Eureka, или Открытия, сделанные случайно. Самые важные открытия человечества
Случайные совпадения способны не только забавлять и удивлять. Многие научные открытия и изобретения, изменившие нашу жизнь, были сделаны случайно. В этом посте — про такие случайные открытия и изобретения.
Одним из первых случайно открытых законов в физике был закон Архимеда. Однажды царь Гиерон поручил Архимеду проверить, сделана ли его корона из чистого золота или ювелир подмешал туда значительное количество серебра. Архимед знал плотность золота и серебра, но трудность состояла в том, чтобы точно определить объём короны: ведь она имела неправильную форму. Архимед всё время размышлял над этой задачей. Как-то он принимал ванну, и тут ему пришла в голову блестящая идея: погружая корону в воду, можно определить её объём, измерив, объём вытесненной ею воды. Согласно легенде, Архимед выскочил голый на улицу с криком «Эврика!», т. е. «Нашёл!». И действительно в этот момент был открыт основной закон гидростатики. Но как он определил качество короны? Для этого Архимед сделал два слитка: один из золота, другой из серебра, каждый такого же веса, что и корона. Затем поочередно положил их в сосуд с водой, отметил, на сколько поднялся ее уровень. Опустив в сосуд корону, Архимед установил, что ее объем превышает объем слитка. Так и была доказана недобросовестность мастера.
Явление радиоактивности было очередным открытием, совершившимся по случайности. В 1896 г. французский физик А. Беккерель по время работ по исследованию солей урана завернул флюоресцирующий материал в непрозрачный материал вместе с фотопластинками. Он обнаружил, что фотопластинки были полностью засвечены. Ученый продолжил исследования и выявил, что все соединения урана испускают излучение.
Чуть раньше, в 1895 г, были открыты рентгеновские лучи. Немецкий физик Рентген (1845-1923) обнаружил этот вид излучения случайно, при исследовании катодных лучей. Наблюдение Рентгена состояло в следующем. Он работал в затемненной комнате, пытаясь понять, смогут ли недавно открытые катодные лучи (т. е. пучки электронов) пройти сквозь вакуумную трубку или нет. Случайно он заметил, что на химически очищенном экране на расстоянии в несколько футов появилось расплывчатое зеленоватое облачко. Это было похоже на то, как если бы слабая вспышка от индукционной катушки отразилась в зеркале. Семь недель он проводил исследования, практически не покидая лабораторию. Оказалось, что причиной свечения являются прямые лучи, исходящие от катодно-лучевой трубки, что излучение дает тень, и оно не может быть отклонено с помощью магнита, и многое другое. Так же стало ясно, что человеческие кости отбрасывают более плотную тень, чем окружающие мягкие ткани, что до сих пор и используется в рентгеноскопии. А первый рентгеновский снимок появился в 1895 году – это был снимок руки мадам Рентген с четко выделяющимся золотым кольцом.
«…Все, что скрыто и неизвестно, и чего не могут открыть никакие научные исследования, вернее всего будет открыто только волею случая человеком, самым настойчивым в поисках и самым внимательным ко всему, имеющему хоть малейшее отношение к предмету поиска.» Так высказался Чарльз Гудийр, и у него были для этого основания. После экспедиций в Америку европейцам стало известно о каучуке — мягком и упругом материале, из которого туземцы делали различные предметы. В Европе каучук стали использовать для изготовления непромокаемой одежды и обуви. Но чистый каучук плохо пах, при нагревании становился мягким и тягучим, а при низкой температуре затвердевал, как камень. Гудийр однажды приобрел в магазине каучуковый спасательный круг. После этого он усовершенствовал клапан на этом круге, и пошёл с этим изобретением в производящую круги компанию, но агент компании сказал, что если он хочет разбогатеть, пусть изобретет способ усовершенствовать резину. Гудийр имел крайне слабые познания в химии, но ухватился за эту идею и взялся за эксперименты, пытаясь смешивать каучук с различными веществами. Он смешивал с резиновой смолой самые разные вещества, от соли до чернил, кипятил ее в растворе негашеной извести и т. д. Четыре года он провёл в бесполезных попытках и залез в огромные долги. Наконец однажды он случайно нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите. Получилась резина, которая была эластичной, но в то же время не замерзала на морозе и не плавилась в тепле. Это позволило Гудийру раздать все свои долги, а открытие процесса вулканизации резины стало толчком для развития промышленности.
В 1942 году, в самый разгар Второй мировой войны, Гарри Кувер (Harry Coover, на фото), химик американской компании Eastman Kodak, возглавлял научную группу, которая пыталась создать прозрачный пластик для использования в оптических прицелах. В одном из неудачных экспериментов с цианоакрилатами Кувер случайно коснулся образца и вдруг намертво приклеился - этот опыт теперь хорошо знаком каждому, кто хоть раз проливал суперклей себе на руки или касался покрытых им поверхностей. Позже Кувер обнаружил, что цианоакрилаты обладают необычным свойством быстрой полимеризации - объединяются в липкую массу в присутствии самого малого количества влаги. Таким образом был изобретен клей, который очень хорошо склеивает всё что угодно, не требуя при этом ни нагрева, ни давления для своей активации.
