохондриальной и Y-хромосомной ДНК человека) [14] теориями и дать более полную картину освоения Земли человеком. При этом все эти теории, а вернее методики, могли бы быть защищены патентами, как способы определения путей миграции человечества. В формулах этих изобретений могли бы быть последовательно описаны измерения и оценки объективных фактов каждой методики.
Следует также заметить, что только в XX веке под влиянием развития биологии, химии и термодинамики сформировалось новое научное фундаментальное направление в естествознании – учение о биосфере В.И. Вернадского, согласно которому все явления связаны между собой и, следовательно, к окружающему миру мы должны относиться, как к единому живому организму [15]. Смело можно утверждать, что этот принцип на Соловках монахами начал использоваться еще в XVI веке.
Приведенные примеры, хочется надеяться, показывают разнообразие объектов, на которые можно было бы получать патенты, и помогут исследователям выявлять неожиданные изобретения в своих работах.
Литература
1. Интеллектуальная собственность в терминах и определениях. Терминологический словарь/Под ред. Н.В. Милетенко. – М.: 1996. – 205 с.
2. В. Мухачев. Как рождаются изобретения. – М.: Московский рабочий, 1968, с. 178.
3. Рутген М. Происхождение жизни. – М.: Мир, 1973, с. 96– 125.
4. Иваницкий Р.Г. XXI век: что такое жизнь с точки зрения физики. – Успехи физических наук, 2010. – Т. 180, № 4, с. 360, 365, 341.
5. Реутов П.В., Шехтер А.Н. Как в XX веке физики, химики и биологи отвечали на вопрос: что есть жизнь? – Успехи физических наук, 2010. – Т. 180, № 4, с. 393–414.
6. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений, основанных на открытиях. – Патенты и лицензии, 2010, № 9, с. 21–27.
7. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий. – М.: Техносфера, 2010. – 136 с.
8. Соколов Д.Ю. Патентование высокотехнологичных решений (продукции) и методика составления заявок на различные типы патентов. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 27–31.
9. Соколов Д.Ю. Придумки Соловецкой Земли. – Изобретатель и рационализатор, 2010, № 4, с. 26–27.
10. История Первокласснаго Ставропигиальнаго Соловецкаго Монастыря. С.-Петербург. Типография Спб. Акц. Общ. Печатнаго дела в России Е. Евдокимов. Троицкая, № 18, 1899, с. 40.
11. Ренкель А. Роберт Фултон – отец "Наутилуса". – ИР, 2009, № 4.
12. Скопин В.В. На Соловецких островах. – М.: Искусство, 1990, с. 157.
13. Девид Миндел. Эволюция в повседневной жизни. – В мире науки, 2009. № 4, с. 64.
14. Генри Стикс. Следы далекого прошлого. – В мире науки. 2009, № 1, с. 35.
15. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М. Человек и биосфера: опыт системного анализа и эксперименты с моделями. – М.: Наука, 2002.
Глава 10 Другие интересные изобретения и составление их формул
Faciant meliora potentes.
Пусть сделает лучше тот, кто может.
В этой главе рассмотрим составление формул для изобретений, которые благодаря своей оригинальности оставили след в истории изобретательства.
Ученые долго ломали голову, каким образом древние строители египетских пирамид могли строго горизонтально располагать их огромные основания. Оказалось следующее: по периметру будущей пирамиды выкапывался ров, в него наливалась вода, и по ее уровню строилось основание. Формула этого изобретения, как и в некоторых последующих случаях, для простоты будет приводиться без ограничительной части. Она может выглядеть следующим образом. "Способ формирования основания крупногабаритного объекта в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что по периметру будущего основания создают ров, заполняют его водой и, используя ее уровень, формируют основание".
Следующий пример приводит С.С. Истомин в своей книге "Самые знаменитые изобретатели России" [1].
