Kitabı oxu: «Необычные изобретения. От Вселенной до атома»

Введение

Про изобретательство написано огромное количество книг и статей. Многие из них начинающему изобретателю читать трудно. Мне же хотелось написать книгу, которая будет понятна и интересна, но при этом окажет пользу и изобретателям, и просто любознательному читателю.

Эта пятая книга является продолжением цикла рассказов об изобретателях и изобретениях. Она основана в первую очередь на лекциях, прочитанных за последние годы студентам и школьникам.

Первая книга этого цикла «Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий», (М.: Техносфера, 2010) была предназначена для специалистов, давно работающих в науке. Второй книгой «Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах» (М.: Техносфера, 2011), я надеюсь, заинтересовал изобретательской деятельностью широкий круг читателей. Третья книга «Обучение изобретательству на интересных примерах» (М.: LAMBERT Academic Publishing) предназначена начинающему изобретателю в качестве пособия по созданию и патентованию своих первых изобретений. Четвертая книга «Создание, оформление и защита изобретений» (М.: ИНИЦ «Патент») рассматривает высокие патентные технологии.

Пятая книга расскажет читателю о необычных изобретениях, которые были сделаны в нашем материальном мире природой и человеком. На них не всегда выдавали патенты. Тем не менее, согласно патентному законодательству любой страны, многие из них являются настоящими изобретениями, созданы с использованием изобретательских методик и могли бы быть патентами защищены. В начальных главах я подробно остановился на тех областях, в которых не принято находить объекты изобретательства: на природных процессах, на художественном творчестве, а также на решении экстремальных задач. Этот материал может быть использован школьниками и студентами для самостоятельного изучения основ изобретательской деятельности.

Я надеюсь, что рассказанное ниже расширит кругозор заинтересованного читателя и будет полезно при решении различных технических и организационных задач. Ведь благодаря изобретениям люди делают свою жизнь проще, интереснее и богаче. Да и само человечество возникло и развивается благодаря тому, что кто-то первый взял заостренный камень и использовал его в качестве ножа, соединил камень с палкой, сделал топор и получил конкурентное преимущество, потом изобрел лук, освоил получение железа и проник в тайны космоса, одновременно совершенствуя свой мозг. Изобретательство в широком понимании этого слова – это отрицание предыдущих знаний с одновременным максимальным их использованием. Главная часть каждой формулы изобретения начинается словами: «…отличающееся тем, что…», и если было бы не так, то на земном шаре до сих пор жили только одноклеточные существа, непонятно откуда взявшиеся.

Многие изобретения сопровождаются примерами составления формул на них, что поможет начинающим разработчикам в защите своей интеллектуальной собственности.

Заключительная часть может быть полезна также разработчикам современной техники. Она рассказывает об изобретениях в нано-мире, а также затрагивает современные патентные технологии, которые должны сопровождать общее развитие науки.

В приложениях приведены универсальные шаблоны, позволяющие изобретателю без изучения патентного законодательства сразу составлять заявки на изобретения, что не исключает этого изучения в процессе работы.

Автор выражает благодарность:

Виктору Александровичу Быкову, генеральному директору ЗАО «НТ-МДТ», без поддержки которого эта и другие мои книги были бы невозможны;

Юрию Борисовичу Норштейну, который рассказал о своих творческих методах и предоставил для печати фрагменты произведений;

Виктору Эдуардовичу Языкову, с которым мы много раз обсуждали проблемы взаимоотношений человека и природы;

Ольге Андреевне Казанцевой – генеральному директору ЗАО «РИЦ «Техносфера»;

Марку Ивановичу Гаврилову – заместителю главного редактора журнала «Изобретатель и рационализатор», Владимиру Александровичу Фокину – научному редактору журнала «Наноиндустрия», Алексею Николаевичу Цаплину – менеджеру проекта журнала «Наноиндустрия», Нине Петровне Кузнецовой – главному редактору журнала «Патенты и лицензии», за поддержку развития новых направлений в изобретательстве; а также другим бескорыстным помощникам и читателям, которые проявляли интерес к тематике этой книги.

Глава 1
Изобретено космосом

По оценке многих ученых наибольшее число открытий в настоящее время происходит и будет происходить в науке о формировании и развитии Вселенной. Действительно, благодаря развитию техники в последнее время наши знания о Вселенной, возраст которой примерно 15 млрд лет, резко возросли. Ту ее часть, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню науки, часто называют Метагалактикой. Наблюдение за движением космических объектов вокруг невидимых масс практически подтвердило существование черных дыр. Причем их диаметры могут быть от 300 млн км до размеров атомного ядра. Хотя теоретически то, что свет может не покидать звезду, было рассчитано в 1783 году английским математиком Джоном Митчеллом и независимо от него в 1796 году французским астрономом и математиком Пьером Симоном Лаплассом. Возможность расширения Вселенной была предсказана российским математиком А.А. Фридманом в 1924 году на основе уравнений Эйнштейна, во что, кстати, сначала не поверил сам Эйнштейн. Но сначала американским астрономом Весто Мелвин Слайфером, а позже в 1929 году его коллегой Эдвином Хабблом было обнаружено, что галактики удаляются от нас. Существование «белых карликов», когда звезды сжимаются и приобретают плотность до 10 тонн на кубический сантиметр, было математически обосновано в 1920 году индийцем Субрахманьян Чандрасекхар. Астрономы того времени скептически отнеслись к возможности существования таких объектов. И только после революционных открытий в начале 1960-х годов кардинально изменили свои взгляды. Более чем через полвека Субрахманьян был удостоен Нобелевской премии за это открытие [1]. При обнаружении пульсаров – звезд, вращающихся со скоростями в сотни оборотов, в секунду, и квазаров (квазизвездных радиоисточников), имеющих размеры в миллионы световых лет, сами первооткрыватели этих объектов сначала не верили в их существование и искали ошибки в своих расчетах. В 2012 году была обнаружена прямоугольная Галактика, получившая название LEDA 074886 и расположенная в 70 млн световых лет от Земли. Исследование динамики расширяющейся Вселенной и распределения в ней массы с помощью орбитального телескопа «Хаббл» позволило выдвинуть гипотезу существования темной энергии и темной материи и даже построить плотность ее распределения в Метагалактике (рис. 1.1). При этом предполагается, что обычной материи во Вселенной всего 4,4 %, темной материи примерно 23 %, а остальные 72,6 % приходятся на темную энергию, которая так же, как и обе материи, обладает массой. Причем, что такое темная материя и темная энергия, непонятно до сих пор.

В этой главе мы более подробно остановимся на тех процессах во Вселенной, которые в какой-то мере понятны в настоящее время. Первый процесс – это образование планет. Благодаря тому же «Хабблу» обнаружены уже тысячи планет вне Солнечной системы вокруг различных звезд, и сообщения о новых планетах приходят чуть ли не каждый день. Причем у планет может быть более одного «солнца». В созвездии Скорпиона на расстоянии 22 световых года от нас обнаружена планета, по размеру близкая к Земле, вращающаяся вокруг звезды, которая, в свою очередь, вместе с ней вращается вокруг двойной звезды. То есть на этой планете существует большая проблема с ночью (рис. 1.2), что может быть очень даже хорошо для существования жизни. Наиболее распространенная теория (способ) формирования планет заключается в том, что пылевые околозвездные образования под действием гравитационных сил сначала образуют зародыши планет, которые притягивают к себе все большее количество космических тел до формирования полноценных объектов. Тем не менее в последнее время предложено еще несколько вариантов формирования планет. Например, гипотеза гравитационной неустойчивости, в результате которой планеты могут формироваться путем внезапного коллапса, приводящего к разрушению первичного газопылевого облака. Если рассмотреть все эти способы с точки зрения патентного законодательства, то они являются полноценными изобретениями, так как в них имеется новая последовательность действий и технический результат. Разумеется, мы не предполагаем получения патентов на подобные изобретения, ведь для этого необходимо желание автора.

