Рис. 6.17. Волшебный фонарь. Иллюстрация из книги Жана Ноле «Лекции по экспериментальной физике». Париж. 1748 год

Печать с деревянных досок была известна в Египте и Китае во II–IV веках, в XII–XIII веках эта технология пришла в Европу. При этом приоритет Гуттенберга оспаривается до сих пор. В Голландии изобретателем книгопечатания считают Лоренца Костера, во Франции – Прокопия Вальтфогеля, в Италии – Памфилио Кастальди, в Бельгии – Иоганна Брито [16].

Механические часы, производство бумаги, книгопечатание сыграли огромную роль в развитии естествознания. Компас, предположительно изобретенный в Китае во втором веке н. э. [17], примененный арабскими мореплавателями в XII веке и пришедший в Европу в XIII веке открыл эпоху великих географических открытий. Следует заметить, что, не смотря на такую долгую историю компаса, патенты на него продолжают получать до сих пор. Например, в патенте RU2338157 от 11.04.2007 за счет введения дополнительных магнитомягких элементов уменьшена погрешность курсоуказания. Есть также много и других патентов на компас, повышающих его надежность, расширяющих его функциональные возможности и т. п. А вот бумага, изобретенная в начале первого тысячелетия в Китае, потом в VIII веке перешедшая к арабам, а затем в Испанию, Италию, Англию и т. д., послужившая распространению научных знаний, в настоящее время из-за всеобщей компьютеризации теряет свое значение, как, к сожалению, и книги, напечатанные на ней.

И еще одна связь древнейшего изобретения и науки сегодняшнего дня. Считается, что толчком к развитию эры автоматов послужил анализ действия ямы-ловушки для поимки мамонтов и других зверей [18]. Яма выкапывалась на тропе, прикрывалась ветками, и зверь падал в нее, наступая на них. Яму-ловушку без натяжки можно назвать первым автоматом, т. к. по определению автомат – это устройство, которое срабатывает по установленной человеком программе каждый раз, когда возникает определенное условие (например, когда животное наступает на ветки).

Для реализации изобретений нужны чертежи. В средние века уже научились делать подробные изображения механизмов. По рисункам 6.18 и 6.19 XVI века хоть сейчас можно изготавливать эти машины. Но и на миниатюре XII века (рис. 6.20) неплохо изображена суть процесса пусть даже в алхимии. Интересен также переход от алхимии к химии. Поначалу перегонка фосфора, изображенная на картине Джозефа Райта (рис. 6.21), носила налет таинственности, свойственный алхимии, а потом стала обыденным процессом.

И еще пример длительного использования средневековых изобретений. Греческие монастыри на скалах монашеского центра Метеора издавна использовали подъемники на тросах и лебедках для доставки людей и грузов (рис. 6.22). Прошло время, но и сейчас иногда можно увидеть то же самое (рис. 6.23).

Рис. 6.11. Яхта Виктора Языкова «Лагуна» в гонке одиночек через Атлантику. 1992 год

Рис. 6.20. Дистилляционный аппарат. Миниатюра из арабской рукописи XII века «Получение философского камня»

Рис. 6.21. Перегонка фосфора. Картина Джозефа Райта из Дерби. Англия. Около 1770 года

Рис. 6.23. Метеора, монастырь Варлаама. Дата основания 1350 г.

Рис. 6.24. Витражи дворцовой церкви Сент-Шапель. Начало строительства 1242 год

Рис. 7.1. Вольт демонстрирует свое изобретение Наполеону. Роспись Дж. Бертини в Музее истории науки во Флоренции. 1880-е годы

Рис. 9.1. Филипповские садки на Большом Соловецком острове. Сооружены в середине XVI века. (Фото А.А. Захарченко)

Рис. 9.3. Сухой док на выходе канала из Святого озера. Построен в 1801 году

Рис. 9.4. Закрытая валунная гавань на Большом Заяцком острове. Сооружена в середине XVI века. (Фото А.А.Захарченко)

Рис. 9.5. Соловецкий монастырь со стороны бухты Благополучия. Начало каменного строительства 1552 год

Рис. 9.6. Соловецкий монастырь со стороны Святого озера – изображен на российской купюре достоинством в 500 руб.

Рис. 9.7. Каменный лабиринт на Большом Заяцком острове. II тыс. до н. э.

Рис. 14.1. Наскальная живопись верхнего палеолита. Пещера Альтамира. Испания

Рис. 14.2. Встреча Иоакима и Анны. Фреска Джотто. 1304–1306 годы

Рис. 14.3. Фрагмент Гентского алтаря. Братья Хуберт и Ян ван Эйки. 1432 год

Рис. 14.4. Поклонение пастухов. Картина Эль Греко. 1610 год

Рис. 14.5. Крик. Картина Эдварда Мунка. 1893 год

Рис. 14.6. Невольничий рынок с исчезающим бюстом Вольтера. Картина Сальвадора Дали. 1940 год

Рис. 6.18. «Бесконечная цепь». Иллюстрация из альбома Жана Бессона «Театр математических и механических инструментов». Лион. 1579 год