Тефлон в апреле 1938 года впервые получил химик Рой Планкетт. Он искал новый хладагент, который хотел синтезировать из соляной кислоты и газообразного тетрафторэтилена (ТФЭ), закачанного под давлением в баллоны. Чтобы эти баллоны не взорвались в лаборатории, их обкладывали «сухим льдом» - твердой углекислотой. Но вместо газа Планкетт обнаружил там лишь белые хлопья парафиноподобной субстанции, невероятно скользкой, химически стабильной, устойчивой к нагреву, воздействию воды и кислот. Место на сковородках материал занял позже благодаря французскому инженеру Марку Грегуару, разработавшему в 1945 году способ нанесения политетрафторэтилена на алюминиевые поверхности. Бренд «Тефаль» (Tefal)-сочетание «тефлона» и «алюминия».
Способы простого добывания огня люди искали очень долгое время. В 1826 г. английский химик и аптекарь Джон Уокер изобрёл первый действительно удобный способ — серные спички, причём сделал это совершенно случайно. Как-то раз он смешивал химикаты с помощью палки, и на конце этой палки образовалась засохшая капля. Чтобы убрать её, он чиркнул палкой по полу. Вспыхнул огонь! Уокер сразу оценил практическую ценность своего открытия и начал экспериментировать, а затем и производить спички. В одном коробке было 50 спичек, и стоил он 1 шиллинг. С каждой коробкой поставлялся кусок наждачной бумаги, сложенный пополам.
В 1928 году Александр Флеминг открыл пенициллин, когда исследовал грипп. Он был не очень аккуратным, не мыл лабораторную посуду сразу после эксперимента и не выбрасывал культуры гриппа по 2-3 недели подряд, накапливая на своем рабочем столе по 30-40 чашек одновременно. Так, однажды он в одной из чашек Петри обнаружил плесень, которая, к его удивлению, подавила высеянную культуру бактерии стафилококка. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась редкому виду. Скорее всего, она была занесена из лаборатории, расположенной этажом ниже, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой. Флеминг оставил ставшую впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать. Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для роста плесени, а наступившее затем потепление - для бактерий. Как выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано знаменитое открытие – и не только 20 века – пенициллин, спасший и спасающий до сих пор жизнь и здоровье невероятному числу людей.
В 1987 году европейские специалисты приступили к разработке нового технического стандарта для мобильных телефонов. Появились цифровые сотовые телефоны - значительно более удобные и компактные, чем их предшественники, к тому же работающие на территории всей Европы, - в полном соответствии с духом европейского сотрудничества и всеобщей гармонии. В стандарте содержалось небольшое дополнение, которое позволяло инженерам, проводившим тестирование телекоммуникационного оборудования, обмениваться между собой короткими текстовыми сообщениями. Однако потребители вскоре обнаружили эту «службу коротких сообщений» (Short Messaging Service, SMS) и, к огромному удивлению телефонных операторов, полюбили ее. И до сих пор мы шлем друг другу эсэмэски.
Открытием признается установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познаний в мировом масштабе.
Многие открытия содержат теоретическое обоснование закономерности, свойства или явления, но этот признак не является обязательным. Достаточно, если обнаруженные закономерность, явление или свойство экспериментально подтверждены. При этом предметом открытия могут быть не только явления, существующие в природе и ранее не установленные, но и искусственно созданные, например, получение некоторых элементов в системе Менделеева, до сих пор в природе не обнаруженных.
Создание таких элементов не является изобретением, поскольку в данном случае решалась задача чисто в научном плане и цель изысканий была исключительно познавательной. Но вот зато приборы и методы, которые применялись при данных изысканиях могут быть признаны изобретением. Или, если открытый элемент обнаруживает такие свойства, которые оказываются полезными в технике, то предложенный способ использования этого элемента в производстве может быть признан изобретением.
Объекты изобретения
В качестве изобретения охраняется техническое решение в любой области, относящееся к продукту или способу. Объект изобретения - продукт. Продуктом как объектом изобретения является, в частности, устройство, вещество, штамм микроорганизма, культура (линия) клеток растений или животных, генетическая конструкция.
К устройствам относятся конструкции и изделия. К веществам относятся, в частности: химические соединения, в том числе нуклеиновые кислоты и белки; композиции (составы, смеси); продукты ядерного превращения. К штаммам микроорганизмов относятся, в частности, штаммы бактерий, вирусов, бактериофагов, микроводорослей, микроскопических грибов, консорциумы микроорганизмов. К линиям клеток растений или животных относятся линии клеток тканей, органов растений или животных, консорциумы соответствующих клеток. К генетическим конструкциям относятся, в частности, плазмиды, векторы, стабильно трансформированные клетки микроорганизмов, растений и животных, трансгенные растения и животные.
Объект изобретения - способ
Способом как объектом изобретения является процесс осуществления действий над материальным объектом с помощью материальных средств.
Не считаются изобретениями, в частности:
- открытия, а также научные теории и математические методы;
- решения, касающиеся только внешнего вида изделий и направленные на удовлетворение эстетических потребностей;
- правила и методы игр, интеллектуальной или хозяйственной деятельности;
- программы для электронных вычислительных машин;
- решения, заключающиеся только в представлении информации.