Рис. 1.1. Распределение темной материи во Вселенной

Рис. 1.2. Планета на орбите двойной звезды

Интересна гипотеза возникновения воды на Земле. Согласно этой гипотезе, примерно 3,8–4 млрд лет назад, вскоре после формирования планеты, в нее ударился ледяной метеорит (их существование подтверждено современными астрономическими наблюдениями) в районе современного Тихого океана (рис. 1.3) и в итоге растаял. Одновременно благодаря гигантскому импульсу метеорита с противоположной стороны Земли отделился фрагмент, ставший впоследствии Луной. Косвенное подтверждение этому – геологические различия видимой и обратной стороны Луны, а также одинаковое соотношение изотопов титана земных пород и лунного грунта. Данная гипотеза согласуется с теорией В.И. Вернадского о скачкообразном возникновении многообразных форм жизни в результате гигантской космической катастрофы и с теорией внеземного происхождения жизни, называемой панспермией, выдвинутой более 150 лет назад немецким химиком Ю. Либнихом. Согласно этой теории предшественники первых организмов – пробионты, а может быть, и более сложные образования проникли на Землю из Космоса внутри метеоритов, называемых хондритами – предположительно это остатки разрушившихся обитаемых планет. Метеориты обгорели снаружи при прохождении плотных слоев атмосферы, часть из них могли сохранить внутри несгоревшие фрагменты жизни, раскололись при ударе о сушу и доставили на Землю протожизнь, которая при подходящих внешних условиях получила развитие. Это подтверждается последними исследованиями, которые показывают, что скачкообразное развитие жизни началось около 3,8 млрд лет назад, как бы без подготовки предбиологической фазы, которая по некоторым расчетам тоже должна была составлять примерно такой же промежуток времени. А вот этого времени как раз на Земле и не хватает, ведь ей всего 4,5 млрд лет. В подтверждение этой гипотезы в настоящее время ведутся работы по исследованию возможности существования и развития живых организмов в открытом космосе. В рамках программы «Биориск – МСМ» Института медико-биологических проблем РАН на наружной поверхности корпуса космического аппарата устанавливаются контейнеры со спорами различных микроорганизмов и грибов с целью исследования их развития при температурах от –100 до +100 °C и под воздействием космических излучений. Американские и европейские ученые отправили в открытый Космос живые организмы. Несколько камней с побережья Великобритании с колониями бактерий, которые были закреплены на наружной обшивке космического корабля, пробыли в открытом Космосе 553 дня (рис. 1.4) и после возвращения на Землю сохранили способность к размножению. Мелкие насекомые тихоходки после 10 суточного пребывания в открытом Космосе смогли на Земле также дать потомство. Созданы устройства для улавливания в Космосе сложных органических молекул среди космической пыли [2]. Вполне возможно, что зачатки жизни прилетели на Землю также вместе с этим ледяным метеоритом. А теперь вполне логично объединить гипотезу возникновения воды на Земле с теорией панспермии. Ведь в последующем развитии жизни главную роль сыграла вода, очень важны были температурные циклические процессы, а также приливы и отливы, что непосредственно связано с существованием Луны. В качестве четкого описания предполагаемого процесса возникновения жизни на Земле в данном случае попробуем составить формулу изобретения на него. Справедливости ради следует заметить, что существуют и другие теории происхождения жизни на Земле [3, 4, 5] и возникновения на ней воды: путем доставки ее мелкими метеоритами и кометами, а также за счет химической реакции водорода и кислорода земного происхождения. Последняя не лишена смысла, так как есть предположения, что на ранней стадии существования Земли в ее недрах были целые пласты водорода и атмосфера содержала большое его количество. Этот водород вступал в реакцию с кислородом земной коры, и получалась вода. Кстати, и в настоящее время земная кора на 49,13 % состоит из кислорода [6]. Мы же остановимся на объединенной космической теории возникновения воды и жизни на Земле, которая подпадает под категорию «способ». Желающим научиться писать формулы изобретений будет показан пример их составления. Итак, вариант формулы изобретения на способ возникновения жизни на планете будет выглядеть следующим образом.

Рис. 1.3. Доставка воды на землю

Рис. 1.4. Живые организмы в открытом Космосе

1. Способ возникновения жизни на твердой планете, включающий формирование космического объекта, состоящего из воды в виде льда, столкновение космического объекта с твердой планетой, отделение от твердой планеты фрагмента с противоположной стороны от места ее взаимодействия с космическим объектом, захват фрагмента твердой планеты силами гравитации твердой планеты с обеспечением его орбитального движения вокруг твердой планеты, термическое воздействие на космический объект, его таяние, доставка предбиологической фазы жизни на твердую планету и развитие предбиологической фазы жизни в результате циклических температурных процессов, а также циклических приливов и отливов, связанных с гравитационными силами фрагмента твердой планеты, движущегося по ее орбите.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доставку предбиологической фазы жизни осуществляют с помощью космического объекта, состоящего из воды в виде льда.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что доставку предбиологической фазы жизни осуществляют с помощью метеоритов – хондритов.

Если мы обратим внимание на первый пункт формулы изобретения, то увидим, что это просто краткое, но одновременно необходимое и достаточное описание процесса, которое при некоторой подготовке можно было бы произнести даже при устном общении. То есть формула изобретения это не что-то надуманное и непонятное, как многие предполагают. Единственное небольшое отличие формулы от нормальной человеческой речи состоит в том, что ее отличительные признаки всегда должны повторяться в полном объеме слов первоначального изложения. Например, если мы первый раз написали «фрагмент твердой планеты», то при последующих его упоминаниях должны называть только «фрагмент твердой планеты», а не «фрагмент», даже если 20 раз придется это повторять.

Два зависимых пункта (второй и третий) показывают альтернативные варианты доставки предбиологической фазы жизни на Землю. При обнаружении других вариантов переноса жизни, например посредством комет, они также могут быть внесены в зависимые пункты. Понятие альтернативности очень важно при написании зависимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты могут быть альтернативны друг другу, но не должны быть альтернативны первому пункту формулы. В первом пункте формулы у нас написано про «доставку предбиологической фазы жизни на твердую планету», не конкретизируя, посредством чего, а в зависимых пунктах – что «доставку предбиологической фазы жизни осуществляют с помощью космического объекта, состоящего из воды в виде льда», а также «с помощью метеоритов – хондритов». Следует заметить, что это может быть не окончательным вариантом формулы изобретения. Например, если выяснится, что приливы и отливы для возникновения жизни не обязательны, то про отделение фрагмента планеты и приливы с отливами в первом пункте можно не говорить, а перенести это в зависимые пункты формулы.

