СССР – родина слонов: так иронично говорят, когда кто-то пытается доказать сомнительный приоритет (первенство по времени) российских изобретений перед зарубежными. Эта ирония не беспочвенна: многие идеи приходили в голову ученым из разных стран независимо и почти в одно и то же время. Но есть и такие разработки, которые получили мировое признание (правда, не сразу). О некоторых из них мы рассказываем в этой статье.
Что ни сезон, то мезон
По современным представлениям науки, когда произошел Большой взрыв и появилась наша Вселенная, в первые мгновения кварки – мельчайшие частицы – существовали в свободном состоянии. Потом они перешли в связанное состояние, протоны и нейтроны, из которых образовались известные нам химические элементы.
Изучение физики элементарных частиц невозможно без ускорителей, которые позволяют увидеть переход от кварк-глюонной материи к адронной (нейтронам и протонам). Одним из самых известных таких ускорителей является Большой адронный коллайдер, построенный под Женевой. Ученые надеются, в результате исследования столкновения протонов удастся зарегистрировать неизвестные ранее физические явления и приоткрыть завесу тайны над зарождением Вселенной.
Но путь к созданию Большого адронного коллайдера был длинным. Сначала в 1920-е гг. английский физик Томас Аллибон добился ускорения электронов в электронной лампе с вакуумом, потом были предложены линейные резонансные ускорители частиц.
А принцип автофазировки, открытый в 1944 г. советским ученым Владимиром Иосифовичем Векслером, лег в основу нового поколения ускорителей высоких энергий – микротрона, синхротрона и синхрофазотрона. Его открытие было внесено в Государственный реестр открытий СССР под №10 с приоритетом от 8 июня 1944 г.
В городе Дубна (СССР) в 1957 году был впервые запущен самый мощный в то время протонный синхрофазотрон, в разработке которого принимал участие Векслер. Здесь им была открыта новая элементарная частица – анти-сигма-минус-гиперон, проведен большой объем работ по изучению пионов – субатомных частиц из группы мезонов. Благодаря Векслеру с 1945 г. по 1957 г. в СССР были заложены основы физики высоких энергий.
Уже с 1947 г. ряд зарубежных ученых выдвигали Владимира Векслера на Нобелевскую премию, но он ее не получил. В 1945 г. американский физик Э. Макмиллан, независимо от Векслера описал тот же самый принцип автофазировки и стал лауреатом Нобелевской премии в 1951 г.
Коллеги Векслера считают причиной этого недоразумения предвзятость нобелевского комитета по отношению к советским ученым. Об этом говорил и Петр Леонидович Капица: когда в 1978 г. было объявлено о его награждении (а ему в то время уже было 84 года), он отметил, что ему труднее было просто дожить до этой премии, чем сделать само открытие сверхтекучести гелия 40 лет назад. А когда его попросили рассказать о своем открытии, Капица как бы в насмешку ответил, что это было слишком давно и он уже не помнит всех подробностей.
Родина дефектоскопии – СССР
Трудно представить себе современное производство без ультразвуковой дефектоскопии – метода неразрушающего контроля, который используется для поиска дефектов в металле, определения толщины стенки в труднодоступных местах.
Использовать ультразвук для этих целей впервые в мире предложил в 1928 году Сергей Яковлевич Соколов, молодой преподаватель кафедры «Специальная радиотехника» Ленинградского электротехнического института (ЛЭТИ). 2 февраля он направил заявку на регистрацию патента для своего изобретения в Комитет по изобретательству при СТО СССР. Эту дату можно считать днем рождения ультразвуковой дефектоскопии, науки о методах контроля качества материалов и изделий.
Исследованию акустики в то время за рубежом уделялось мало внимания и кафедра в советском институте была редким исключением. Этой научно-исследовательской работе Соколов посвятил 32 года своей жизни. К идее о дефектоскопии его подтолкнуло явление, которое он обнаружил в 1927 году: ультразвуковые волны определенной частоты распространялись в металлах практически без поглощения.
Ученый родился в 1897 году в бедной крестьянской семье в Саратовской губернии. Кроме него у родителей было еще 16 детей, но из них выжило только четверо. Сергей Яковлевич же был единственным, кому удалось «выбиться в люди»: сначала он закончил церковно-приходскую школу, затем сельское училище, а потом поступил в Саратовское среднетехническое училище.
Отслужив в рядах Красной Армии, он поступил учиться дальше в ЛЭТИ: с этим институтом была связана вся его дальнейшая карьера и жизнь. В 1942 году его наградили Государственной премией СССР. Авторские права на изобретение дефектоскопа были подтверждены и в других странах: в 1937 году он получил патент в Великобритании (№477139), а в 1939 г. – патент США. Дефектоскопы Соколова практически сразу нашли широкое применение по всему миру.
Позднее Сергей Яковлевич занялся разработкой ультразвукового микроскопа, но война помешала его планам. В 1950 году он запатентовал свое изобретение, а еще через год получил Государственную премию. В 1972 году на заседании АН СССР ученые признали, что С.Я. Соколов сделал новое физическое открытие:
Экспериментально обнаружено новое физическое явление, состоящее в том, что ультразвуковые волны при прохождении через твердые, жидкие или газообразные среды, содержащие неоднородности, образуют акустическое изображение этих неоднородностей, которое с помощью звукооптических устройств может быть преобразовано в видимое изображение.
Авторство Соколова на это научное открытие подтверждается государственным свидетельством.