Рис. 6.19. Машина для забивания наклонных свай. Иллюстрация из альбома Жана Бессона «Театр математических и механических инструментов». Лион. 1579 год

Рис. 6.22. Метеора, центр православного монашества. Греция. Известен с XI века

От средневековья переходим к относительно недавнему времени. Русский ученый Ю.В. Кондратюк в 20-е годы прошлого века рассчитал траекторию полета на Луну и многие другие характеристики межпланетных сообщений, чем воспользовались американцы в программе «Apollo», кстати, со ссылкой на первоисточник и увековечили его имя. Гениальный изобретатель В.Г. Шухов связал своими изобретениями несколько поколений конструкторов и технологов в различных областях. Его называли «человеком-фабрикой» и первым инженером России. Одно из его великолепных изобретений – это всем известная радиобашня на Шаболовке. В его арсенале также разработки нефтепроводов, организация водоснабжения Москвы, огромное количество строительных конструкций (180 стальных мостов) [19], а также средств их разрушения, мин и артиллеристских систем.

Картина будет неполной, если не остановиться на двух великих открытиях XIX–XX веков и на том, как каждое из них связывает время и как они связаны между собой. Открытие по отношению к изобретению – это категория высшего порядка, но, по моему мнению, эта информация здесь уместна, так как почти каждое открытие порождает серию следующих за ним изобретений, о чем мы уже упоминали ранее. Начнем с более позднего открытия. Принцип матричного размножения биологических макромолекул (способ) был открыт Николаем Константиновичем Кольцовым (1872–1940) и опубликован им в 1928 году. Этот принцип он развивал, отталкиваясь от идей о молекулярной передаче наследственных признаков, высказанных Александром Андреевичем Колли (1840–1916). В конечном итоге матричный принцип явился базой для открытия двойной спирали ДНК, за что Джеймс Уотсон (род. в 1928 г.) и Френсис Крик (1916–2004) в 1962 г. получили Нобелевскую премию. Но в своих работах, что прискорбно, они не сослались на Кольцова. Как считает Симон Эльевич Шноль [20], идеи Кольцова им были известны, а что это его идеи – нет. Анализируя достижения биологии, в частности циклическую спираль ДНК, циклическую работу ферментов, биоритмы и т. п.; в других областях – циклические ядерные реакции в звездах, циклы ноосферы и многое другое, вплоть до философии Гегеля, В. Реутов и А. Шехтер полагают, что теория цикличности является основополагающей для живой и неживой материи [21].

Теперь возвращаемся назад во времени. В 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев (1893–1907) открыл закон периодической (цикличной) взаимосвязи химических элементов, на основании которого мы имеем таблицу, названную его именем. Можно также сказать, что Менделеев изобрел способ предсказывания еще неизвестных химических элементов и их свойств. Это открытие, по мнению многих ученых, является величайшим достижением всех времен и народов. По мнению Реутова и Шехтера, открытие периодического закона в наибольшей мере подтверждает всеобъемлющее значение принципа цикличности, который они ставят в один ряд с атомарным принципом строения вещества, а также с категориями пространства, времени и движения. И общая теория цикличности, по их мнению, могла бы стать основой для многочисленных обобщений в различных областях знаний. То есть значение Д.И. Менделеева как предтечи общей теории цикличности в будущем, возможно, только увеличится. Следует заметить, что работы с ДНК и периодический закон имеют непосредственное отношение к нанотехнологии, о которой будем говорить дальше.

Интересно, что первый патент в мире был выдан в 1449 г. Джону Уитноу на изготовление по собственной технологии цветного стекла. А для его окрашивания в разные цвета используются наночастицы металлов и их оксидов, следовательно, первый патент в мире относится сразу к нанотехнологиям. Также интересная связь времен прослеживается на цветных церковных витражах (см. рис. 6.24), окрашенных наночастицами золота. Несколько лет назад ученые Технологического университета Квинсленда, сообщает профессор Жу Хвай Йонга, установили, что эти частицы, возбуждаясь от солнечного света, формируют магнитные поля на поверхности витражей, которые расщепляют вредные для человека вещества, не создавая опасных побочных продуктов. То есть витражи являются фотокаталитическими очистителями воздуха [22]. Представим себе гипотетическую ситуацию, что в средние века была подана заявка на это изобретение с отложенным рассмотрением ее по существу из-за недостаточной уверенности авторов в получении патента, а через несколько веков был найден новый технический результат (Жу Хвай Йонга), который можно было бы дослать в патентное ведомство и гарантированно получить патент на изобретение с приоритетом средневековья. Повторяю, эта ситуация гипотетическая, для нее жить надо не менее пятисот лет и откладывать экспертизу нужно было бы не на 3 года, как сейчас, а примерно на то же время. Тем не менее она наглядно показывает, что признания изобретатель при своей жизни не всегда может дождаться. И если явный технический эффект изобретения в настоящее время не объясним на основании имеющихся знаний, причислять такое изобретение сразу к лженауке не следует.