Указание в первом пункте формулы изобретения на то, что планета «твердая», уменьшает так называемый «зонтик» изобретения, подробно о таких «зонтиках» я писал [7, 8]. Если выяснится, что жизнь может формироваться и на газообразных планетах, то только общие признаки нужно будет оставить в первом пункте формулы, а все альтернативные друг другу перенести в зависимые ее пункты. Например, понятие «твердая» из первого пункта перейдет в один из зависимых. В другом зависимом пункте появится понятие «газообразная планета». Для простоты первый пункт формулы изобретения приведен без ограничительной части (что тоже допускается), в нем не описано, что делалось раньше, нет слов «отличающийся тем, что» с последующими за ними отличиями. Эти традиционные варианты будут описаны далее.

В описании этого изобретения необходимо было бы привести ориентировочные массы твердой планеты, космического объекта и отделившегося фрагмента планеты, величину его орбиты, температурный режим на планете и другие численные значения способа. При известности отдельных этапов, входящих в способ, например образования клеточных структур из предбиологической фазы в результате циклических процессов, целесообразно приводить ссылки на опубликованные данные. Со структурой текста, ключевыми словами и другими особенностями заявок на изобретения можно ознакомиться в Приложениях 1 и 2.

В представленной формуле изобретения с целью упрощения были опущены другие важные факторы возникновения жизни. Например, мы не упомянули об аномально высокой плотности воды при 4 °C, которая снижается как при повышении температуры, так и при ее понижении. Благодаря этому свойству при похолодании до 4 °C вода с поверхности опускается на дно, а следующие более холодные слои воды остаются на поверхности и начинают выполнять роль «одеяла». Из-за этого водоемы не промерзают до дна, что способствует сохранению жизни в них. Но это уже другое изобретение. Кроме этого, вода обладает и другими уникальными свойствами, одно из которых – память на широчайший спектр воздействий, возникающая в результате структуризации воды [9], что, возможно, также способствовало возникновению жизни.

Описанный способ возникновения жизни не конкретизирует в качестве планеты Землю и может относиться к широкому кругу планет и описывать некий универсальный способ зарождения и развития жизни на них. При этом он не рассматривает гипотезы возникновения жизни в Космосе, одна из которых отводит на жизненный цикл от неживой материи до нашего уровня развития, включая предбиологическую фазу, примерно 8 млрд лет. Когда люди поймут эти процессы, то они могут быть представлены в виде формул изобретений, останется только вопрос их авторства.

Несколько слов надо сказать и о плохих изобретениях космоса. Про хорошие астероиды, которые доставили воду и жизнь на Землю, мы уже говорили, но в настоящее время, что с водой, что с жизнью, ничего хорошего от них ждать не приходится. Астероид, образовавший 35–40 млн лет назад в Сибири Попигайскую котловину, в поперечнике до 100 км выделил энергию, равную 1023 Дж [10]. Это в 1000 раз больше энергии самого сильного в истории человечества извержения вулкана Тоба, о котором будет сказано ниже. В Антарктиде на Земле Уилкса был обнаружен кратер диаметром 240 км. Причем эти гигантские размеры дали даже отрицательные гравитационные аномалии. Падение астероида в районе Мексиканского залива 65 млн лет назад уничтожило 75 % всего живого на Земле и привело, по основной версии, к гибели динозавров. Наибольший из известных в настоящее время астероидов Церера имеет в поперечнике 1000 км, при столкновении такого объекта с Землей жизни на ней придет конец. Астероид Апофиз с диаметром, вероятно, более 300 м приблизится на опасное расстояние к Земле в 2029 и 2036 годах. Конечно, существует теория видного английского ученого Джеймса Лавлока, согласно которой Земля является мыслящим субъектом. Эту же гипотезу ранее высказывали философ-позитивист Конт и «отец экспериментальной психологии» Фехнер [11]. А если субъект мыслит, то чаще всего и действует, и, может, в его арсенале существуют методы защиты. Ведь даже по одной из, скажем мягко, околонаучных версий Тунгусский метеорит был уничтожен неким энергетическим лучом, вышедшим из Земли. Хотя основную версию – взрыв кометы – пока никто не отменял. Справедливости ради надо заметить, что Лавлок в первую очередь рассматривает варианты «наказания» Землей человечества за «плохое поведения». В любом случае нам придется в самом ближайшем будущем изобретать методы борьбы с астероидами и кометами. И не только они могут представлять для нас опасность. Взрыв «сверхновой» звезды сопровождается гигантским выбросом гамма– и жесткого рентгеновского излучений, и если он произойдет на расстоянии ближе 10000 световых лет от Земли, то разрушит ее озоновый слой, в результате чего солнечный ультрафиолет может уничтожить нашу биосферу. Если в качестве защиты от астероидов и комет уже существуют хотя бы теоретические способы их отклонения или уничтожения, то как защититься от излучений «сверхновых» – до сих пор пока непонятно. Хотя до практической реализации устранения астероидной опасности еще очень далеко. Разрушить астероид ядерным взрывом теоретически можно, но был бы один удар о Землю, а будет десяток, да еще с радиоактивным заражением – неизвестно, что хуже. Подлететь к астероиду, закрепиться на нем, включить двигатели и изменить его орбиту можно пока только в мечтах. Как это: подлететь к объекту, который движется со скоростью 30 км/сек? Покрасить его взрывом в белый цвет, изменить давление солнечных лучей и соответственно траекторию тоже можно пока теоретически. Тем более что с ранним обнаружением дело обстоит хорошо только на бумаге. За последние десятилетия произошло несколько падений метеоритов на Землю с мощностью взрыва более 20 килотонн. Фиксировались любительскими съемками пролеты астероидов в верхних слоях атмосферы, имеющих размеры более 50 м. И практически ни одно из этих событий до подлета радарами замечено не было. И только после удара или пролета считались энергетические характеристики этих объектов. Для справки: челябинский метеорит 2013 года при диаметре более 10 м дал мощность взрыва более 100 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Справедливости ради надо сказать, что не только защита от вредных изобретений Космоса тревожит лучшие умы человечества, но и вопросы более глубокого проникновения в него остаются актуальными. Космическую биологию мы уже упоминали. В конце 2011 года закончилась программа «Марс 500» по имитации полета на эту планету. В настоящее время подготовка к пилотируемому полету на Марс продолжается. Несмотря на временные неудачи, должна быть продолжена программа «Фобос-грунт». Ведется разработка малоразмерных космических аппаратов и космических электростанций [12]. Идут активные исследования возможности существования людей в космических поселениях [13]. По всем этим направлениям будет, где развернуться изобретательской мысли по освоению Космоса и по защите нашей планеты, об изобретениях которой мы поговорим в следующей главе.

Литература

1. Блох А.М. Нобелевская премия – популярно обо всем. – М.: БуКос, 2008. – 154 с.

2. Патент RU2189575, 2002.

3. Рутген М. Происхождение жизни. – М.: Мир, 1973. С. 96.

4. Иваницкий Р.Г. 21-й век: что такое жизнь с точки зрения физики // Успехи физических наук. – 2010. – Т. 180. – № 4. – С. 341. 360, 365

5. Реутов П.В., Шехтер А.Н. Как в 20-м веке физики, химики и биологи отвечали на вопрос: что есть жизнь? // Успехи физических наук. – 2010. – Т. 180. – № 4. – С. 393–414.

6. Лаверов Н.П., Медведев А.А. Космические исследования и технологии (в том числе и информационные): расширение знаний об окружающем мире // Наука и технологии в промышленности. – 2011. – № 4.

7. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий. – М.: Техносфера, 2010. – 136 с.

