Jaroslav Vyskočil: Fyzika a duše(vní) vlastnictví

Článek se zabývá vztahem fyzika - technika - duševní vlastnictví. V textu jsou shrnuty hlavní důvody k zařazení tématu duševního vlastnictví do vzdělávání fyziky. Na konci článku je uvedeno několik konkrétních a praktických příkladů ze života fyziků a jejich vztahu k patentům. Vše je doplněno o úkoly pro žáky, které se vztahují k předloženým textům.

Fyziku můžeme právem považovat za základní přírodní vědu. Člověk využívá fyzikálních poznatků již odpradávna, ať více či méně uvědoměle. Pokud budeme pátrat po prvotním významu slova fyzika, dospějeme k řeckému physikos, což můžeme přeložit jako přírodní či přirozený. Jedná se tedy o jednu z nejstarších věd, která zkoumá přírodu. A právě z fyziky se postupem času vydělovaly další obory, jako například chemie, biologie, medicína a mnoho dalších.

Pokud se ovšem ohlédneme do historie lidstva, zjistíme, že ještě jeden silný směr formoval vyvíjející se společnost a to již od homo sapiens. Bylo to řemeslo. Tomuto oboru dnes říkáme technika. Již člověk rozumný uvažoval nad tvrdostí, ostrostí a opracovatelností, např. při výrobě nástrojů. Tyto pojmy mají silný fyzikální základ a je tedy zřejmé, že fyzika a technika jsou obousměrně propojeny. Není zapotřebí dlouhých důkazů, stačí se jen podívat na široké spektrum aplikovaných fyzikálních disciplín: fyzika dopravních prostředků, lékařská fyzika a diagnostika, elektrotechnika, kvantová elektronika atd.

Při fyzikálním vzdělávání je nutné výše uvedené aspekty brát v úvahu a rozhodně je neopomíjet. Fyzika a technika jsou vzájemně neoddělitelné, jejich vzdělávání musí být tedy ucelené a v tomto ohledu komplexní. Tento vztah je mnohým pedagogům známý a mnozí ho bezezbytku naplňují. Mnohdy se však již zapomíná na další vazbu, která se skrývá za vztahem fyzika vs. technika. Tato vazba je stejně důležitá, jako ta předcházející. Ano, je to DUŠE !

Pokračujme příběhem

Bezdrátová telegrafie se teoreticky rozvíjela již od 70. let 19. století, kdy James Clerk Maxwell (1831 – 1879) odvodil rovnice pro elektromagnetické pole. Experimentálně ho mezi jinými následoval Heinrich R. Hertz (1857 – 1894), jež sestrojil jiskřiště, které vysílalo elektromagnetické vlny, a zařízení, které je přijímalo. Ruský fyzik Alexander Popov (1859 – 1906) sestrojil první zcela funkční bezdrátový telegraf. Při pokusech se mu podařilo navázat spojení na vzdálenost několika desítek kilometrů. Na Hertzovy experimenty navázal vynálezce Nikola Tesla (1856 – 1943), detailně se seznámil s jeho výzkumem a okamžitě začal výsledky jeho práce vylepšovat. O několik let později se mu povedlo uskutečnit bezdrátový přenos na vzdálenost 35 kilometrů, roku 1896 se mu podařilo sestrojit dálkově ovládaný model lodi.

Všichni tito zapálení vědci geniálně vynalézali a bádali. Přibližně ve stejnou dobu se vědec a podnikatel Guglielmo M. Marconi (1874 – 1937) zabýval zlepšováním Hertzovy telegrafické techniky. Komunikační dosah se mu podařilo prodloužit na kilometrovou vzdálenost. Přestože se jeho výsledky příliš nelišily od ostatních, nechal si Marconi svůj vynález v roce 1896 patentovat. Tesla zažádal o americký patent na tutéž věc, ovšem až o rok později. Marconi následně jako první odvysílal v prosinci 1901 písmeno ‚‚s‘‘ bezdrátově přes Atlantský oceán. Protože měl jisté podnikatelské zkušenosti, zajistil si pro sebe veškerá práva a začal úspěšné podnikat. Podařilo se mu vyhradit si právo vysílání z lodí - nesměly mít vlastní telegrafisty a stanice, ale musely si je od Marconiho pronajímat. Tento komunikační systém byl například na Titaniku.

