Дмитрий Соколов - Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах
XVIII века уже упоминавшийся Роберт Фултон более чем на 200 лет позже Филиппа спроектировал для Англии канальную транспортную систему в сельской местности [11], которой очень гордился, но которая там так и не была построена. Не буду утомлять читателя составлением формулы изобретения на канальную систему, предлагаю сделать ее в качестве тренировки, она получится небольшая. А вот технических эффектов (луга, экономия сил, сохранение лесных дорог, дополнительный поток чистой воды и чистый воздух) у этого изобретения много, что очень важно для получения патента. Довольно часто одно изобретение рождает целую серию, связанную с ним. Воду Святого озера мощным потоком по стометровому подземному каналу подали в монастырь, где ее начали использовать для различных нужд. На базе мельницы были изготовлены автоматические сушилка и веялка, засыпка зерна в которую осуществлялась без участия людей. Был также создан прообраз ультразвуковой стиральной машины: белье в корзинах на ночь опускалось в бурный поток и в результате вибраций отстирывалось. Одно из самых интересных сооружений, связанное с каналами – сухой док, построенный в 1799–1801 годах. На выходе в море, с другой стороны от монастыря, вода из Святого озера проходила по узкому каналу, имеющему покатые берега (рис. 9.3). Около моря этот канал был перегорожен раздвигающейся плотиной. Преимущественно во время прилива плавсредство заходило внутрь, плотина закрывалась, док наполнялся водой, корабль поднимался и становился на якорь у берега над платформой. После этого плотина медленно отрывалась, вода уходила из дока, а судно оставалось на суше для ремонта. Когда необходимые работы заканчивались, док наполнялся водой, корабль всплывал, становился на якорь в середине канала и после плавного спуска воды выходил в море. Сооружение сохранилось до сих пор, но в настоящее время не функционирует. На сухой док может быть составлена формула изобретения на способ и устройство. Приведем пример формулы способа. «Способ установки судна на ремонтную платформу и спуска его на воду, включающий заход судна в док, перекрытие дока плотиной, наполнение его водой, перемещение судна в зону над ремонтной платформой, закрепление его над ней гибкой связью, плавный спуск воды из дока, ремонт, наполнение дока водой, перемещение судна на середину дока и постановка его на якорь, плавный спуск воды и выход судна из дока». Это приблизительный вариант формулы изобретения, тем не менее отражающий сущность способа.
В 1818 году на потоке из Святого озера был поставлен лесопильный завод оригинальной конструкции. Он мог работать почти без обслуживающего персонала. Во время пуска воды лежащие вне здания бревна сами постепенно втаскивались на место распила, распиливались, доски складировались, а опилки уходили по желобу на специально отведенное место. Это описание легко превращается в формулу изобретения. В настоящее время завод не сохранился. В начале XX века на этом же потоке была построена единственная в своем роде монастырская электростанция с двумя динамо-машинами мощностью 15 и 25 кВт для освещения монастыря. Еще одно уникальное сооружение, связанное с водой и подсказанное природой, – закрытая валунная гавань на Большом Заяцком острове в пяти километрах от монастырского причала (рис. 9.4). Гавань имеет форму трапеции с максимальной стороной в 40 м у берега и в 36 м у насыпного вала напротив, в котором сделан 4-метровый проход для судов. В береговой зоне имеется четыре различных углубления с перемычками для швартовки судов разных размеров. Известна запись по организации строительства гавани, сделанная Филиппом на стоявшем здесь кресте, которая призывала приезжих паломников, чтобы они «по силе своей каменья же носили бы на заднюю стенку становища на угол от моря, для того чтобы волнами морскими не располоскало» [12]. Устройство такой капитальной гавани вдали от основных построек монастыря имело следующий смысл. Суда, выходившие в хорошую погоду с материка, часто попадали во внезапный шторм, чем славится Белое море. Здесь же они находили перехватывающую стоянку и пережидали непогоду. Эту гавань можно было бы запатентовать через способ доставки грузов с материка на острова.
Филиппом в 1552 году было начато грандиозное каменное строительство монастыря с использованием валунов, запасы которых в округе неисчерпаемы. Примерно в это же время был построен кирпичный завод, где утрамбовка глины и ее резка осуществлялась механизмами, движимыми лошадьми и волами. Для подачи готовых кирпичей и валунов на строящиеся стены использовались транспортеры также на животной тяге.