8. Соколов Д.Ю. Создание зонтичного и маскирующего патентов в области высоких технологий // Наноиндустрия. – 2010. – № 4.

9. Высотский В.И., Корнилова А.А. Активированная вода и память выды: мифы и реальность // Интеграл. – 2010. – № 4.

10. Резанов И.А. Великие катастрофы в истории Земли. Акадения Наук СССР. – М.: Наука. 1980. – 175 с.

11. Лапшин И.И. Философия изобретения и изобретение в философии: Наука и школа, 1922. – 194 с.

12. Райкунов Г.Г., Мельников В.М., Чеботарев А.С. и др. Проблемы создания космических солнечных электростанций // Наука и технологии в промышленности. – 2011. – № 3.

13. Нечитайло Г.С., Юров С.С., Капитанов А.Б. Биохимические исследования растений, выращенных из семян, длительное время экспонированных на орбитальной космической станции «Мир» // Наука и технологии в промышленности. – 2011. – № 3.

Глава 2
Изобретательские методики планеты Земля

Теперь вполне логично рассмотреть некоторые изобретения, созданные природой на планете Земля. Частично этой темы я касался в [1, 2, 3], здесь мы поговорим об этом более подробно. В качестве незаурядного изобретателя, естественно в соавторстве с Землей, мы обратимся в первую очередь к Океану как наиболее динамичному объекту, в чем мы убедились в предыдущей главе.

Рассмотрим первое его изобретение – формирование береговой линии в скальных породах. Берег моря или океана очень часто представляет собой обрывистый склон и линию прибоя в виде пляжа с песком или галькой (рис. 2.1). Морские и океанские волны обладают большой разрушительной силой. При шторме и скорости ветра более20 м/сек давление на береговые скалы обычно составляет величину 3–10 т/м2. На побережье Черного моря это давление достигает величины 3 т/м2, а на побережье Южной Америки – даже 30 т/м2. Разрушительной силе волн способствует механическое воздействие песка и гравия на скалы, как абразивного материала. Наиболее часто первичный берег образуется в результате подъема или опускания суши либо изменения уровня Мирового океана и имеет некий угол по отношению к горизонту – склон, опускающийся в воду. Сначала волны формируют в береге выемку 1 (рис. 2.2), которая называется волноприбойной нишей. Далее верхние породы 2 ниши начинают осыпаться, и образуется крутой обрыв 3. Упавшие камни помогают волнам далее разрушать берег, формируя отвесную стену, называемую клифом (англ. сliff – обрыв), а сами, превращаясь в песок и гальку, образуют под обрывом пологую площадку 4 – бенч (англ. bench – скамейка). Часть этой площадки смывается в воду и становится подводной террасой 5. Если не происходит дальнейшего подъема (опускания) суши или изменения уровня океана 6, то формирование обрыва заканчивается там, куда доходят волны [4, 5]. На рис. 2.2 представлено изображение формирования береговой линии в том виде, в котором это необходимо при оформлении заявок на изобретения с указанием только тех элементов, о которых будет идти речь в формуле и описании. Работе волн помогает ветер, который в тропических циклонах достигает скорости 100 м/сек, а также изменения температур скальных пород, происходящие быстрее, чем у воды. Технический результат этого изобретения заключается, например, в формировании береговой линии, пригодной для причаливания судов. А при необходимости продвинуться вглубь суши можно по ущельям, которые формируют реки, но это уже другое изобретение. Итак, формула первого изобретения может выглядеть следующим образом.

Рис. 2.1. Южный берег Исландии. Фото Юлии Цветковой

Рис. 2.2. Формирование береговой линии

1. Способ формирования береговой линии, заключающийся в изменении уровня воды относительно берега, в периодическом воздействии на берег волнами, в образовании в береге волноприбойной ниши с горизонтальной и вертикальной частями, в разрушении и осыпании вертикальной части и дальнейшем воздействии на вертикальную часть волноприбойной ниши волнами, содержащими фрагменты вертикальной части.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на вертикальную часть волноприбойной ниши осуществляют ветром.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодически изменяют температуру вертикальной части волноприбойной ниши и воды, при этом поддерживая между ними разность температур.

Формула готова, для простоты она также не содержит ограничительной части. Теперь надо составлять описание. Главное, чтобы оно было понятно и подробно раскрывало формулу изобретения. В нем нужно будет привести информацию о материале берега и его прочностных характеристиках, о давлении волн и ветра, о размерах осыпающихся фрагментов вертикальной части волноприбойной ниши и их твердости, о скорости изменения температур берега (например, дневного – ночного) и их соотношениях со скоростями изменения температуры воды. В конце описания надо будет привести технические эффекты (результаты), о которых мы уже говорили. Другие чисто формальные разделы заявки (область применения, описания и критика прототипа) могут быть написаны за 30 минут и их примеры, как мы уже говорили, приведены в Приложениях 1 и 2. После этого подобную заявку можно было бы подавать в Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС). Общий объем заявки при такой формуле изобретения будет составлять 4–5 страниц печатного текста, шрифт 14, интервал 1,5. Делать подробное описание необходимо, чтобы его было достаточно для осуществления изобретения. Это требование возможности промышленного применения изобретения согласно п. 4 ст. 1350 четвертой части Гражданского кодекса, а также административного регламента ФИПС.

Следующее интересное изобретение Океана – образование коралловых атоллов (рис. 2.3). Это происходит следующим образом. Сами кораллы – это живые существа – полипы, содержащие кишку-мешочек и щупальца, расположенные в твердом панцире из кальцита. Полипы размножаются друг на друге, умирают и образуют причудливые кораллы. Живут они на глубине не более 50 м и при температуре воды не ниже 20 °C. В какой-то момент в Океане, например, происходит подъем суши, и образуются отмели или острова. Для простоты рассмотрим вариант с островом. На мелководье вокруг острова кольцеобразно начинают расти кораллы. Постепенно они поднимаются к поверхности воды и те, которые располагаются с наружной части отмели, начинают получать больше пищи из океана, и рост их ускоряется. Они поднимаются из воды и еще более препятствуют проникновению планктона внутрь кольца. Ветровая эрозия (а мы помним, какие ветра бывают при тропических циклонах) частично разрушает выступающие из воды кораллы, они превращаются в белоснежный песок и покрывают остров [4]. Атолл готов, и вот формула этого изобретения.

1. Способ образования атолла вокруг острова, содержащий равномерный рост кораллов на мелководье вокруг острова, постепенное уменьшение доступа питательных веществ к зонам кораллов, расположенных ближе к острову, и более интенсивный рост кораллов в зонах, соприкасающихся с открытой водой.

Рис. 2.3. Коралловый атолл

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кораллы подвергают ветровой эрозии, превращают их в песок, который оседает на острове.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодически меняют уровень воды вокруг острова.

