Знание-сила, 2007 № 08 (962)

Прогресс науки и техники за последние годы привел к лавинообразному росту числа патентных заявок — сейчас на рассмотрении у экспертов их находится около миллиона. За прошлый год в США было выдано около 350 тысяч патентов.

Охрана интеллектуальной собственности требует все больше усилий еще и потому, что появились так называемых «патентные тролли» — отдельные лица или компании, которые приобретают патенты, а затем предъявляют претензии и требуют выплаты компенсации у компаний, использующих описанные в патенте технологии. Корпорации содержат целый штат юристов и патентоведов для защиты от подобных нападок.

В Сан-Хосе (штат Калифорния) прошла встреча ведущих экспертов по проблемам технической политики. Эксперты отмечали, что нынешнее патентное право скорее является тормозом прогресса, а не стимулятором. Особенно показательны примеры, когда с помощью законов одна компания добивается от другой полной остановки производства до того момента, пока не будут урегулированы патентные споры. Также отмечена и необходимость улучшения качества самих патентов — есть многочисленные примеры бессмысленных патентов вроде использования лазерных указок для дрессировки кошек или патент на подгузники для голубей.

Существует также проблема слишком долгого рассмотрения заявок — одна из них проходила экспертизу 44 месяца. Некоторые участники встречи отстаивали необходимость срочного изменения законодательства, в частности, в отношении компаний, которые патентуют изобретения, но не занимаются производством. В прошлом году конгресс США рассматривал предложения по реформе патентного права, однако эти предложения были отклонены. В этом году будет вновь предпринята попытка рассмотреть этот вопрос в конгрессе.

Александр Рабинович

Одно из наиболее ярких достижений физики XIX века — теория электромагнитного поля Майкла Фарадея и Джеймса Максвелла. Она — надежный теоретический фундамент многочисленных технических изобретений, которыми был так богат XX век: от создания радио в его начале до современной мобильной связи. Математически эта теория представлена уравнениями Максвелла, описывающими изменения в пространстве и времени векторов электрического и магнитного поля в зависимости от распределения электрических зарядов и токов. Уравнения эти поистине великие. Как писал о них знаменитый физик Людвиг Больцман, преклонявшийся перед гением Максвелла: «Не божество ли начертало эти законы?»

Однако есть все же одно смущающее обстоятельство: уравнения электромагнитного поля Максвелла, в отличие от уравнений других полей, являются линейными при сколь угодно больших зарядах и токах. Это означает, что при увеличении зарядов и токов в любое количество раз во столько же раз увеличатся и электрические и магнитные поля.

Что же касается таких полей, как ядерное и гравитационное, то они описываются линейными уравнениями только при не слишком большой интенсивности своих источников. Достаточно же мощные источники могут создавать сильно нелинейные поля.

А что если то же самое касается и электромагнитных полей? Они ведь тоже могут стать нелинейными при очень больших зарядах и токах? Причем таких, которые недостижимы в лабораторных условиях. Тогда эти нелинейные поля могут оказаться за гранью экспериментального обнаружения.

Другими словами, всегда ли верны уравнения Максвелла? Может, и их судьба сходна с судьбой законов ньютоновской механики, уступившей место эйнштейновской теории при скоростях, близких к световой, и квантовой механике на атомных масштабах?

Обратимся к опытным данным, необъясненным с позиций классической теории Максвелла. Здесь возникает целый ряд загадок.

Поразительно, что до сих пор неизвестна природа земного магнетизма. Первая известная попытка его объяснения была предпринята выдающимся английским естествоиспытателем Уильямом Гильбертом в конце XVI века. Изготовив маленькую модель Земли из постоянного магнита, он убедился в схожести ее свойств с оригиналом и пришел к выводу, что Земля — огромный сферический магнит. Эта точка зрения доминировала в течение трехсот лет, пока не была опровергнута в конце XIX века Пьером Кюри. Он экспериментально доказал, что постоянные магниты (железо, никель) размагничиваются при достаточно высокой температуре — так называемой точке Кюри. Что же касается недр Земли, то в них температура значительно выше точек Кюри для железа и никеля и потому от идеи Гильберта пришлось отказаться.

В дальнейшем был предпринят ряд иных попыток решения этого вопроса. Наиболее популярной сейчас является теория динамо, в которой Земля рассматривается не как постоянный магнит, а как электромагнит. Но для его работы необходимо, как минимум, чтобы в Земле постоянно сохранялась электродвижущая сила, поддерживающая электрические токи и неизменное геомагнитное поле в течение геологически длительного времени. Однако совершенно неизвестно, каким образом это может осуществляться.

Уильям Гилберт

Шаровая молния — это один из наиболее удивительных объектов. Появляющаяся иногда во время грозы, она представляет собой небольшой упругий шар с диаметром, обычно не большим 50 сантиметров и временем жизни от секунд до нескольких минут. Поражает ее способность сохранять свою форму. Ведь совершенно непонятно, какие силы сдерживают ее от быстрого распада. Если бы она вовсе не имела электрических зарядов, то таким силам просто неоткуда было бы взяться. Но классическая теория не помогает и в случае существования зарядов. Если бы шаровая молния имела заряды одного знака, то согласно составной части теории Максвелла — закону Кулона, — она бы разлетелась. Ведь одноименные заряды отталкиваются. А если бы в ней чередовались заряженные слои разного знака, то, по тому же закону, она не сумела бы сохранить свою форму. Как известно, разноименные заряды притягиваются.

Как показывают измерения, в ясную погоду электрическое поле у поверхности Земли составляет 100 В/м, а на высоте около 50 километров его почти нет. Для того чтобы объяснить это свойство поля, предполагалось, что существует некий сферический конденсатор, положительно заряженная обкладка которого находится на высоте около 50 километров, а отрицательно заряженной обкладкой является поверхность Земли. Но тогда положительные заряды должны притягиваться Землей и конденсатор бы разрядился. Сторонники этой гипотезы пытаются спасти ее предположением о компенсации потерь вследствие подзарядки конденсатора от гроз. Но это не подтверждается современными экспериментальными данными. Кроме того, как показали ракетные исследования атмосферы на высотах до 80 километров, там неоднократно наблюдалась смена знака электрического поля, что является крайне удивительным. Оставаясь в рамках классической физики, можно объяснить это только одним: чередованием отрицательно и положительно заряженных слоев атмосферы. Но тогда соседние слои будут притягиваться друг к другу. И такая структура неминуемо разрушится.