1.1. ПОНЯТИЯ ВЕЩЕСТВА В НАУЧНОЙ СФЕРЕ
В соответствии с определением, приведенным в "Химической энциклопедии" издания 1988 года, "вещество - вид материи, которая обладает массой покоя, оно состоит из элементарных частиц - электроны, протоны, нейтроны, мезоны и др. Химия изучает главным образом вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы, радикалы. Такие вещества принято подразделять на простые и сложные (химические соединения). Простые вещества образованы атомами одного химического элемента. Сложные вещества образованы разными элементами и могут иметь состав постоянный (стехиометрические соединения или дальтониды) или изменяющийся в некоторых пределах (нестехиометрические соединения бертоллиды)" (том 1, стр. 361).
Таким образом, можно выделить три типа веществ:
Еще совсем недавно, всего 25 лет назад, мнения химиков не были столь определенны, когда речь шла о веществах-бертоллидах.
В соответствии с определением из "Химической энциклопедии" 1961 года (том 1V, стр. 951), "химическое соединение согласно представлениям классической химии - химические индивидуальные вещества, состоящие из атомов различных элементов. В последнее время многие ученые разделяют новые представления о химических соединениях, полагая, что к ним относятся все вещества, в которых атомы одного или различных элементов соединены между собой тем или иным типом химической связи. Важный признак химического соединения - однородность. Это сближает их с растворами, однако состав последних может изменяться (неограниченно или в известных пределах) без нарушения однородности, в то время как состав химического соединения в огромном большинстве случаев следует постоянным простым и кратным отношениям (закон постоянства состава и закон кратных отношений или стехиометрический закон)".
Как видно, здесь химические соединения должны представлять собой однородные системы и отвечать законам стехиометрии.
В течение четверти века все области химии (неорганическая, органическая, химия катализа полимеров, биоорганическая, аналитическая) достигли больших экспериментальных успехов в создании новых видов и типов образований, в теоретических и аналитических интерпретациях эксперимента, а главное - успели философски осмыслить новые данные, что в химии, как и в любой другой естественной науке, приводит к пересмотру понятийного аппарата. Лидеры химии считают, что "эволюция понятий чаще всего дает ответ на те или иные фундаментальные вопросы естествознания. Изучение эволюции понятий является весьма распространенным методом решения фундаментальных проблем естествознания" [1]
Приведем лишь несколько примеров.
Уже в 1966 г. в учебнике по неорганической химии [2] утверждается, что "постоянство состава перестало быть критерием химического соединения. Твердые растворы и интерметаллические фазы часто образуются не в соответствии со стехиометрическими соотношениями, но они подходят под понятия "химические соединения", если последние определить следующим образом: химическое соединение - это сложное гомогенное вещество, свойства которого не могут быть переведены в свойства одной из его составных частей изменением состава.
Твердые растворы могут образовывать при высокой температуре сверхструктуры, которые также рассматриваются как химические соединения.
Однако и гомогенность перестала быть необходимым условием существования химического соединения. Высокомолекулярные соединения, полимеры как синтетические, так и природные не являются гомогенными образованиями".
Полимеры не являются индивидуальными веществами, они представляют собой смеси полимергомологов с различным содержанием функциональных групп, и их параметры имеют статистический характер (Энциклопедия полимеров, 1972 г., том 1, стр. 797). Биополимеры - природные высокомолекулярные соединения, из которых построены клетки живых организмов, и межклеточные вещества, связывающие их между собой, также являются химическими соединениями, но не индивидуальными.
Если носителями химических свойств вещества дальтонидной формы являются относительно замкнутые микросистемы - молекулы и подобные им частицы, то носителями свойств веществ бертоллидной формы являются открытые, способные к "бесконечному" росту системы агрегированных атомов, которые часто представляют собой макросистемы - монокристаллы и подобные им "гигантские молекулы".