В описании к этой формуле изобретения необходимо будет сказать, например, про скорость роста кораллов и примерные размеры выступающего кораллового кольца над водой. Обязательно надо будет дать диапазоны уклона дна вокруг острова. Понятно, что если дно будет уходить с большой крутизной, то атолл не сформируется, так как все полипы будут получать пищу равномерно, а ближние к берегу даже в большем количестве из более богатого приповерхностного слоя. Технические эффекты первого пункта формулы тоже есть. Это, например, долговечность существования острова внутри спокойной лагуны кольцевого рифа, появление неограниченного количества рыбы в этой лагуне, простота ее добычи, и наконец защита обитателей острова от нежелательных пришельцев. А чтобы туземцам можно было выбраться в открытый океан, нужно где-нибудь сделать незаметный проход в кораллах. У зависимых пунктов формулы изобретения (второго и третьего) тоже есть технические эффекты. Песок, смешиваясь с водорослями, дает плодородную почву. Приливы не дают застаиваться воде в лагуне, а еще оставляют водоросли на песке, что также повышает плодородие почвы. Я здесь поподробнее остановился на технических эффектах, чтобы подчеркнуть их значимость, так как если при экспертизе заявки будут найдены известные решения, «убивающие» отличительные признаки формулы, то новые технические эффекты могут быть основанием для выдачи патента. Разумеется, при образовании атоллов могут одновременно создаваться и острова при смыкании кораллового кольца, и это не единственный способ формирования островов. Часто они образуются при извержении подводных вулканов, как остров Пасхи. Соловецкие острова стали подниматься из моря после того, как скальные участки суши были разрушены и вдавлены ледником, внутри земной коры образовалось излишнее давление, которое в настоящее время и выдавливает их наружу. В любом случае возникновение островов способствовало развитию человеческой цивилизации. Тот же остров Пасхи показал пример фантастического мастерства и изобретательности местных жителей, которые делали статуи высотой с пяти– и даже семиэтажный дом [6, 7]. Об изобретениях, созданных на Соловках, я уже писал в [2, 3]. Погибшая при извержении вулкана цивилизация о. Санторин поражает даже тем, что от нее осталось. Кстати, здесь вулкан разрушил остров, который сначала при медленном истечении лавы им же и был создан. Венеция, Япония, Великобритания и многие другие страны показали примеры эффективного островного развития. Ограниченность ресурсов заставляла людей надеяться только на себя и проявлять чудеса изобретательности.

И наконец, самое интересное явление с точки зрения изобретательских подходов – образование тропических циклонов. Они преимущественно формируются в широтных зонах от 5 до 25 градусов, как в Северном, так и в Южном полушарии (рис. 2.4). Например, на 15-м широтном Северного полушария над океаном образовался очень теплый воздух, причиной этому может быть, например, рябь на воде, мгновенно меняющая коэффициент отражения солнечного света. Этот воздух поднимается вверх и над океаном образуется зона (нулевая) низкого давления 1 (рис. 2.5). А теперь представим себе, что условно на 10-м и 20-м градусах (ближе и дальше от экватора) образовались зоны высокого давления 2 и 3, это тоже вполне обычное дело. Эти зоны начинают стремиться к зоне низкого давления 1. Но Земля вращается, если смотреть на экватор, слева направо, и зона 2 на 10-м градусе (первая зона) вращается быстрее, чем зона 3 на 20-м градусе (вторая зона). Первая быстрая зона 2 стремится к нулевой зоне 1, входит в менее скоростные участки атмосферы, по инерции начинает обгонять окружающие участки и закручивается вправо. Вторая медленная зона 3 стремится к нулевой зоне 1, входит в более скоростные участки атмосферы, из-за своей инерционности начинает отставать от окружающих участков и закручивается влево. Таким образом формируется вихрь, направленный в Северном полушарии против часовой стрелки. Соответственно, циклоны, сформированные в Южном полушарии зоной низкого давления 4 и зонами высокого давления 5 и 6, имеют закрученность по часовой стрелке. Диаметр циклона может составлять несколько сотен и даже тысяч километров с безветрием в центре, называемом глаз циклона (рис. 2.4) до 60 км в поперечнике. Следует заметить, что ниже 5-го широтного градуса циклоны не образуются, так как в области экватора у близлежащих участков скорости меняются не быстро, а выше 25-го широтного градуса их образование затрудняется меньшим углом падения солнечных лучей на поверхность океана и соответственно уменьшением температурных аномалий. Справедливости ради надо заметить, что в связи со всеобщим потеплением регион возникновения циклонов расширился. Например, в 2004 году в Южной Атлантике, гораздо выше 25-го широтного градуса, впервые возник мощнейший циклон и обрушился на Бразилию [8]. Вообще говоря, для образования циклона не так уж важно формирование зон высокого давления выше и ниже зоны низкого давления, циклон начнет формироваться даже при наличии одной лишь зоны низкого давления с нормальным давлением вокруг нее. Ведь нормальное давление также устремит потоки воздуха в нулевую зону [4]. Начнем составлять формулу изобретения на способ формирования циклонов с самого начала процесса возникновения планеты. Это сделано умышленно, чтобы показать, что даже в усложненном варианте формулы могут быть достаточно понятными.

Рис. 2.4. Формирование циклона

Рис. 2.5. Циклоны в Северном и Южном полушариях

1. Способ создания вихревых потоков газа, включающий формирование вращающегося вокруг своей оси объекта преимущественно круглой формы, окруженного газовым слоем, создание на его поверхности зон жидкости, нагревание вращающегося объекта источником излучение, расположенным в зоне, близкой к экватору вращающегося объекта, и создание локальных зон нагрева газового слоя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальные зоны нагрева газового слоя формируют путем изменения коэффициента отражения жидкости за счет создания ряби на ее поверхности.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальные зоны нагрева газового слоя формируют преимущественно в зонах от 5-го до 25-го градуса в обе стороны от экватора.

В этом случае формула написана в общем виде для любой планеты с атмосферой [9]. Я не упомянул в формуле изобретения вращение планеты вокруг звезды, годовое смещение ее оси и вращение звезды в составе галактики, так как, по моему разумению, это не сильно повлияет на образование циклонов. В описании изобретения нужно будет сказать о конкретном расположении источника излучения относительно экватора, о закрученности циклонов в Северном и Южном полушариях, о спиралевидной форме вихря, о вполне определенных давлениях в центре циклона и на периферии, о влиянии пассатов, о скоростях движения воздушных масс и, в конце концов, о высоте волн в центре и по краям циклона. Вся эта дополнительная информация может помочь в том случае, если эксперты «убьют» все признаки формулы изобретения. По закону в процессе экспертизы изобретатель имеет право дополнять первичную формулу изобретения признаками, приведенными в описании. Конечно, читателю придется писать формулы изобретений, придуманных человеком. Но они не будут сильно отличаться от предложенных вариантов. Я же их привел для того, чтобы образно и доходчиво рассказать, как готовятся формулы изобретений. Возможно, это уменьшит страх многих разработчиков перед составлением заявок на свои изобретения и, соответственно, сократит наше отставание в области защиты интеллектуальной собственности.

Следующие примеры связаны с горообразованием. Одна теория на первое место выводит движение материков, столкновение их и подъем краевых участков суши над уровнем океана. Доказательства этого находятся на вершинах Гималаев в виде слоев, когда-то сформированных на дне океана.

