Дмитрий Соколов - Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах

Первым из великих изобретателей всех времен и народов многие считают Архимеда (287–212 гг. до н. э.), родившегося в Сиракузах на острове Сицилия. По оценке П.С. Кудрявцева, Архимед был также очень крупным представителем «математической физики или, вернее, физической математики» [1]. Это сочетание науки и ее воплощения в технику позволило ему занять заслуженное место в истории человечества. Всем известен закон Архимеда о выталкивающей силе жидкости, которая равна весу ее вытесненного объема, и его приложение в качестве способа выявления драгоценных металлов (рис. 5.1). Другие известные его изобретения относятся к военной области и в основном используют «принцип рычага», хотя рычаг уже применялся в Древнем Египте. Греческий историк Плутарх писал: «При атаке римлян… Архимед пустил в ход свои машины. Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и громадных камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничто не могло противостоять их удару, они все низвергали перед собой и вносили смятение в ряды. Что касается флота – то вдруг с высоты стен бревна опускались вследствие своего веса и приданной скорости на суда и топили их. То железные когти и клювы захватывали суда, поднимали их в воздух носом вверх, кормою вниз и погружали в воду. А то суда приводились во вращение и, кружась, попадали на подводные камни и утесы у подножия стен… Страшное зрелище!…» [1].

Рис. 5.1.Архимед («Эврика»). Иллюстрация к базельскому изданию «Десять книг по архитектуре» Витрувия. 1575 год

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.