Не признаются патентоспособными:
- сорта растений или породы животных;
- топологии интегральных микросхем;
- решения, противоречащие общественным интересам, принципам гуманности и морали.
Изобретение считается техническим решением и должно содержать указание на технические средства (способы) его решения и быть работоспособным, т.е. обладать качеством многократного воспроизведения достигнутого результата.
Техническое решение часто воплощается в результате своего осуществления в определенной машине, сплаве, лечебном препарате, однако, защищается не сам материальный объект, а техническая идея в нем выраженная. Техническое решение может быть признано изобретением, если оно обладает новизной, существенными отличиями и дает стабильный положительный результат. Причем техническое решение считается новым при условии, что до даты приоритета заявки сущность этого или тождественного решения не была раскрыта в РФ или за рубежом. Если техническое решение стало известным только определенному, узкому кругу лиц, например, технической комиссии, сотрудникам автора, руководителем вышестоящего органа, то новизна решения охраняется. Таким образом, открытие представляет собой решение научной задачи, а изобретение дает практическое средство для непосредственного удовлетворения какой-либо общественной потребности. Новизна изобретения относится к области техники, а новизна открытия - к области научных знаний.
Положение о научных открытиях
Общие положения
- Открытием признается установление и доказательство неизвестных ранее объективно существующих закономерностей (законов), свойств или явлений материального мира, не выводимых как следствие из существующих знаний и вносящих коренные изменения в уровень познания. На открытия географические, археологические, палеонтологические и на открытия в области общественных наук настоящее Положение не распространяется.
- Заявленное открытие признается неизвестным ранее, если оно в течение пяти лет до даты подачи заявки на выдачу диплома на открытие (далее - заявка на открытие) не было опубликовано в Российской Федерации или за границей или доведено иным официальным путем до сведения третьих лиц.
- Заявленное открытие не выводимо как следствие из существующих знаний, если оно не основано на известных научных и практических познаниях закономерностей, свойств или явлений материального мира.
- Заявленное открытие признается вносящим коренные изменения в уровень познания, если на его основе открываются новые направления в развитии науки и техники, принципиальным образом изменяются известные теоретические представления, объясняются научные факты и экспериментальные данные, которые не находили ранее своего научного объяснения.
- Заявленное открытие должно быть доказано, т.е. теоретически обосновано или подтверждено экспериментально.
- Явление материального мира, как предмет открытия, на который выдается диплом, - неизвестная ранее объективно существующая качественная характеристика объекта материального мира, установление которой вносит коренные изменения в уровень познания.
- Свойство материального мира, как предмет открытия, на который выдается диплом, - неизвестная ранее объективно существующая форма проявления сущности объекта материального мира (природы), установление которой вносит коренные изменения в уровень познания.
- Закономерность (закон) материального мира, как предмет открытия, на который выдается диплом, - неизвестная ранее объективно существующая устойчивая связь между явлениями или свойствами материального мира, установление которой вносит коренные изменения в уровень познания.
- Не признаются открытиями:
- научные теории и гипотезы;
- результаты, уточняющие известные научные положения;
- обнаружение морфологических структур, комет, планет и других пространственных образований;
- выведение и обнаружение новых видов растений, животных и микроорганизмов;
- другие результаты исследований, не отвечающие требованиям, предусмотренным пунктом 1 настоящего Положения.
- Автором открытия признается физическое лицо, творческим трудом которого выявлено заявленное открытие. Если в выявлении указанного открытия участвовало несколько лиц, все они считаются его авторами. Право авторства является неотчуждаемым личным правом и охраняется бессрочно. Иностранные граждане могут признаваться авторами открытий и пользоваться правами, предусмотренными настоящим Положением и другими законодательными актами Российской Федерации, наравне с ее гражданами в тех случаях, когда открытие сделано совместно с гражданами Российской Федерации либо при выполнении работы на предприятиях, в учреждениях, организациях, расположенных на территории Российской Федерации или находящихся в совместном пользовании, если международными договорами не предусмотрено иное.
- Диплом на открытие выдается на имя автора Министерством науки и технической политики Российской Федерации (далее Миннауки). В случае соавторства диплом на открытие выдается каждому из соавторов с указанием в нем других соавторов.
- Приоритет открытия устанавливается по дате, когда впервые было сформулировано и доказано открытие, либо по дате опубликования его в печати, или по дате доведения иным официальным путем до сведения третьих лиц. При невозможности подтверждения указанной даты приоритет открытия устанавливается по дате поступления правильно оформленной заявки на открытие. В случае, если дата, когда впервые было сформулировано открытие, и дата, когда были приведены доказательства его достоверности, дополняющие и обосновывающие сущность открытия, не совпадают, в качестве приоритетных дат указываются соответственно дата, когда открытие впервые было сформулировано, и дата изложения доказательств достоверности результатов, содержащихся в формуле открытия.
Оформление и экспертиза заявки на открытие
- Заявка на открытие, оформленная в соответствии с настоящим Положением, подается в Роспатент автором открытия. Заявка по желанию автора может быть подана юридическим или физическим лицом на основании доверенности, выданной ему автором.