Интересно также, что первая привилегия на изобретение в России была выдана 2 марта 1748 года Антону Тавлеву, Терентию Волоскову и Ивану Дедову «на устроению фабрик для деланию красок по предложенному ими способу». Опять же, область, близкая к нанотехнологии.

Таким образом, связь времен от современных нанотехнологий прослеживается в средние века и даже дальше вплоть до неандертальцев (как бы даже не совсем людей), которые уже использовали красители в косметологии верхнего палеолита [23].

А древнеегипетские и древнегреческие косметологи уже использовали реальные наночасицы красителей, в том числе оксидов кремния, при окраске волос для придания им стойкости цвета. В дамасской стали были обнаружены нанотрубки, придающие ей прочность.

Фарфор Китая изготавливался из ультрадиспергированных составляющих. Та же задача встала и перед современными изобретателями. В настоящее время проблема нанодиспергирования (получения частиц с размерами менее 100 нм) по-прежнему важна, и разработке нанодиспергаторов уделяется много внимания. Только недавно появились надежные и высокопроизводительные машины и способы для производства наночастичек в жидкой фазе (см., например, патенты RU2340656, RU2344874, RU2382682, RU2309140).

В заключение хочется привести цитату, очень наглядно показывающую связь времен. «Многие лица, недостаточно знакомые с математикой, считают, что роль машины сводится к получению результатов в цифровой форме, а природа самой обработки данных должна быть арифметической и аналитической. Это заблуждение. Машина может обрабатывать и объединять цифровые величины точно так же, как если бы они были буквами или любыми другими символами общего характера… Машина сможет писать музыку, рисовать картины, а кроме того, укажет науке такие пути развития, которые мы не в состоянии себе вообразить» [24]. Слова эти принадлежат Аде Лавлейс (1815–1852), изобретателю программирования, дочери английского поэта Байрона, и сказаны они были в середине XIX века.

Многое из приведенного выше подтверждает известную фразу царя Соломона из Екклесиаста: «Что было – то и будет, и что делалось – то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем». Но не стоит отчаиваться. Будем брать за прототипы «что делалось», дополнять их чужими, а если будет озарение и своими мыслями, писать заявки на изобретения и получать патенты.

Литература

1. Уоллес Р. Мир Леонардо. – М.: Терра, 1997, с. 117.

2. Потоцкий В.В. О взаимосвязи научных открытий и изобретений, как объектов интеллектуальной собственности. – Вестник Российской академии естественных наук, 2003, № 4, с. 5.

3. Истомин С.В. Самые знаменитые изобретатели России. – М.: Вече, 2000, – 469 с.

4. Эскин Ю. Люди живые и способные. Встречи с историей. – М.: Молодая гвардия, 1987, с. 129–133.

5. Константинова С. «Секретная гаубица» графа Шувалова. ИР. 2009. № 1.

6. Мухачев В. Как рождаются изобретения. – М.: Московский рабочий. 1968, с. 132–135.

7. Сердюков О. Помощник бога войны. – ИР, 2010, № 5.

8. Ковалев В.И. Путь к изобретению. – Л.: Лениздат, 1967, с. 33–34.

9. Ковалев В.И. Техническое изобретательство и его приемы. – Л.: Лениздат, 1965, с. 40.

10. История. Научно-популярные очерки. – М.: Молодая гвардия, 1985, с. 94.

11. Сейфер Марк. Никола Тесла – повелитель Вселенной. – М.: Яуза, Эксмо, 2008, с. 173, с. 121, 261.

12. Васильев А. Возможные направления использования нано– и микроэлектроники. – Наноиндустрия, 2010, № 4, с. 21.

13. Абрамян А.А., Балабанов В.И., Беклемышев В.И. Основы прикладной нанотехнологии. – М.: Издательский дом «МАГИСТР-ПРЕСС», 2007, с. 18.

14. Хенрик Эк. Вода, вода, кругом вода… – Metalworking world, 2011, № 1, с. 35.

15. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. – М.: Наука, 1981, с. 95.

16. Лихтенштейн Е.С. Слово о науке. – М.: Знание, 1981, с. 210.

17. Кудрявцев С.П. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1982, с. 41.

18. Пестов С. Второе пришествие: нанотехнология. – М.: Зеленоград. Издательство «Стил», 1977, с. 68–69.

19. Рогов Е. Памятник Шухову на Сретенском бульваре. – ИР, 2009, № 2.

20. Шноль С.Э. Герои, злодеи, конформисты отечественной науки. – М.: Книжный Дом «ЛИБРОКОМ», 2009, с. 159.

21. Реутов В.П., Шехтер А.В. Как в XX веке физики, химики и биологи отвечали на вопрос: что есть жизнь? – Успехи физических наук, апрель 2010, т. 180, № 4, с. 393–414.

22. Российский электронный наножурнал. Новости нанотехнологий. 18.09.2008. Древние нанотехнологии – церковные витражи.

23. Кейт Вонг. Закат неандертальцев. – В мире науки, 2009. № 10, с. 16–22.

24. Вовк Е.Т. Ада Лавлейс – гений в обличье феи. – Потенциал, 2010, № 12, с. 23.