Другая теория основана на конвективных подкорковых течениях в недрах Земли. Обе теории можно изложить в виде последовательности действий, и, соответственно, обе они попадают под определение изобретений. И еще немного о вулканах, которые тоже образуют горы. Этна за счет вышедшей лавы поднимается более чем на 3300 м, Эльбрус – более чем на 5600 м. При этом частые извержения одного и того же вулкана – это, скорее всего, хорошо, так как излишнее давление внутри Земли в этом месте, как из клапана, сбрасывается наружу, а это уже положительный эффект – важный признак изобретения. Этна за счет постоянных извержений не представляет большой опасности, а вот Везувий надолго закупорился остывшей лавой и начинает беспокоить Юг Италии. Не говоря уже об Иеллоустонском парке, который может превратиться в супервулкан и забеспокоить не только Америку, но и всю планету. Его предполагаемое извержение может сравниться только с извержением супервулкана Тоба, случившимся 73–75 тыс. лет назад в Юго-Восточной Азии, которое уничтожило большую часть растительного и животного мира планеты. Несколько меньшее извержение вулкана Санторин 1450 года до н. э. разрушило целое островное государство, и оно частично ушло под воду. При извержении вулкана Тамбор в 1815 году в Индонезии его высота уменьшилась с 4000 до 2860 м, и было выброшено около 100 км3 горных пород в атмосферу. Разрушение гор при извержении вулканов происходит не только из-за «разбрасывания» их фрагментов в разные стороны взрывом, но и из-за обрушения того, что осталось, в пустоты, откуда вырвались раскаленные газы и лава. Следует заметить, что эти два извержения с энерговыделением каждого 1020 Дж были самыми разрушительными в истории современного человечества. Для сравнения: самое мощное извержение ХХ века камчатского вулкана Безымянный в 1956 году покрыло пеплом площадь в 60000 км2, а дом вулканологов (к счастью, без людей), расположенный на расстоянии 12 км от центра взрыва, был буквально сдут взрывной волной, от него не осталось ни одной доски [10]. Так вот это извержение на Камчатке в сто тысяч раз меньше по энерговыделению, чем извержение Санторина или Тамбора, которые, в свою очередь, были, как минимум, на порядок меньше извержения Тобы и возможного Иеллоустонского. То есть в одном Тобе – миллион Безымянных. Это были плохие изобретения природы. Хотя довольно часто, когда кому-то делается плохо, где-то возникает и хорошее. Пусть Тоба и уничтожил большую часть тогдашнего человечества, но многие считают, что после извержения оставшимся в живых гоминидам пришлось интенсивнее шевелить мозгами для выживания, и, в конце концов, появился человек современного типа. И несколько слов о землетрясениях. Продолжают двигаться тектонические плиты, что приводит к землетрясениям и изменениям рельефа поверхности Земли. Например, при восьмибалльном (по шкале магнитуд) Гоби-Алтайском землетрясении 1957 года волны в скальных образованиях достигали высоты 10 метров, а разломы были длиной около 300 км. При японском девятибалльном землетрясении 11 марта 2011 года 600-километровая плита под водой сдвинулась на 10–15 м, чего ранее не было зафиксировано в истории наблюдений. Увеличение магнитуды на 1 балл соответствует увеличению энергии землетрясения в 32 раза. Но землетрясения вызывают еще и цунами. Несмотря на феноменальную силу этого японского землетрясения, основные жертвы и разрушения были вызваны цунами. Причем высота волны этого цунами была в пределах нормальных значений. А наивысшая высота волны в недавней истории была зафиксирована в 1958 году на юго-востоке Аляски. Здесь толчки вызвали резкий сход ледника и оползней в залив, где в совокупности с обыкновенным цунами и спецификой заливов, как усилителем цунами, гигантская волна смыла сосны на высоте 600 м над уровнем моря. Правда, в этих изобретениях будет очень трудно найти положительный эффект.

Теперь о реках. Циклические температурные дневные и годовые процессы, связанные с вращением Земли вокруг Солнца, вызывают испарение воды и ее конденсацию в виде осадков, что в совокупности с таянием ледников и излишками подземных вод в первую очередь формирует реки. В этом случае также имеет место последовательность действий, имеющих конкретный результат, на что может быть составлена формула изобретения.

Здесь приведена только малая часть природных процессов неживой природы, которые гипотетически можно было бы защитить патентами. Существует еще морское течение Гольфстрим, которое за сутки переносит энергию, близкую к энергии сжигаемого человечеством угля за 10 лет [8]. Это течение влияет на биосферу всей северо-западной части Восточного полушария. Продолжает работать магнитная защита Земли, отклоняющая потоки солнечных ионов и образующая ионосферу, которая, в свою очередь, поглощает нежелательное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца. При этом ионосфера отражает радиоволны, приходящие из Космоса, что очень важно, так как последние исследования говорят о влиянии на человеческий организм даже сверхмалых, сравнимых с энергией тепловых колебаний, электромагнитных излучений [11]. Эта же ионосфера обеспечивает дальнюю радиосвязь на Земле уже за счет отражения радиоволн наших передатчиков. Практически любой природный процесс, где имеется последовательность действий и результат, можно использовать, как запоминающийся пример для составления формул изобретений при обучении изобретательству. Исключение составляют только те процессы, которым пока нет объяснений. Например, условия возникновения шаровой молнии пока до конца не ясны, да и теория возникновения нефти из останков животных все больше теряет сторонников в пользу физико-химических процессов внутри Земли. Возвращаясь к океану, необходимо сказать о загадочных теплых течениях Эль-Ниньо, периодически возникающих в экваториальных водах Тихого океана, локальных зонах понижения и повышения уровня воды в океане. Космонавтами В.А. Ляховым и В.В. Рюминым в 1979 году недалеко от восточных берегов Африки было обнаружено поднятие поверхности океана длиной примерно в 100 км и несколько сотен метров шириной. Соответственно, такие изобретения гипотетически не могли бы быть защищены патентами, так как для них невозможно пока представить научно обоснованную последовательность действий. Существует совсем уж фантастическое изобретение Космоса и Земли, подтвержденное научными исследованиями С.Э. Шноля, продолжавшимися на протяжении десятков лет, согласно которым на огромное число земных процессов – от биохимических реакций до ядерного распада – влияет положение их (и, соответственно, зон их измерения) относительно всей совокупности космических объектов или, еще можно сказать, от суперпозиции углового положения Земли и ближайшего звездного окружения [12]. Долгое время Шнолю приходилось доказывать истинность своей теории научному сообществу. Здесь следует заметить, что как только эти процессы, учитывая диалектику познания, будут объяснены, их сразу можно будет патентовать, причем не только для примера, но и для реальной защиты корректировки результатов измерения космофизическими влияниями. Такие изобретения, близкие к открытиям, будут иметь свою специфику защиты, о которой я писал в [13, 14]. Голословное объявление лженаукой всего того, что не согласуется с современным уровнем знания, по сути, само является лженаукой. Тому есть сотни подтверждений. Например, из этой же области. В 1826 году Г.С. Швабе стал наблюдать за пятнами на Солнце и связывать их с появлением зарниц и полярных сияний, далее И. Ламонт установил связь этих процессов с магнитными бурями, а профессор Пиацци с колебаниями температуры земной коры [15]. Тогда это казалось фантастикой, сейчас это классические знания.