Ještě v roce 1904 Marconi soudně napadá Teslův americký patent. Marconi uspěje a získává tak veškerá práva i v USA. Následuje další úspěch: Marconi obdrží v roce 1909 ještě spolu s Carlem F. Braunem (1850 – 1918) Nobelovu cenu za fyziku za velké zásluhy o rozvoj bezdrátové telegrafie.

Marconi podal za svůj život několik patentů na nejrůznější technická zařízení. Teprve v roce 1943 došly soudy k závěru, že mnohé Marconiho patenty využívají výsledků, které si již před nimi ochránili jiní – především N. Tesla nebo britský vědec Oliver Lodge (1851 – 1940). V této době jsou všichni výše zmínění účastnící již mrtví.

Souvislost s duševním vlastnictvím

Výše popsaný příběh poukazuje na nutnost nejen přinést fyzikální teorii a vynalézt dokonalou techniku, ale také svůj nápad – DUŠEVNÍ VLASTNICTVÍ - vhodně a včas ochránit. A pokud již vzděláváme žáky v logickém systému fyzika – technika, nesmíme určitě zapomínat i na tento prvek. Logický systém tedy bude fyzika – technika – duševní vlastnictví. Z uvedeného příběhu můžeme vypozorovat základní vlastnost duševního vlastnictví: zajišťuje majiteli výhradní právo nakládat s vynálezy, díly a jinými nehmotnými majetky. 

Často se také v textu objevovalo slovo patent. Patent je jednou z možností ochrany duševního vlastnictví (podobně například existují ochranné známky, průmyslové vzory, atd.). Jedná se o dokument, který zaručuje majiteli ochranu vlastnických práv k vynálezu. Svému majiteli patent zaručuje výhradní právo vynález vyrábět, užívat, prodávat, dovážet a nabízet. Aby mohl vůbec být vynález chráněn, musí být nový, průmyslově využitelný a nebýt odborníkovi zcela zřejmý. Z těchto posledních vět je patrné, jak velká práva G. M. Marconi získal.

Duševní vlastnictví ve výuce

Jak však tuto další vazbu přenést do již přeplněných školních vzdělávacích či osobních tématických plánů? Zcela určitě není úmyslem začít seznamovat žáky s propojením duševního vlastnictví a fyziky prostřednictvím speciálních tématických celků, hodin, kapitol atp. Dokonce není účelem tato témata přenášet do vzdělávacích dokumentů. Rádi bychom využili přirozené implementace duševního vlastnictví do fyziky a techniky. O vynálezech a vynálezcích se ve fyzice žáci dozvídají průběžně: parní stroj, spalovací motor, elektronické součástky, mikroskopy, dalekohledy, žárovky, transformátory, turbíny, výše zmíněný bezdrátový přenos a mnoho dalších. Proč se tedy nezmínit o průmyslovém právu, když se ve fyzice učíme o Teslovi, Edisonovi, Marconim, Einsteinovi, Divišovi, Křižíkovi, Nobelovi, Wattovi a o jiných? Vždyť i k nim duševní vlastnictví zcela neodmyslitelně patří!

Osvědčila se nám forma příběhů. Proč o vynálezci či fyzikovi nesdělit některá osobní fakta? A nemá duševní vlastnictví velký vliv na život fyziků a techniků? Pokud budeme sledovat životní etudy, zjistíme že ano. Kromě jiného mohou být tyto příběhy i silným motivačním prvkem. Proč neukázat fyziky jako běžné smrtelníky? Příběhy o fyzicích (a nejen o nich!) působí motivačně: žáci si často tyto podrobnosti pamatují a lépe se pak orientují v přehledu základoškolské fyziky. Nastíníme zde několik příběhů, kterými se lze jednoduše a účinně inspirovat.

Albert Einstein (1879 – 1955)

Obr. 1: Albert Einstein, Vídeň 1921

Na závěr ještě odcitujme slova tehdejšího ředitele patentového úřadu Friedricha Hallera:

„Když vezmete do ruky žádost, myslete si, že všechno, co vynálezce říká, je chybné. V opačném případě totiž sledujete myšlenkový pohod vynálezce a přestanete být objektivní. Zůstaňte vždy kritičtí a pozorní“.

Možná by bylo zajímavé aplikovat tento přístup na analýzu textů při vzdělávání žáků a studentů v jistých oblastech fyziky.