- Заявка на открытие должна относиться только к одному открытию и включать следующие документы:
- заявление о выдаче диплома на открытие, а в случае подачи заявки от организации - и свидетельства на открытие;
- описание открытия с формулой открытия;
- документы, подтверждающие приоритет открытия, если сущность и доказательства достоверности его были известны до подачи заявки на открытие;
- реферат, содержащий краткое изложение того, что раскрыто в описании открытия с указанием научного или практического значения открытия;
- документ, подтверждающий уплату пошлины за подачу заявки на открытие.
- В заявлении о выдаче диплома на открытие должны быть указаны фамилия, имя, отчество автора (соавторов), сведения о его (их) образовании, ученой степени, место жительства (работы), гражданство (для иностранцев), наименование открытия, а также характеристика творческого вклада каждого из соавторов в установлении открытия. В описании открытия должны быть приведены доказательства достоверности установления закономерности (закона), свойства или явления материального мира, а также формула открытия, сжато, четко и исчерпывающе выражающая его сущность. Документы заявки представляются на русском языке в отпечатанном виде.
- Экспертиза заявки на открытие включает предварительное рассмотрение Роспатентом и научную экспертизу в академиях наук Российской Федерации, Государственном комитете Российской Федерации по высшему образованию (Госкомвуз), Высшем аттестационном комитете Российской Федерации (ВАК), Миннауки.
- Предварительное рассмотрение заявки на открытие проводится в месячный срок с даты ее поступления. В ходе предварительного рассмотрения проверяется соответствие материалов заявки требованиям, предъявляемым к ним настоящим Положением.
- По результатам предварительного рассмотрения заявка на открытие направляется в соответствующую академию наук или Госкомвуз для проведения научной экспертизы, либо, отклоняется в случае ее несоответствия требованиям статьи 9 настоящего положения с возвратом автору материалов заявки. Роспатент публикует в официальном бюллетене сведения о заявках на открытия, направленных на научную экспертизу.
- Роспатент может предложить автору дополнить или уточнить материалы заявки. Для уточнения заявки или дополнения ее недостающими материалами автору предоставляется2-хмесячный срок со дня получения им этого предложения. Если автор не внес в указанный срок исправления в заявку или не представил дополнительные материалы, заявка считается неподанной и ее материалы возвращаются автору.
- Академии наук Российской Федерации и Госкомвуз в течении 6 месяцев со дня поступления заявки на открытие проверяют соответствие заявленного открытия требованиям, изложенным в статье 9 настоящего Положения, устанавливают его приоритет, уточняют формулу открытия, согласовывают ее с автором, направляют в Роспатент свое заключение о наличии открытия с рекомендуемой формулой открытия и оценкой его научной и практической значимости, либо об отсутствии открытия с указанием мотивов, подтверждающих это заключение.
- Если в течение 6 месяцев со дня публикации в официальном бюллетене сведений о заявке на открытие она не будет опротестована, Роспатент на основании положительных заключений академий наук Российской Федерации или Госкомвуза в месячный срок принимает решение о выдаче диплома на открытие, согласовывает его с РАН, регистрирует открытие и направляет решение в Миннауки России. Миннауки России в месячный срок со дня поступления решения из Роспатента вручает дипломы и нагрудный знак «Автор открытия» автору открытия, а также производит выплату вознаграждения.
- В случае вынесения решения об отказе в признании заявленного положения открытием, Роспатент в месячный срок направляет автору копию решения.
- Автор имеет право в 2-месячныйсрок подать в Роспатент мотивированное возражение против решения об отказе в признании заявленного положения открытием при наличии по нему противоречивых заключений.
- В случае недостижения автором согласия по принятому по заявке решению, Роспатент направляет материалы по заявленному открытию в ВАК.
- ВАК в 2-хмесячный срок рассматривает представленные материалы и направляет свое заключение в Роспатент, который извещает о нем автора. В случае несогласия автора или Роспатента с заключением ВАКа, материалы по заявленному открытию направляются в Миннауки для окончательного решения.
- Решение, принятое Миннауки по заявке на открытие, является окончательным и обжалованию не подлежит.
- Автор заявленного открытия и заявитель имеют право участвовать в рассмотрении заявки на открытие на всех стадиях предварительного рассмотрения и научной экспертизы.
Финансирование работ в области открытий
- Финансирование работ, связанных с защитой и использованием открытий, осуществляется за счет бюджетных средств, выделяемых Миннауки, и соответствующих пошлин.
- Определение размера и выплата авторского вознаграждения, оплата расходов по подготовке заключений по заявкам на открытия, уплата пошлин за их подачу и проведение по ним научной экспертизы осуществляются порядком, по нормам и расценкам, устанавливаемым Миннауки.
О творческой активности разума. Творческая активность ума по-разному реализуется в той или иной сфере материальной или духовной культуры - в науке, технике, экономике, искусстве, политике и т.д. К примеру, в естествознании наиболее значимым результатом творчества является открытие - установление новых, ранее не известных фактов, свойств и закономерностей реального мира. И. Кант проводит такое разграничение между открытием и изобретением: открывают то, что существует само по себе, оставаясь неизвестным, например Колумб открыл Америку. Изобретение есть создание ранее не существовавшего, например порох был изобретен. Открытие и изобретение всегда есть завершение искомого. Подлинно научное открытие состоит в том, чтобы найти принципиальное решение еще не решенных задач, еще не раскрытых проблем. Бывает так, что новое есть лишь оригинальная комбинация старых элементов. Творческая мысль та, которая ведет к новым результатам или посредством комбинаций обычных способов, или совершенно новым методом, нарушающим ранее принятые. Как только найден принцип решения задачи, она перестает быть творческой. Движение мысли по проторенным путям - это уже не творческое мышление. Именно благодаря творчеству и осуществляется прогресс в науке, технике, искусстве, политике и во всех других сферах общественной жизни. Корни всякого открытия, по мысли В.И. Вернадского, лежат далеко в глубине, и, как волны, бьющиеся с разбега о берег, много раз плещется человеческая мысль около подготовленного открытия, пока придет девятый вал.