В заключение следует заметить, что в последнее время, особенно в результате глобального потепления, очень многие процессы на нашей планете претерпевают изменения, причем это потепление, как многие считают, инициировано бездумной деятельностью человека. (Справедливости ради надо сказать, что некоторые ученые придерживаются противоположного мнения и считают, что нас в самое ближайшее время ждет глобальное похолодание.) Про циклоны, которые начинают смещаться в северные и южные широты, мы уже говорили. Потепление разрушает коралловые рифы. Только за один из самых жарких 1998 год Мировой океан потерял 16 % коралловых рифов [8]. По сравнению с 1970 годом количество воды в озере Чад уменьшилось в 30 раз. В 2002 году ледник Ларсен-Б, который должен был просуществовать десятки лет, разрушился за 35 дней. Учитывая такое развитие событий, человечеству пора вмешиваться в изобретательский процесс нашей планеты, но не так, как мы это делали до настоящего времени. Хотя надо заметить, что и положительные сдвиги в этом направлении происходят. Несколько больше стало уделяться внимания экологическим проблемам. Издаются экологические журналы «Экология», «Экология производства», «Functional Ecology», «Journal of Ecology». Появляются новые журналы, например «Безопасность в техносфере» и «Наука и технологии в промышленности», в которых обсуждаются и популяризируются безопасные технологии, вскрываются факты варварского отношения к природе. Продолжаются исследования и создаются новые методы мониторинга природных явлений [16, 17, 18, 19, 20]. С положительными примерами взаимоотношения человека с природой мы познакомимся также в следующих главах. На некоторых изобретениях живой природы остановимся в главе 3.

Литература

1. Соколов Д.Ю. Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах. – М.: Техносфера, 2011. – С. 88–91.

2. Соколов Д.Ю. Придумки Соловецкой земли // Изобретатель и рационализатор. – 2010. – № 4.

3. Соколов Д.Ю. Учимся изобретать у природы // Наноиндустрия. – 2011. – № 4.

4. Брянский Л.В. Море – разрушитель или созидатель // Потенциал. – 2011. – № 5, 6, 7.

5. Орлов В.К. Острова, затерянные в океане. – М.: Мысль, 1979. – 192 с.

6. Тур Хейердал. Aicy-Aicy. Тайна острова Пасхи. – М.: Молодая гвардия, 1959. – 384 с.

7. Мифы, предания и легенды острова Пасхи / сост. и пер. И.К. Федоровой. – М.: Наука. 1978. – 384 с.

8. Лаверов Н.П., Медведев А.А. Космические исследования и технологии (в том числе и информационные): расширение знаний об окружающем мире // Наука и технологии в промышленности. – 2011. – № 4.

9. Соколов Д.Ю. Пример выуживаем у океана // Изобретатель и рационализатор. – 2012. – № 1.

10. Резанов И.А. Великие катастрофы в истории Земли. Академия Наук СССР. – М.: Наука, 1980. – 175 с.

11. Вольтер Е.П., Миквабия З.Я. Организм, геомагнитное поле и «демон» Пирузяна // Наука и технологии в промышленности. 2011. – № 3.

12. Шноль С.Э. Космофизические факторы в случайных процессах. Swenska fysikarkivat, Stockholm, 2009. – 388 с.

13. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений, основанных на открытиях // Патенты и лицензии. – 2010. – № 4.

14. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий. – М.: Техносфера, 2010. – 136 с.

15. Лапшин И.И. Философия изобретения и изобретения в философии: Наука и школа, 1922. С. 181–182.

16. Андреев А.И., Коковкин А.А., Медведев М.Б. Радон, как индикатор сейсмогеодинамической активности // Безопасность в техносфере. – 2011. – № 5.

17. Турилов В. Перспективные системы и средства оповещения и мониторинга // Русский инженер. – 2012. – № 1.

18. Шмелькин Ю., Юсупов Ю. Новые возможности ГИС Метео // Русский инженер. – 2012. – № 1.

19. Боков В. Когда содрогнется Земля? Краткосрочные прогнозы землетрясений // Наука и жизнь. – 2011. – № 9.

20. Меньшиков В.А., Контан Ж.М., Пушкарский С.В. и др. Перспективы создания международной аэрокосмической системы мониторинга глобальных явлений // Наука и технологии в промышленности. – 2009. – № 3.

Глава 3
Изобретения в мире биологии

После того как сформировались суша, вода и жизнь на Земле, вполне логично будет посмотреть на некоторые интересные проявления этой жизни. Про изобретения животного и растительного мира существует довольно обширная литература (см., например, обзор [1]). В этой главе я остановлюсь между этими мирами, на царстве грибов, об изобретениях которого написано не так много.

Использовать грибы люди научились еще в глубокой древности. В IV веке до н. э. древнегреческий ученый Теофаст упоминает о таких грибах, как шампиньоны, сморчки, трюфели.

Необыкновенные свойства грибов, по моему мнению, делают их наиболее интересными объектами рассмотрения в качестве изобретения мира биологии. Уникальные прочностные свойства грибов, позволяющие им пробиваться даже сквозь асфальт, обусловлены наличием в их плодовых телах хитина – сверхпрочного, изобретенного природой полимерного материала [1]. Самый крупный по размеру в мире организм не кит и даже не дерево, а гриб – амелиа бульбоса, обнаруженный в мичиганских лесах биологами Массачусетского технологического университета. Он занимает площадь в 15 гектаров, образует единое целое и имеет вес более 11 тонн.

Рис. 3.1. Различные формы белого гриба: 1 – березовая; 2 – дубовая; 3 – сосновая; 4 – еловая

Рис. 3.2. Различные формы подосиновика: 1 – желто-бурая; 2 – белая

Рис. 3.3. Рыжик

Рис. 3.4. Груздь настоящий

Рис. 3.5. Подгруздок белый

Рис. 3.6. Белая форма бледной поганки и ее съедобные «двойники»: 1 – бледная поганка; 2 – шампиньон обыкновенный; 3 – шампиньон полевой; 4 – колпак кольчатый

Грибы – это группа организмов, включающая более 100 тыс. видов. На территории нашей страны встречается более 50 тыс. видов грибов, из них 3 тыс. – шляпочные грибы, из которых 200 видов съедобны. Все живые организмы в более точной терминологии делятся на царство животных и царство растений. Традиционно грибы рассматривались как один из разделов (Mycota) растительного царства. Сейчас более распространен взгляд на грибы как на самостоятельное царство живых организмов (Mycetalia). Грибы состоят из тонких, до несколько микрон нитей – гифов, образующих грибницу, и плодовых тел [2].

Большинство съедобных грибов относятся к так называемым грибам-симбионтам, вступающим в симбиоз с корнями деревьев. Это изобретение помогает грибам всасывать органические вещества из корней деревьев, которым в большинстве случаев это приносит только пользу [3]. Практически все съедобный грибы содержат белки, жиры и углеводы, а также витамины А, В, С, Д, РР, экстраактивные вещества и ферменты. Описание изобретений грибного царства начнем с грибов первой категории, и конкретно со всем известного белого гриба. На территории нашей страны широко распространены шесть его форм. Березовая форма 1, дубовая 2, сосновая 3, еловая 4 (рис. 3.1 цв. вклейки), темно бронзовая и сетчатая. Традиционными для средней полосы являются первые четыре формы. Последние – распространены в дубово-грабовых и буковых лесах в основном на Кавказе. Но около 50 лет назад в средней полосе европейской части России распространилась сетчатая форма белого гриба, и расти такие грибы стали с конца мая. В течение первых трех недель роста их чаще можно встретить на максимально освещенных местах, из чего можно сделать вывод, что солнце в жизни этих грибов имеет очень важное значение. А когда необходимо наиболее эффективно решить задачу, то и начинается сам процесс изобретательства. Вот эти грибы и изобрели для менее теплой средней полосы России матовую темно-коричневую шляпку, максимально поглощающую солнечные лучи, вместо традиционно светлой для этой формы. У всех других видов белых грибов средней полосы шляпки несколько светлее и часто имеют глянцевую наружную пленку. А в бронзовой и сетчатой формах белого гриба пленка практически отсутствует, и поры шляпки видны невооруженным глазом.