Подводная сварка
Общепризнано, что изобретателем электрической дуговой сварки является русский инженер Николай Николаевич Бенардос, уроженец Херсонской губернии. Свое изобретение он назвал «Электрогефест». Оно получило золотую медаль и стало главным экспонатом на Парижской международной электротехнической выставке в 1881 году.
В 1886 году, после того как эта технология была доведена до возможности промышленного применения, он получил привилегию № 11982 (этот термин использовался в царской России вместо патента на изобретение) из Департамента торговли и мануфактур. А в 1885-1887 годах Н. Н. Бенардос получил патенты на электродуговую сварку во Франции, Бельгии, Великобритании, Австро-Венгрии, Швеции, Италии, Германии, США и других странах.
Бенардос не только разработал электрическую сварку с угольным и металлическим электродом, но и первым в мире начал применять в зоне сварки флюсы и закрытую электрическую дугу, а также начал работу по механизации и автоматизации сварочного процесса.
А в 1932 году советским ученым, будущим академиком, Константином Константиновичем Хреновым впервые в мире на практике была проведена дуговая электросварка под водой. Он вошел в историю мировой науки и техники как создатель технологии электродуговой подводной сварки и резки металлов. В 1946 году Хренов был награжден Госпремией СССР.
Проблему обеспечения устойчивой дуги под водой он решил остроумно: принудительное охлаждение зоны дуги приводит к резкому возрастанию энергии, выделяемой дуговым разрядом (принцип минимума Штеенбека). А рост энергии способствует испарению воды вокруг электрода и образованию газового пузыря, который обеспечивает горение дуги для сварки.
Технология, разработанная Константином Константиновичем, нашла широкое применение в годы Великой Отечественной Войны. Ее использовали при восстановлении железнодорожных мостов, морских судов военного и гражданского назначения не только в СССР, но и за рубежом.
Другой заслугой Хренова является то, что он разработал эффективные керамические флюсы на жидком стекле, которые позволяли легировать сварной шов марганцем и кремнием, повышая качество сварных соединений. В 1986 г. он удостоился второй государственной премии (уже посмертно) за внедрение технологии холодной сварки металлов.
Музыка из воздуха и первый синтезатор
Лев Сергеевич Термен (1896-1993 гг.) – талантливый русский изобретатель, создавший первый в мире электромузыкальный инструмент, который он назвал аэрофоном. Когда в 1921 году он впервые представил свое детище на публике, на Восьмом всесоюзном электротехническом конгрессе в Москве, это выглядело как волшебство: руки, летающие в воздухе, как бы сами создавали необычную мелодию. Никаких струн, клавиш и смычков. С легкой руки журналистов этот инструмент окрестили «терменвоксом» («голос Термена»).
Еще в седьмом классе гимназии Лев Сергеевич выступал перед школьниками и их родителями с демонстрацией своих опытов по физике: над головами зрителей он закрепил провода, по которым пропустил высоковольтный ток от резонансного трансформатора. Подавая через металлический стержень высокочастотные разряды и изменяя расстояние до проводов, ему удалось исполнить мелодию «Эх, ухнем». С той поры он и загорелся идеей создания настоящего электромузыкального инструмента.
Попутно он сконструировал первую сигнализацию («Электронный сторож») – это было ламповое устройство, которое издавало звук при приближении человека на 2-3 метра к проводнику. Оно работало по тому же принципу, что и терменвокс.
Лев Термен ездил с гастролями по всей стране: в те годы он дал более 150 выступлений на терменвоксе. На деньги, вырученные от гастролей, Термен создал фонд помощи голодающим России. Школа терменвокса существует и сейчас: в Санкт-Петербурге можно пройти курсы игры на современных моделях инструмента, а популяризаторами этого вида искусства являются дочь и правнук изобретателя.
Меньше повезло детищу другого советского изобретателя, Евгения Мурзина (1914-1970 гг.). Он изобрел первый синтезатор, космическая музыка которого использовалась для озвучивания культовых советских фильмов «Солярис», «Зеркало», «Сталкер», «Бриллиантовая рука» (эпизод с Гешей Козодоевым, где его душит гипсовая рука), мультфильма «Маугли» и других.
Как рассказывал сам Мурзин, идея создать такой электронный инструмент возникла после посещения концерта Скрябина. И свое устройство он назвал в честь русского композитора – «АНС» (Александр Николаевич Скрябин).
Постройке фотоэлектрического синтезатора он посвятил 12 лет своей жизни, а деньги, заработанные на основной работе, он тратил на детали для «АНС». Свои идеи он запатентовал дважды – в 1959 г. (патент № 118695) и в 1963 г. (патент № 185089). Во время войны он также участвовал в секретных разработках уникального электромеханического прицельного устройства, за изобретение которого он получил Государственную премию.
После выставки в Генуе в 1968 г. советская «космическая музыка» имела большой успех и за рубежом. Евгений Александрович получил предложения о продаже своего синтезатора, которому не было аналогов: устройство позволяло выбирать из 720 звуковых дорожек, оно могло генерировать все – от звуков природы до органной музыки.
Изобретатель отказался, так как хотел добиться успеха на родине. Однако после его смерти в 1970 году экспериментальная студия Мурзина была закрыта и дальнейшие разработки прекращены.
_______________________________________________________________________________
Рассказываем про интеллектуальные права, кратко освещаем важные новости для бизнеса и делимся результатами своей работы. Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
_______________________________________________________________________________
Другие статьи, которые могут быть вам интересны:
Как запатентовать идею в России
Сколько стоит патент на изобретение, полезную модель, промышленный образец
Как самостоятельно зарегистрировать свой бренд в Роспатенте
Услуги патентного поверенного при регистрации интеллектуальной собственности