Пути, ведущие к открытию, бывают очень причудливыми. На эти пути иногда наводит случай. Например, датский физик X. Эрстед однажды показывал студентам опыты с электричеством. Рядом с проводником, входящим в электрическую цепь, оказался компас. Когда цепь замкнулась, магнитная стрелка компаса отклонилась. Заметив это, один любознательный студент попросил ученого объяснить данное явление. Эрстед повторил опыт: вновь замкнул цепь, и стрелка компаса вновь отклонилась. В результате повторных опытов и логических рассуждений ученый сделал великое открытие, заключающееся в установлении связи между магнетизмом и электричеством. Это открытие в свою очередь послужило важнейшим этапом и других открытий, в частности изобретения электромагнита.
В творческой деятельности ученого нередки случаи, когда самому автору результат представляется так, как будто его вдруг "осенило". Но за способностью "внезапно" схватывать суть дела и чувствовать "полную уверенность в правильности идеи" стоят накопленный опыт, приобретенные знания и упорная работа ищущей мысли.
Логический путь научного и технического творчества, связанного с открытием и изобретением, начинается с возникновения соответствующей догадки, идеи, гипотезы. Выдвинув идею, сформулировав задачу, ученый отыскивает ее решение, а затем уточняет его путем расчетов, проверки опытом. От возникновения идеи до ее осуществления и проверки на практике нередко лежит мучительно долгий путь исканий.
Открытие как разрешение противоречий. Одной из характерных черт творческой работы мысли является разрешение противоречий. Это и понятно: любое научное открытие или техническое изобретение представляет собой создание нового, которое неизбежно связано с отрицанием старого. В этом и состоит диалектика развития мысли. Творческий процесс вполне логичен. Это цепь логических операций, в которой одно звено закономерно следует за другим: постановка задачи, предвидение идеального конечного результата, отыскание противоречия, мешающего достижению цели, открытие причины противоречия и, наконец, разрешение противоречия.
Приведем примеры. В кораблестроении для обеспечения мореходных качеств корабля необходим оптимальный учет противоположных условий: чтобы корабль был устойчивым, выгодно его делать шире, а чтобы он был быстроходнее, целесообразно делать его длиннее и уже. Эти требования противоположны. В горной технике увеличение размера сечения и глубины шахт вступило в противоречие с растущим давлением горных пород. Для разрешения этого противоречия пришлось перейти от квадратного сечения шахт к круглому и заменить деревянное крепление стволов металлическим. Пожалуй, особенно наглядно проявляются технические противоречия в самолетостроении. Самолет представляет собой такое сооружение, в котором непримиримо борются два начала: прочность и вес. Машину необходимо сделать прочной и легкой, а прочность и легкость все время "воюют" между собой.
История науки и техники свидетельствует, что подавляющее большинство изобретений - результат преодоления противоречий. П. Капица однажды сказал, что для физика интересны не столько сами законы, сколько отклонения от них. И это верно, так как, исследуя их, ученые обычно открывают новые закономерности.
Сделать открытие - значит правильно установить надлежащее место нового факта в системе теории в целом, а не просто обнаружить его. Осмысление новых фактов нередко ведет к построению новой теории.
В физической концепции мира долгое время господствовала идея эфира. Открытие, "снявшее" идею эфира, осуществил американский физик А.А. Майкель-сон. Если свет распространяется в неподвижном эфире, а Земля летит сквозь эфир, то два световых луча - один, пущенный по направлению полета Земли, а другой в противоположном направлении - должны двигаться относительно Земли с разными скоростями. Очень точный эксперимент показал, что разницы в скоростях нет. Идея неподвижного эфира вступила в противоречие с прямым опытом и была отвергнута.
Творческое воображение, фантазия тесно связаны с развитием способности человека изменять, преобразовывать мир. С ее помощью человек осуществляет и вымыслы, и замыслы, столь высоко поднявшие человека над животным. Фантазия, мечта связаны с предвосхищением будущего. Д.И. Писарев писал:
"Если бы человек был совершенно лишен способности мечтать... если бы он не мог изредка забегать вперед и созерцать воображением своим в цельной и законченной красоте то самое творение, которое только что начинает складываться под его руками, - тогда я решительно не могу себе представить, какая побудительная причина заставляла бы человека предпринимать и доводить до конца обширные и утомительные работы в области искусства, науки и практической жизни" .
1 Писарев Д.М. Избранные сочинения: В 2 т. М., 1935. Т. II. С. 124.