"Прихожане моршанской церкви Николая Чудотворца решили возвести новую каменную церковь на месте старой – деревянной. Но когда собрали деньги на постройку, стало жаль сносить старую церковь, еще достаточно крепкую. На выручку пришел рязанский плотник Дмитрий Петров – крепостной помещицы Засецкой. Он предложил за двести пятьдесят рублей отодвинуть в сторону старую церковь, ручаясь головой за ее сохранность при передвижке.
Петров использовал приемы, подобные тем, которые применяют современные строители. Он передвинул здание на катках и установил его на новом, заранее подготовленном основании. Во время передвижки церковь была стянута большими железными скобами.
"Церковь, наполненная молящимися, оглашаемая пением и колокольным звоном, повинуясь сотням рук, была сдвинута с прежнего своего места на сорок два аршина и во время этого движения только крест на верху церкви слегка колебался".
Формула изобретения для этого перемещения может быть следующей: "Способ перемещения здания, отличающийся тем, что здание скрепляют металлическими скобами, устанавливают на катки, перемещают и устанавливают на новом основании".
Также интересный пример приводит В.П. Трушкин "Один российский предприниматель закупил в Англии станки и паровую машину с котлами. Оборудование довезли до реки, на противоположном берегу которой стояла фабрика владельца. И тут спохватились: как же переправить через реку тяжеленное оборудование, которое не выдержит имеющийся паром? Заморский инженер, сопровождавший груз, предложил построить мост. Прикинули – оказалось, что мост будет намного дороже нового большого парома, но удобнее. Фабриканту предстояли расходы, он крепко задумался. И случается же такое: перед растерявшимся фабрикантом появился простой мужичонка в замасленной куртке, который предложил простейший выход. Он понял затруднения специалистов и посоветовал сделать все по-другому:
– Я переправлю вашу машинерию на тот берег и дорого не возьму – всего два ведра водки.
Переглянулись инженер с хозяином, усмехнулись недоверчиво, но все же согласились. Взял мужик топор, срубил молодую березку и давай тесать пробки. Этими пробками он забил все дырки в котлах, а пробки промазал смолой. Затем взял большой дрючок и скатил котлы в реку. Там он прочно связал все котлы и велел ставить на этот "плот" машину. Затем прицепил свое изобретение к парому и благополучно доставил до противоположного берега…" [2].
Формула изобретения для этого перемещения может быть следующей: "Способ перемещения многокомпонентной конструкции с полыми емкостями по воде, отличающийся тем, что отделяют полые емкости от конструкции, обеспечивают их герметичность и размещают на них многокомпонентную конструкцию".
А вот другой пример перемещения крупногабаритных объектов, изображенный на барельефе в древнеегипетской гробнице (рис. 10.1). Так как из этого изображения способ абсолютно понятен, сразу приступим к составлению формулы изобретения. Она будет выглядеть следующим образом: "Способ перемещения крупногабаритного объекта, включающий закрепление объекта на полозьях, которые перемещают по плоской поверхности, вводя между ней и полозьями антифрикционную жидкость и периодически заменяя разрушившиеся части полозьев".
Также два интересных случая описывает В.И. Ковалев "На площади перед царским дворцом из земли выступала глыба огромного камня. Царь приказал убрать этот камень. Но придворные оказались в затруднении: при транспортной технике того времени это не представлялось возможным. Тогда один из простых русских мужиков взял эту задачу на себя. Вместе со своим сыном он вырыл возле камня большую яму, столкнул в нее камень, засыпал ее землей и разровнял землю по поверхности. Камня как не бывало" [3].
Рис. 10.1. Перемещение крупногабаритных грузов. Барельеф древнеегипетской гробницы
Данное решение вполне укладывается в понятие изобретения и может быть описано следующей формулой: "1. Способ удаления с поверхности объектов выступающих включений с повышенной твердостью, отличающийся тем, что твердые включения удаляются внутрь объектов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые включения удаляются путем вдавливания внутрь объектов. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в непосредственной близости от выступающих включений в объектах формируют выборки, в которых размещают твердые включения. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что фрагменты объектов, образовавшиеся при формировании выборок, разравнивают по объектам. 5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что фрагменты объектов, образовавшиеся при формировании выборок, удаляют с поверхности объектов.
