Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах

Однако изобретенное им оружие не спасло Архимеда от гибели при взятии Римом Сиракуз, он вошел в историю как один из первых ученых, работавших на войну, и оказавшийся ее жертвой. Когда были взяты Сиракузы, завоеватели хотели сохранить Архимеду жизнь. Солдаты, вошедшие в дом Архимеда, спросили, кто он такой (Архимед в это время работал над чертежами). Вместо ответа на простой вопрос, он закрыл чертежи руками со словами «Noli turbare circulos meos» (не прикасайся к моим кругам), после чего был убит.

Жизнь и творчество Архимеда показывает, что, будучи одновременно ученым и изобретателем, можно добиться максимальных успехов в обеих областях. А последний трагический пример показывает, насколько бывают важны для ученого его научные достижения. Выделив Архимеда особо, как первого из великих, продолжим перенимать опыт.

Галилео Галилей (1564–1642) свое первое открытие постоянства частоты колебаний маятника при одинаковой длине подвеса сделал в двадцатилетием возрасте, когда наблюдал в соборе Пизы за качанием люстр. [2]. При этом отсчет времени он вел по биению своего пульса и ритму музыки. Вернувшись домой, он использовал два свинцовых шара разной массы, подвешенных на нитях одинаковой длины, а также маятники из других материалов, исключая самый легкий, для которого сказывается сопротивление воздуха. Все эти эксперименты подтвердили его первоначальные догадки. Строго говоря, это не изобретение, а открытие, но пристальное наблюдение за окружающим миром очень важно и для ученого, и для изобретателя.

Преемником Галилея в науке считают Христиана Гюйгенса (1629–1695). Используя открытые Галилеем законы маятника, он сделал уже полноценное изобретение в виде маятниковых часов. Совершенствованием этих часов Гюйгенс занимался почти 40 лет, за что был назван самым гениальным часовщиком всех времен. Следовательно, чтобы заслужить благодарность потомков, надо иногда потратить очень много времени на решение одного вопроса. Тут же заметим, что из всех великих предшественников Гюйгенс особенно выделял Архимеда.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765) наряду с открытиями, опередившими свое время (например, молекулярно-кинетической теории тепла [3] и физической химии – как науки), создал огромное количество изобретений в различных областях. Соединению науки с практикой для решения конкретных задач он придавал первостепенное значение. В первой химической лаборатории России, прообразе будущих научно-исследовательских институтов, в 1749–1751 годах им были созданы новые и найдены утерянные рецепты окрашивания стекол и специальной мозаичной массы – смальты [4]. Одним из самых выдающихся изобретений Ломоносова была «ночезрительная труба» – прообраз созданных через двести лет ночных биноклей. Им были также изобретены: перископ, рефрактометр, пирометр, различные варианты барометров и многое другое. Кроме этого Ломоносовым были изобретены слова: маятник и созвездие. Пример Ломоносова подтверждает опыт Архимеда, показывая высокую эффективность и взаимовлияние научной и изобретательской деятельности.

Первое изобретение одного из самых крупных ученых XIX века Джеймса Клерка Максвелла (1831–1879) было сделано в 14-летнем возрасте после прослушанной им лекции в Эдинбургском королевском научном обществе, куда его иногда брал отец. Речь на ней шла о построении овалов, для чего в то время использовался сложный математический аппарат, разработанный Ньютоном и Декартом. Способ, изобретенный Максвеллом, заключается в том, что вокруг двух иголок, воткнутых в поверхность, оборачивается связанная ненатянутая нить, а по внутреннему ее контуру с натягом движется карандаш. Максвеллу повезло, профессор Д. Форбс доложил от его имени это изобретение в Эдинбургском обществе, и оно было по достоинству оценено учеными. Следует заметить, Максвелл уже тогда понял, что очень важно для изобретателя и ученого вовремя донести свои мысли до людей. Вместе с ним можно сформулировать принцип: «Работай, закончи, публикуй», который в настоящее время стал основополагающим для всех ученых и изобретателей.

Интересен пример Альфреда Нобеля (1833–1896), мотивация которого при изобретении динамита в 1867 году заключалась в том числе в достижении мира на земле. Он считал, что мощная взрывчатка, производящая огромные разрушения, устрашит человечество и устранит войны. Он даже на прибыли от продажи боеприпасов установил известную премию, в том числе за укрепление мира [5]. Но Первая и Вторая мировые войны доказали ошибочность его предположения.

Как бы учитывая опыт Нобеля, ученый мир не заметил публикаций биолога и физика Лео Сцилларда в 1933 году и химика Иды Ноддак по поводу использования ядерной энергии. Возможно, это оттянуло изобретение ядерного оружия и сохранило человечество от массового уничтожения во время Второй мировой войны [5].

Злую шутку изобретательская активность сыграла со Львом Сергеевичем Терменом (1896–1993). Его изобретение, Термен-вокс, генерирующее звуки разной частоты в зависимости от положения ладоней оператора относительно антенны, в 1922 году было продемонстрировано В.И. Ленину и положительно им оценено. Благодаря этому в 1928 году Термен, как советский гражданин переехал в Америку для производства этих приборов, где по заданию советской разведки организовал фирму «Teletouch», под прикрытием которой работали многие наши разведчики. Однако в 1938 году Термена отозвали в Москву, где ему предъявили обвинение, что он из Америки, используя свои изобретения, должен быть послать радиосигнал на взрыв бомбы в маятнике Фуко Пулковской обсерватории в момент подхода к нему С.М. Кирова. Прошел изобретатель через сталинские лагеря, «шарашки», забвение и успех, а в конце жизни в 1991 году в возрасте 95 лет вступил в ряды КПСС, объяснив свой поступок тем, что обещал это Ленину [6]. Приведенный пример подтверждает, что активность ума помогает выжить в экстремальных условиях и сохранить жизнелюбие и оптимизм. В доказательство этого Термен предлагал прочитать свою фамилию наоборот: «Термен – не мрет».

Закончить про великих изобретателей, которые в большинстве случаев были выдающимися учеными, хочется на противоположном примере Вольфганга Паули (1900–1958), выдающегося ученого, которого по шутливой классификации яркости таланта Л.Д. Ландау поставил в первый класс сразу после Эйнштейна, Бора, Ферми и Гайзенберга. Так вот, вторая шутливая классификация физиков-экспериментаторов гласит, что чем более значим физик-теоретик, тем менее он разбирается в практических вопросах и даже изобретенным кем-то приборам может нанести непоправимый вред. Когда в физической лаборатории Геттингена произошел взрыв, Джеймс Франк, заведующий этой лабораторией, установил, что в это самое время на вокзале в нескольких километрах от Геттингена останавливался поезд, в котором проездом оказался Паули. На основании этого Франк установил, что Паули является величайшим теоретиком всех времен [7]. Заключение шуточное, тем не менее из всякого правила есть исключение, и не все выдающиеся ученые становятся изобретателями.

Почти все приведенные примеры помимо полезного опыта великих изобретателей, не потерявшего актуальность в настоящее время, подчеркивают также связь времен в науке и технике. Но более подробно об этом в следующей главе.