ÚKOL:

Albert Einstein byl pracovníkem patentového úřadu, to je známý fakt. Méně často se však ví, že Einstein si nechal sám patentovat zařízení, které každý z vás zná. Pokuste se pomocí databáze Úřadu průmyslového vlastnictví (http://www.upv.cz/cs/sluzby-uradu/databaze-on-line.html) nalézt patentový spis a zjistit tak, co Einstein patentoval.

Wilhelm Conrad Röntgen (1845 – 1923)

Obr. 2: Wilhelm Conrad Röntgen

Röntgen patří mezi klasiky. Jeho proslavení se paprsky X je celosvětové. Jaká záhada se však skrývá na pozadí tohoto skromného a ostýchavého fyzika? Röntgen se v počátcích své kariéry zabýval studiem krystalů a jejich elektromechanickými vlastnostmi. Jak známo, brzy se zaměřil na zkoumání katodových paprsků.

Píše se polovina 90. let 19. století. Jeho následující objevy ho zaujaly natolik, že téměř nevychází z laboratoře, dokonce tam i spí. Brzy se stane nejpopulárnějším fyzikem své doby.

V roce 1896 přednesl jednu ze svých mála přednášek na téma paprsků X. Obecenstvo bylo nadšeno. V jeho objevu byla síla, moc i budoucnost. Introvertní Röntgen jej však nechtěl využít pro sebe  byl zcela přesvědčen, že vědecké objevy patří všem, celému světu. Svůj objev si nedal patentovat.

V roce 1901 získává jako první Nobelovu cenu za fyziku. Poděkování za cenu nepřednesl a celou finanční sumu věnoval univerzitě. Na sklonku života Röntgen zcela živořil, jeho úspory byly znehodnoceny po 1. světové válce. Zemřel v roce 1923 na rakovinu střev.

ÚKOL:

Röntgen si sice nenechal svůj objev patentovat, avšak na jeho objevu je postavena velká řada dalších vynálezů. Jedním z nich je využití rentgenového záření v lékařské diagnostice. Najděte v databázi Úřadu průmyslového vlastnictví (http://www.upv.cz/cs/sluzby-uradu/databaze-on-line.html) vynálezy, které využívají rentgenového záření. Podívejte se, kdo a kdy si tato zařízení nechal patentovat.

Alexander Graham Bell (1847 – 1922)

Obr. 3: Alexander Graham Bell

Graham Bell, technik a fyzik, známý svým vynálezem telefonu. Svoji kariéru započal jako učitel, chvíli dokonce vyučoval neslyšící žáky. Studoval medicínu a brzy se stal odborníkem v oboru fyziologie hlasu. Spolu se svým asistentem Thomasem Watsonem (1854 – 1934) experimentoval s telegrafickým přenosem informací. Výsledkem jejich spolupráce byl první typ telefonu. Psal se rok 1875.

Graham Bell se svým objevem dlouho nesetrvával ve vědeckém rozjímání. Již v únoru roku 1875 žádá o patent na svůj vynález. Název patentu byl: „jistá nová a prospěšná zdokonalení v telegrafii“. Patent byl vydán ještě téhož roku počátkem března. Aniž to Bell v tu chvíli tušil, jeho zažádání o patent přišlo na poslední chvíli. Asi dvě hodiny po něm přišel na patentový úřad zaměstnanec firmy Western Electric, Elisha Gray (1835 – 1901), který žádal o patent na téměř stejný vynález. 

V dalších dvou letech zažádal Graham Bell ještě o tři další patenty. S firmou Western Electric vedl několik soudních sporů, nakonec obhájil i prvenství svého vynálezu – telefonního přístroje. Jeho původní profese ho však inspirovala po celý život. Přestože pedagogickou práci s neslyšícími nevykonával zcela systematicky, vynalezl několik zařízení pro vyučování lidí se sluchovými vadami.

ÚKOL:

Nalezněte pomocí databáze WIPO (http://www.wipo.int/wipogold/en/) další vynálezy A. G. Bella.

Obr. 5.: Patent No. 186,787:William J. Elliot

Na obrázku můžeme vidět část patentového spisu A. G. Bella. Tento patent byl podán v roce 1877 a zabývá se elektrickou telegrafií, resp. jejím vylepšením. Tento přístroj bude později nazván telefonem. Vidíme, že přístroj obsahuje krátký zvukovod, do nějž odesílatel zprávy hovoří.