Фантазия имеет свои собственные законы, отличные от законов обычной логики мышления. Творческое воображение позволяет по едва заметным или совсем незаметным для простого глаза деталям, единичным фактам улавливать общий смысл новой конструкции и пути, ведущие к ней. При прочих равных условиях богатое воображение предохраняет ученого от избитых путей. Человек, лишенный творческого воображения и руководящей идеи, в обилии фактов может не увидеть ничего особенного: он к ним привык. Привычки в научном мышлении - это костыли, на которых, как правило, держится все старое. Для свершения великого нужна независимость от установившихся предрассудков .
1 Так, характеризуя достижения отечественной астрофизики, В.А. Амбарцу-мян отметил, что у нас успешно развивается точка зрения, согласно которой мощные процессы, происходящие во Вселенной, связаны с переходом от более плотного к менее плотному состоянию. Наши ученые утверждают, что в ядрах галактик происходят колоссальные взрывы. Под напором фактов к тому же выводу пришли американские астрономы, хотя они еще несколько лет назад категорически отрицали, что радиогалактика - результат взрывов. В этом сыграло роль то, что наши ученые отвергли предрассудок, который жил в науке и согласно которому вообще все существующее надо объяснять исходя из чего-то диффузного, хаотического, имеющего ничтожную плотность (см.: Амбарцумян В.А. Марксистско-ленинская методология и прогресс науки // Методологические проблемы науки. Материалы заседания президиума Академии наук СССР. М., 1964. С. 19).
Сила творческого воображения позволяет человеку взглянуть на примелькавшиеся вещи по-новому и различить в них черты, доселе никем не замеченные.
Английскому инженеру Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был слишком дорог. Как-то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянувшуюся над дорожкой. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях.
Творческое воображение воспитывается всем ходом жизни человека, усвоением накопленных человечеством сокровищ духовной культуры. Существенное значение в воспитании творческого воображения играет искусство. Оно развивает фантазию и дает большой простор для творческой изобретательности. Далеко не случаен тот факт, что великие мыслители и ученые обладают исключительно высокой эстетической культурой, а ряд крупных физиков и математиков считают красоту и развитое чувство красоты эвристическим принципом науки, существенным атрибутом научной интуиции. Известно, что П. Дирак выдвинул идею о существовании протона по соображениям чисто эстетическим. К.Э. Циолковский не раз говорил, что основные идеи его концепции о космических путешествиях сформировались под сильнейшим воздействием научно-фантастической литературы.
Открытия никогда не вырастают на пустом месте. Они - результат постоянной заполненности сознания ученого напряженными поисками решения каких-либо творческих задач.
В научных открытиях и технических изобретениях немалую роль, как отмечают многие ученые, играет аналогия. Она присутствует почти во всех открытиях, но в некоторых она является основой. Например, в знаменитом открытии всемирного тяготения, когда Ньютон, в отличие от всех своих предшественников, видевших падение яблока на землю, усмотрел притяжение яблока землей, имела место и аналогия между движением небесных и подброшенных кверху тел. К достижениям нового ведет острая наблюдательность: шерлокохолмсовское внимание к "мелочам", умение подметить то, мимо чего сотни и тысячи людей проходят без внимания . В процессе научного исследования - экспериментального или теоретического - ученый ищет решение проблемы. Этот поиск может вестись ощупью, наугад, и целенаправленно. Во всяком творении есть направляющая идея. Она является своего рода руководящей силой: без нее ученый неизбежно обрекает себя на блуждание в потемках.
1 Однажды, идя по улице в дождь, русский ученый Н.Е. Жуковский, погруженный в свои размышления, остановился перед ручьем, через который ему нужно было перешагнуть. Вдруг его взгляд упал на кирпич, лежавший посреди потока воды. Жуковский стал внимательно всматриваться в то, как под напором воды изменялось положение кирпича, вместе с тем изменялся и характер обегающей кирпич струи воды... Это наблюдение подсказало ученому решение гидродинамической задачи.
Независимо от содержания любое научное открытие имеет некоторую общую логику движения: от поисков и вычленения фактов, их отбора к обработке полученных данных в результате наблюдения и эксперимента. Далее мысль движется к классификации, обобщению и выводам. На этой основе возникают гипотезы, производятся их отбор и последующая проверка на практике, в эксперименте. Затем формулируется теория и осуществляется предсказание.
Но логика далеко не исчерпывает духовных ресурсов творческого мышления.
"Нельзя недооценивать необходимой роли воображения и интуиции в научном исследовании. Разрывая с помощью иррациональных скачков... жесткий круг, в который нас заключает дедуктивное рассуждение, индукция, основанная на воображении и интуиции, позволяет осуществить великие завоевания мысли; она лежит в основе всех истинных достижений науки... Таким образом (поразительное противоречие!), человеческая наука, по существу рациональная в своих основах и по своим методам, может осуществлять свои наиболее замечательные завоевания лишь путем опасных внезапных скачков ума, когда проявляются способности, освобожденные от тяжелых оков строгого рассуждения, которые называют воображением, интуицией, остроумием" .
2 Бройль Л. де. По тропам науки. М., 1962. С. 294-295.
Каждый год или десятилетие появляется всё больше учёных и изобретателей, которые дарят нам новые открытия и изобретения в различных областях. Но есть такие изобретения, которые, однажды изобретённые, самым огромным образом меняют наш образ жизни, двигая нас на пути прогресса вперёд. Вот лишь десятка великих изобретений , изменивших мир, в котором мы живём.