Второй благородный гриб – подосиновик. Официально его отнесли ко второй категории, с чем я лично не согласен, хотя бы из-за того, что молодые подосиновики по содержанию белков превышают говядину. У подосиновика наиболее известны формы – традиционная красная, желто-бурая 1 и белая 2 (рис. 3.2 цв. вклейки). Так вот, желто-бурая форма поздней осенью иногда приобретает очень темный оттенок, опять же для максимального использования последних солнечных лучей, а в летнюю жару часто встречаются подосиновики белого цвета. Благодаря этому изобретенному качеству подосиновики на нашей территории встречаются с июня по октябрь и в меньшей степени, чем другие грибы, зависят от погодных условий.

Третий благородный гриб – рыжик (рис. 3.3 цв. вклейки). Кто-то по вкусовым качествам его ставит на первое место, а кто-то на дух не переносит. С этими грибами случилась вообще странная история. В средней полосе они стали пропадать в 1950-х годах и к 1960-м практически полностью исчезли. Но вот в 1991 году сразу после развала СССР рыжики появились в огромном количестве, их можно было собирать грузовиками. Грибники метались с выпученными глазами и полными корзинками и не знали, что с ними делать, ведь старшее поколение к этому времени практически все уже ушло, и нарушилась связь времен. Кто-то рыжики отваривал, кто-то мариновал, кто-то мыл перед засолкой и засаливал с укропом и чесноком. Все это неправильно. Рыжик – единственный гриб, который засаливают без предварительной обработки и без добавления специй, их даже нельзя мыть. Природа все, что нужно, изобрела и в него вложила. По калорийности соленые рыжики превосходят яйца и говяжье мясо, благодаря наибольшему содержанию ферментов по усвояемости они стоят на первом месте, при этом большое количество экстраактивных веществ придают рыжикам великолепные вкусовые качества.

Из-за тридцатилетнего отсутствия рыжиков в лесах центрального района России многие грибники до сих пор срывают рыжик, смотрят на ядовито-оранжевый цвет его пластинок и выбрасывают. Да еще в последние годы широко распространилась его фиолетовая популяция, которая вообще выглядит, как поганка. Вероятно, рыжик изобрел такой способ сохранения вида. Одна из причин 30-летнего перерыва в росте рыжиков может заключаться в химизации сельских угодий в 60–70-е годы, но уж как-то очень странно начало их активного роста совпало с изменением политического строя. При этом надо заметить, что последние лет восемь их становится все меньше.

Четвертый благородный гриб – трюфель. Согласно справочникам в южных областях России наиболее часто встречается белый трюфель, а в центральной части – его разновидность, называемая гиднотрией. Но в один прекрасный момент белые трюфели решили, что неплохо было бы освоить среднюю полосу, и они взяли структуру и форму поверхности гиднотрии, уже адаптированную под эти условия, и наполнили ее своим содержанием (это типичный изобретательский прием), одновременно увеличив размеры в три раза и доведя их до 12 см в диаметре. При этом они сохранили свой отменный вкус. Хоть это и самый дорогой гриб в мире, я поставил в своем списке трюфель на четвертое место из-за его ограниченного распространения и трудности поиска. Дело в том, что все его плодовое тело расположено в земле, а наших отечественных жучек (для поиска этих грибов) я не смог приучить к их изысканному запаху, чему научили животных в Италии и Франции.

И последний благородный гриб – груздь настоящий (рис. 3.4 цв. вклейки) – растет в Сибири, к Подмосковью изредка подходит со стороны Ярославской, Костромской и Владимирской областей. Интересно, что этот гриб из-за горького сока является условно съедобным, но при этом считается грибом первой категории, естественно, после вымачивания и засолки. Это изобретение груздей позволило им защититься от мелких вредителей и стать лидером всего сибирского региона.

Переходим к менее ценным грибам – всем известным сыроежкам. Обычно они растут в смешанных лесах средней и высокой влажности с относительно мягким грунтом и имеют ломкое плодовое тело с диаметром шляпки приблизительно равным двум длинам ножки. Но в том случае, если сыроежки переходят на сухую и более твердую почву ополиц – границ леса и поля, где преимущественно растут березы, они изобретают необычную для себя форму – закрытую приплюснутую твердую шляпку на очень короткой ножке. Твердые шляпки позволяют раздвигать плотную сухую почву, и это является изобретательским признаком, имеющим явный технический эффект. Причем эта форма сохраняется и у больших сыроежек. Тоже происходит и с млечником обыкновенным – у него укорачивается ножка, шляпка становится твердой и практически пропадает горькое молоко. При этом его вкусовые качества улучшаются. Если основной вариант необходимо было замачивать и отваривать перед засолкой, то новый гриб имеет отличный вкус даже просто в отварном виде. Подгруздок белый или сухой груздь (рис. 3.5 цв. вклейки) также становится более приземистым и твердым в условиях сухого грунта, и половина грибников его принимают за скрипушку. А подгруздок чернеющий иногда перестает чернеть и остается розовым на срезе. Кстати, один из критериев качества гриба – особая любовь к нему лесной живности. Ядовитые и малосъедобные грибы червивыми никогда не бывают, их не тронет ни улитка, ни белка, ни лесная мышь. Так вот этот гриб встретить нечервивым очень сложно, что говорит о его вкусовых качествах. К белому подгруздку, его близкому родственнику, это относится в меньшей степени, так как не все мушки могут пробить его твердую поверхность, чтобы отложить личинки. Этот гриб по достоинству был оценен и нашими дальними предками. В некоторых местах сейчас их называют губками, что на древнеславянском языке часто означало грибы. Официально этому грибу присвоена заслуженная вторая категория. Некоторые грибники изобретатели его засаливают и выдают на рынке за груздь настоящий (ср. рис. 3.4 и 3.5). Отличить подделку можно следующим образом: груздь настоящий при засолке имеет еле заметный голубоватый оттенок и желеобразный рассол, а у соленого белого подгруздка цвет слегка желтоватый с водянистым рассолом.

Следует заметить, что у каждого вида грибов примерно на 50 обыкновенных плодовых тел создается один «супергриб», который вырастает до огромных размеров, сохраняя свою твердость и чистоту, не тронутую улитками и червяками. Вероятно, грибница таким образом изобрела способ продолжения и улучшения своего вида. Ведь если такой гриб никто не сорвет, он созреет и даст наиболее сильное потомство.

Завершим анализ съедобных грибов осенними опятами. На первый взгляд, какие у них могут быть загадки и изобретения, растут себе и растут повсеместно. Но иногда после долгого, в течение нескольких лет, отсутствия опят вдруг в один день и даже один час они начинают расти на огромной территории. Аргумент, что создались одинаковые условия на этой площади, не проходит. Дело в том, что такую картину я часто наблюдал по обе стороны одной подмосковной реки, которые разительно отличаются друг от друга. Одна сторона – сухая и твердая, а другая – влажная и мягкая. На первой – белые грибы, те самые сетчато-матовые, начинают расти в мае, а на второй – традиционные, в июле. Так вот, на обеих сторонах опята часто начинают расти одновременно, с точностью до одного часа. Причем команда о начале роста по грибнице передаться не может. Чтобы грибница проходила под рекой и шла по песку по километру в обе стороны от реки – такого я не слышал. Остается предположить, что грибы изобрели полевой способ обмена информацией. Предмет изучения этого способа для ИРЭ РАН – налицо.