Возведение крепостных стен монастыря началось последователями Филиппа под руководством монаха Трифона в 1582 г. и длилось 14 лет. Принципы валунного строительства с внутристенными укреплениями бревнами, использованием определенных соотношений нижних и верхних валунов, дополнением межвалунных пустот битым и целым кирпичом были опробованы Филиппом, использовались при дальнейшем строительстве монастыря и сохранились до сих пор, что подтверждает правильность выбранных методик. Вес нижних камней достигает 11 тонн, высота стен – 10 м, а высота башен – 30 м (рис. 9.5). Благодаря валунному рельефу многие бойницы в стенах и башнях были естественно замаскированы. Башни выступают за линии стен для возможности ведения бокового огня при обороне. Это могло бы быть весомым техническим эффектом при патентовании. Первая проверка на прочность у крепости была во время церковного раскола, когда монастырь не принял нововведения патриарха Никона и был атакован царскими стрельцами. Осада продолжалась с 1668 по 1676 годы и если бы не предательство одного из братии, который показал тайный подземный ход, то монастырь скорее всего устоял бы. Ключевую роль в его защите сыграл подземный канал от Святого озера, который все годы снабжал осажденных водой, а также экономил мускульную силу, благодаря использованию в хозяйстве различных механизмов, приводимых в движение бурным потоком. Примерно через два века крепость вторично была проверена на прочность. Летом 1854 года в разгар крымской войны два английских шестидесятипушечных фрегата атаковали монастырь. Обстрел продолжался около 9-ти часов, по монастырю было выпущено около 1800 ядер и бомб. По признанию английского капитана, их хватило бы на разрушение нескольких городов. В монастыре же не было ни одной жертвы. Видя бесперспективность атаки, англичане отступили. А это типичное доказательство эффективности использования изобретения, некий «протокол испытаний».
То есть смело можно утверждать, что сам монастырь является великим изобретением русского гения. Недаром вид на него с восточного берега Святого озера запечатлен на 500-рублевой купюре (рис. 9.6).
Помимо строительства оригинальных сооружений на Соловках много экспериментировали с акклиматизацией растений. В середине XIX века в самом защищенном от ветров месте острова в районе хутора Горка были оборудованы оранжереи с подземным подогревом почвы, где вызревали арбузы, персики, дыни и огурцы. Здесь был также разбит самый северный ботанический сад и в разное время акклиматизированы яблоня, ирга, сирень, роза, бадан и другие растения. В этом случае можно было бы запатентовать способ выращивания теплолюбивых растений в районе полярного круга. Интересное рукотворное изменение природы произошло также на острове Анзер. Этот остров расположен в 5-ти километрах от Большого Соловецкого и сам является удивительным изобретением природы. Мыс Кеньга, куда обычно причаливают лодки – типичное арктическое побережье из голых валунов, через несколько сотен метров в глубь острова начинается тундра, потом лесотундра. Через километр лесотундра переходит в тайгу с огромными елями и далее в сосновые боры и смешанный лес, заканчивающийся лугами, типичными для средней полосы России. Многие годы паломники, посещавшие Анзер, приносили семена из родных мест и высаживали их на Богородичном лугу. В результате он приобрел совершенно необычный для севера вид с разнотравьем чуть ли не всех климатических зон России. В этом случае мы уже имеем коллектив изобретателей – природу и человека. Но одно из самых поразительных природных изобретений Соловков, которое мне удалось увидеть на Большом Заяцком острове – это рябина, имеющая одну гроздь обычного размера на стволе высотой в 10 см.
В заключение хочу привести еще одно изобретение из соловецкой истории, как природа, по моему мнению, помогла древнему человеку изобрести спиральный лабиринт. На территории России найдено около 50 каменных неолитических лабиринтов и 33 из них находятся на Соловках (рис. 9.7). Зачем они сделаны – ученые спорят до сих пор. Приписывают им культово-ритуальное значение, магическое и другие, вплоть до приспособлений для ловли рыбы. Но назначение мы пока отложим до будущих времен. Лабиринты имеют довольно сложную спиральную форму и до сих пор не понятно, что было их прообразом. Есть версии, что это был млечный путь или строение органов человека, начиная от ушной раковины и тонкого кишечника, и кончая женским детородным органом. Осмелюсь предложить свою версию. Эти лабиринты заканчиваются в середине или петлей, или одной спиралью, или замкнутой окружностью (овалом), такое же строение имеют отпечатки пальцев человека. Наука, изучающая отпечатки пальцев и их влияние на особенности человека называется дерматоглифика. Более того, есть исследования, что форма этих рисунков связана с тем, какой национальности и даже расы были предки каждого конкретного человека. То есть, возможно, по строению лабиринтов и частоте расположения их на Земле, а есть они и в других местах, можно будет судить о переселении народов. Этот подход может быть использован в сочетании с лингвистической (по созвучности слов разных народов) [13] и митохондриальной (по анализу митохондриальной и Y-хромосомной ДНК человека) [14] теориями и дать более полную картину освоения Земли человеком. При этом все эти теории, а вернее методики, могли бы быть защищены патентами, как способы определения путей миграции человечества. В формулах этих изобретений могли бы быть последовательно описаны измерения и оценки объективных фактов каждой методики.