Список изобретений:
1. Гвозди
Изобретатель: неизвестен
Без гвоздей наша цивилизация наверняка бы рухнула. Точную дату появления гвоздей установить сложно. Сейчас приблизительная дата создания гвоздей находится в эпохе бронзового века. То есть очевидно, что гвозди не могли появиться раньше, чем люди научились отливать и формировать металл. Раньше деревянные конструкции приходилось возводить по более сложным технологиям, используя сложные геометрические конструкции. Теперь же процесс строительства значительно упростился.
До 1790-х и начала 1800-х годов железные гвозди делались вручную. Кузнец нагревал квадратный железный прут, а затем бил его с четырех сторон, чтобы создать острый конец гвоздя. Машины для изготовления гвоздей появились между 1790-ми и ранними 1800-ми годами. Технология изготовления гвоздей продолжала развиваться; После того как Генри Бессемер разработал процесс массового производства стали из железа, железные гвозди прошлых лет постепенно теряли популярность, и к 1886 году 10% гвоздей в США были созданы из мягкой стальной проволоки (по данным Университета Вермонта). К 1913 году 90% гвоздей, произведенных в США, были изготовлены из стальной проволоки.
2. Колесо
Изобретатель: неизвестен
Идея о симметричном компоненте, движущемся в круговом движении по оси, существовала в древней Месопотамии, Египте и Европе раздельно в разные периоды времени. Таким образом, нельзя установить, кто и где именно изобрёл колесо, но это великое изобретение появилось в 3500 году до нашей эры и стало одним из самых важных изобретений человечества. Колесо облегчило работу в областях земледелия и транспорта, а также стало фундаментом для других изобретений, начиная от карет и заканчивая часами.
3. Печатный станок
Йоханнес Гутенберг изобрел ручной печатный станок в 1450 году. К 1500 году в Западной Европе было напечатано уже двадцать миллионов книг. В 19-м веке была произведена модификация, и железные детали заменили деревянные, что ускорило процесс печати. Культурная и промышленная революция в Европе была бы невозможной, если бы не скорость, с которой типография позволяла распространять документы, книги и газеты для широкой аудитории. Печатный станок позволил развиться прессе, а также дал возможность людям самообразовываться. Политическая сфера также была бы немыслима без миллионов копий листовок и плакатов. Что уже говорить о государственном аппарате с его бесконечным числом бланков? В общем, то поистине великое изобретение.
4. Паровой двигатель
Изобретатель : Джеймс Уатт
Хотя первая версия парового двигателя относится к III веку н.э., только в начале XIX века с пришествием индустриальной эпохи появилась современная форма двигателя внутреннего сгорания. Потребовались десятилетия проектирования, послчего Джеймс Уатт сделал первые чертежи, согласно которым сжигание топлива высвобождает высокотемпературный газ и, расширяясь, тем самым оказывает давление на поршень и перемещает его. Это феноменальное изобретение сыграло решающую роль в изобретении других механизмов, таких как автомобили и самолеты, которые изменили лицо планеты, на которой мы живем.
5. Лампочка
Изобретатель: Томас Алва Эдисон
Изобретение лампочки развивалось в течение 1800-х годов Томасом Эдисоном; ему приписывают звание главного изобретателя лампы, которая могла гореть 1500 часов без выгорания (изобрёл в 1879 году). Идея самой лампочки Эдисону не принадлежит и высказывалась многими людьми, но именно он сумел правильно подобрать материалы, чтобы лампочка горела долго и стала дешевле свечек.
6. Пенициллин
Изобретатель: Александр Флеминг
Пенициллин был случайно обнаружен в чашке Петри Александром Флемингом в 1928 году. Препарат пенициллина представляет собой группу антибиотиков, которая лечит несколько инфекций у людей, не нанося им вреда. Пенициллин массово производился во время Второй мировой войны, чтобы избавить военнослужащих от венерических болезней и все ещё используется как стандартный антибиотик против инфекций. Это было одно из самых известных открытий, сделанных в области медицины. Александр Флеминг получил в 1945 году Нобелевскую премию, а газеты того времени писали:
«Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий»
7. Телефон
Изобретатель: Антонио Меуччи
Долгое время считалось, что первооткрывателем телефона является Александр Белл, но в 2002 году Конкгресс США постановил, что право первенства в изобретении телефона принадлежит Антонио Меуччи. В 1860 году (на 16 лет раньше Грэхема Белла) Антонио Меуччи продемонстрировал аппарат, который бал способен передавать голос по проводам. Свой изобретение Антонио назвал Телектрофон и подал заявку на патентование в 1871 году. Это положило начало работе над одним из самых революционных изобретений, которым обладает почти каждый на нашей планете, держа его в своих карманах и на столах. Телефон, который позже также развивался как мобильный телефон, оказал на человечество жизненно важное влияние, особенно в области бизнеса и коммуникации. Расширение слышимой речи изнутри одной комнаты на весь мир — это свершение, не имеющее себе равных до сегодняшнего дня.