František Křižík (1847 – 1941)

Obr. 4: F. Křižík

Bez nadsázky můžeme tvrdit, že Křižík byl geniální vynálezce, obzvláště v oblasti elektrotechniky. Často je také nazýván českým Edisonem (pokud dohledáme Edisonova data, zjistíme, že se narodil s Křižíkem ve stejném roce, Edison však zemřel o 10 let dříve). František Křižík nebyl nijak obdivuhodným studentem, maturitu nedokončil a tak byl na techniku přijat jako mimořádný student. Jeho nadšení pro techniku bylo ohromující. Mezi jeho první vynálezy patří dálkově ovládané elektrické návěstidlo na železnici. Následně vynalezl první blokovací systém, který minimalizuje možnost srážky vlaků.

Jedním z jeho nejznámějších vynálezů je oblouková lampa, kterou výrazně vylepšil. Křižíkova oblouková lampa se stala triumfem na pařížské výstavě vynálezů. Křižík nechává svůj vynález patentovat doma i v zahraničí. Protože o jeho objev projevila zájem i řada zahraničních firem, prodává jim množství patentů a nechává si jen ten český. Křižík se dostává do sporu kvůli právu na svůj vynález s firmou Siemens und Halske. Spor po letech vyhrává a staví svoji továrnu z peněz, které získal především prodejem patentních práv.

Křižík stál u zrodu tramvajové dopravy v Praze. Jeho tramvajová trať měřila více než 8 km a roku 1907 ji odkoupily pražské Elektrické podniky. Hrozbou je pro něj vzrůstající konkurence, především Emil Kolben ml. (1862 – 1943). Bohužel, Křižík věří v budoucnost stejnosměrného proudu, Kolben ml., obdařen lepším výhledem do budoucnosti, vloží své naděje do proudu střídavého. I z tohoto důvodu vyhrává Kolben soutěž o výstavbu elektrárny v pražských Holešovicích.

Křižíkova společnost začíná postupem času finančně upadat a vynálezce se stahuje do ústraní. Dožívá se úctyhodných 94 let. Za svůj život obdržel čestný doktorát a několik řádů - mimo jiné je po něm pojmenována i jedna ze zastávek metra: „Křižíkova“.

ÚKOL:

Jak již bylo výše napsáno, František Křižík je nazýván českým Edisonem. Edison je znám jako objevitel žárovky. Vyhledejte a prohlédněte si patentový spis největšího vynálezu v dějinách pomocí databáze espacenet (http://www.epo.org/service-support/useful-links/databases.html).

Obrázky

Obr. 1: Albert Einstein, Vídeň 1921: Ferdinand Schmutzer [cit. 2013-10-29], Dostupný pod licencí Public domain na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Einstein_1921_by_F_Schmutzer.jpg>

Obr. 2: Wilhelm Conrad Röntgen (1845--1923) [cit. 2013-10-29]. Dostupný pod licencí Public domain na: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wilhelm_Conrad_R%C3%B6ntgen_(1845--1923).jpg>

Obr. 3: Alexander Graham Bell: Moffett Studio (Library and Archives Canada / C-017335) [cit. 2013-10-29]. Dostupný pod licencí Public domain na: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alexander_Graham_Bell.jpg>

Obr. 4: F. Křižík: Ignác Šechtl [cit. 2013-10-29]. Dostupný pod licencí Public domain na: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Krizik.jpg>

Obr. 5.: Patent No. 186,787:William J. Elliot [cit. 2013-11-07] Dostupný na:http://www.acoustics.org/press/162nd/Elliot_1aAA10.html

Citace:

[1] - Úřad průmyslového vlastnictví . [cit. 2013-11-12]. Dostupný z WWW: [http://www.upv.cz].

[2] - FÖLSING, Albrecht. Albert Einstein. Praha : Volvox Globator, 2001. ISBN 80-7207-418-0.

[3] - KRAUS, Ivo. Fyzikové ve službách průmyslové revoluce. Praha : Academia, 2012. ISBN 978-80-200-2087-1.

[4] - Technická řešení a jejich právní ochrana: Informační brožura. Praha : Úřad průmyslového vlastnictví,

Zdroj: RVP.cz