Данная формула составлена, как зонтичная и защищает не только оригинальное решение русского мужика, но и, например, способ ремонта дорог, когда гравий вдавливают катком в пластичную основу.
Второй случай, описанный Ковалевым. Во времена правления Наполеона Первого было принято решение восстановить разваливающееся здание Музея искусств и ремесел в Париже. Две высокие комиссии не придумали ничего лучше, как разрушить здание и построить новое. Однако инженер Молар решил использовать силу теплового сокращения длины толстых металлических болтов. Этот пример описан в "Физической хрестоматии" под редакцией Я.И. Перельмана: "Молар пропустил через стены два ряда (верхних и нижних) болтов, а снаружи прижал к стенам якоря посредством весьма прочных плоских гаек. Когда это было исполнено, то на очагах, под нижним рядом болтов, был разведен огонь, вследствие чего болты нагрелись и сделались длиннее. В этом положении болты выдались из стен наружу более, чем прежде, а следовательно гайки могли быть снова навинчены… Когда затушили огонь, болты охладились и укоротились именно на столько, на сколько они расширились при нагревании; а так как это движение преодолевает большие препятствия, то стены строения сблизились на столько же, на сколько сжались болты… Железные болты, употребленные Моларом, были достаточно прочны, они не разорвались, но сдвинули стены. По этой причине верхний ряд болтов выдался из стен; гайки уже неплотно прилегали к ним, и работа второго утра состояла в том, чтобы довинтить верхние гайки. После этого нижний ряд болтов был нагрет вторично… Такого рода работа продолжалась часа два каждое утро до тех пор, пока цель была достигнута, – стены сдвинуты, скреплены раствором, а потом по частям был исправлен и самый фундамент. На всю работу употреблено было менее половины выданной Молару суммы. Остальные полмиллиона Наполеон подарил этому искусному инженеру и, кроме того, наградил его орденом Почетного Легиона".
Формула этого изобретения настолько проста, что читатель сможет ее составить самостоятельно.
Любопытное изобретение мадам Клико приводит А. Ренкель [4]. Долгие годы производители шампанского не могли удалять из него осадок, и оно оставалось мутным. Мадам Клико придумала следующую технологию: она расположила бутылки, в которых скапливались дрожжевые осадки, горлышками вниз, затем бутылки выносились на мороз, осадки замерзали, при этом из-за мороза давление в бутылках снижалось и оставалось их аккуратно открыть, что бы ледяные пробки сами выскочили из горлышек. Формула этого изобретения может выглядеть следующим образом: "Способ удаления осадка из бутылки с горлышком, включающий закупоривание бутылки пробкой, образование осадка и его удаление, отличающийся тем, что бутылку переворачивают пробкой вниз, формируют осадок в горлышке, размещают бутылку в зоне низких температур, замораживают осадок, вынимают пробку из горлышка и обеспечивают удаление осадка из нее".
Завершить главу хочется народными изобретениями горячего лета 2010 года. Прикосновение к любому предмету в это время вызывало кучу отрицательных эмоций, особенно это касалось подушек при отходе ко сну. Для решения этой проблемы их надо было упаковывать в полиэтиленовый пакет и класть в холодильник. Как минимум час подушка после этого сохраняла свежесть. Простыни можно было класть в морозильник. Второе изобретение посложнее. Во многих домах имеются вентиляторы, из них можно было делать мини-кондиционеры, взяв из морозильника 4–5 пластиковых бутылок со льдом, поставив их в ряд с зазором в 1 см и направив на них поток воздуха. Составить формулы этих изобретений – задание читателю.
Литература
1. Истомин С.В. Самые знаменитые изобретатели России. – М.: Вече, 2000. – 469 с.