8. Телевидение
Зворыкин с иконоскопом
Изобретатель: Розинг Борис Львович и его ученики Зворыкин Владимир Константинович и Катаев Семён Исидорович (не признан, как первооткрыватель), а также Филон Фарнсуорт
Хотя изобретение телевидения не может быть приписано одному человеку, большинством людей признаётся, что изобретение современного телевидения было заслугой двух людей: Владимира Космы Зворыкина (1923) и Филона Фарнсуорта (1927). Здесь необходимо отметить то, что в СССР разработкой телевизора по параллельной технологии занимался Катаев Семён Исидорович, а первые эксперименты и принципы работы электрического телевидения описал и вовсе Розинг ещё в начале 20-го века. Телевидение было также одним из величайших изобретений, которые были развиты от механического до электронного, от чёрно-белого к цветному, от аналогового к цифровому, от примитивных моделей без пульта к интеллектуальному, а теперь и вовсе к 3D-версиям и маленьким домашним кинотеатрам. Люди обычно проводят около 4-8 часов в день, смотря телевизор, и это сильно повлияло на семейную и социальную жизнь, а также изменило нашу культуру до неузнаваемости.
9. Компьютер
Изобретатель: Чарльз Бэббидж, Алан Тьюринг и другие.
Принцип современного компьютера впервые был упомянут Аланом Тьюрингом, а позже был изобретен первый механический компьютер в начале 19 века. Это изобретение действительно совершило удивительные вещи в большем количестве сфер жизни, в том числе философию и культуру человеческого общества. Компьютер помог взлететь высокоскоростным военным летательным аппаратам, вывести космический корабль на орбиту, контролировать медицинское оборудование, создавать визуальные образы, хранить огромное количество информации и улучшил функционирование автомобилей, телефонов и электростанций.
10. Интернет и всемирная паутина
Карта всей компьютерной сети на 2016 год
Изобретатель: Винтон Серф и Тим Бернерс-Ли
Интернет был впервые разработан в 1973 году Винтоном Серфом при поддержке Агентства перспективных исследований Министерства обороны США (ARPA). Его первоначальное использование состояло в том, чтобы обеспечить сеть связи в исследовательских лабораториях и университетах в Соединенных Штатах и расширить сверхурочную работу. Это изобретение (наряду со Всемирной паутиной) было главным революционным изобретением XX века. В 1996 году через Интернет в 180 странах было подключено более 25 миллионов компьютеров, а теперь нам пришлось даже переходить на IPv6, чтобы увеличить число IP-адресов, так как IPv4-адреса полностью исчерпались, а их было порядка 4.22 миллиарда.
Всемирная паутина, как мы знаем, впервые была предсказана Артуром Кларком. Однако изобретение было сделано 19 лет спустя в 1989 году сотрудником ЦЕРН Томом Бернерсом Ли. Сеть изменила наше отношение к различным областям, включая образование, музыку, финансы, чтение, медицину, языку и т. д. Сеть потенциально превосходит все великие изобретения мира .
Тысячи лет человечество использовало в своей деятельности и для изготовления различных вещей одни и те же привычные материалы, такие, как камень, глину, металл, дерево и другие дары природы. Развитие физики и химии существенно изменило этот список. В нашу жизнь вошли пластмассы, резина, полупроводники, лёгкие и прочные сплавы и композиты. В 20 веке были открыты вещества с…
Продолжаем рассказывать о том, что было изобретено в России (предыдущая часть здесь).
Для многих изобретений трудно однозначно установить их место и время, как и назначить единственного автора. Для большинства значимых открытий и изобретений путь к ним складывается из усилий многих учёных, каждый из которых вносит свои идеи и усовершенствования, прежде чем будет получен результат, пригодный для практического применения. Очень часто несколько человек примерно в одно и тоже время…
Ещё в древние времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История донесла до нас немало свидетельств попыток различных людей смастерить крылья и полетать. Так, в 1020 г. английский монах Эйлмер из Малмсбери, вдохновлённый греческим мифом об Икаре, сделал искусственные крылья и спрыгнул с башни местного аббатства. Пролетев небольшое расстояние, при приземлении монах…
Человек — довольно медленное существо. Мы значительно уступаем в скорости бега другим животным. Даже такие, казалось бы, большие и неповоротливые животные, как слоны, бегемоты или медведи бегают втрое быстрее среднего человека. Конечно, этот недостаток в скорости с лихвой позволяют компенсировать автомобили и другие транспортные средства, но они не везде проедут, да и брать всюду свой…
За последние пару столетий люди привыкли к техническому прогрессу, и кажется, что вокруг нас постоянно появляются вещи, значительно расширяющие наши возможности. На самом деле всё не совсем так. Многие действительно уникальные изобретения так и не внедряются или не находят широкого применения из соображений экономической целесообразности или по другим причинам. В этом посте — о некоторых…
Автомобиль также относится к тому виду изобретений, которые появились задолго до начала их широкого применения. Ещё в начале 20 века большинство людей и грузов передвигались на лошадях, а ведь появился первый автомобиль ещё в 18 веке! В этом посте — о истории парового автомобиля, а также фото и видео паровых машин.
Ещё каких-то 30-40 лет назад значительная часть фотографий, фильмов, телепередач были чёрно-белыми. Многие и не догадываются, что появилась цветная фотография намного раньше, чем широко вошла в жизнь. В этом посте — о развитии цветной фотографии.