Автор [1] отмечает, что какая-либо классификация веществ бертоллидной формы отсутствует. На основании тех направлений исследований, которые сложились в химии, можно назвать лишь весьма относительный перечень различных типов этих веществ.
Новый метод синтеза твердых веществ - химическая сборка по заданной программе путем молекулярного наслаивания - позволяет получить новые материалы и изделия. Суть химической сборки твердых веществ заключается в проведении в заданной последовательности определенных технологических операций, в результате которых образуется новое твердое вещество, причем синтез осуществляется с максимально возможной точностью на уровне моноатомного слоя. Как видно, мы уже используем термины "материал" и "изделие", хотя речь идет о "химической организации вещества". Эволюция развития последней от частиц (электроны и др.) до гигантских образований, которые могут быть использованы как готовое изделие - устройство, например, как активные элементы оптико-электронных преобразователей [4], через различные типы соединений от индивидуальных химических соединений до высокомолекулярных соединений с различной макроструктурной спецификой.
Другая эволюционная линия приводит химические соединения к живой клетке.
В [5] приведена иерархия клеточной структуры, усложнение структуры биологически важных веществ, исходя из элементарных веществ (азота, углекислого газа).
В этой иерархии строительные блоки (мононуклеотиды, аминокислоты, жирные кислоты, глицерин, простые сахара):
По мнению автора [1], "белковые тела имеют массу сходства с веществами, их можно признать высшей формой химической организации вещества и одновременно верхним пределом ее развития, если главное направление химической эволюции - от свободного атома к клеточным организмам". И там же дана оценка значения проблемы, связанной с важнейшими для химии понятиями химического соединения, химической индивидуальности, реакционной системы и др., как наиболее общей, по существу философской проблемой, подтверждением чему служит вся история химии и достижения химических исследований сегодняшнего дня.
А какое значение эти проблемы имеют для
патентно-правовой сферы?
Во-первых, каждое изобретение - это, прежде всего,
техническое решение, которое должно быть
квалифицировано как объект техники в
соответствии с понятиями последней.
Диалектическое развитие понятий науки не может
не отразиться на области патентного права.
Во-вторых, каждый объект техники должен быть
охарактеризован теми признаками, которые
позволяют его идентифицировать. Разные типы
веществ и химических соединений характеризуются
различными признаками, хотя с точки зрения права
все они могут быть отнесены к одному типу
объектов изобретения - вещества).
Чтобы понять, какую негативную роль могут играть неверные трактовки понятий "вещество" и "химическое соединение" в патентно-правовой сфере, обратимся к нашей не столь отдаленной практике. Известно, что с 1974 года в нашей стране была введена защита авторским свидетельством химических соединений, которые в нормативных документах были определены как "вещества, полученные химическим путем".
Пункт 10.01 ЭЗ-2-74 (Инструкция по государственной научно-технической экспертизе изобретений, 1975 г.) был сформулирован следующим образом:
"Авторские свидетельства и патенты выдаются
на изобретения, объектами
которых являются новые вещества (сплавы, смеси и
т.п.). На вещества,полученные химическим путем
либо путем расщепления атомного ядра, выдаются
только авторские свидетельства.
К веществам относятся:
а) вещества, полученные нехимическим путем, т.е.
простым механическим смешением ингредиентов
(смеси, замазки, пасты и т.д.);
б) вещества, полученные физико-химическим
превращением, когда вместе с механическим
смешением происходят некоторые химические
процессы, которые практически трудно выявить
(сплавы, керамические массы, строительные
материалы, стекла и т.п.). Эти вещества состоят из
множества разных молекул и их невозможно
выразить химической формулой (?!) Они
рассматриваются как полученные нехимическим
путем;
в)вещества, полученные химическим путем, или
химические соединения, в том числе и
высокомолекулярные. Под веществом, полученным
химическим путем, следует понимать
индивидуальное химическое соединение,
образованное любым превращением молекулы на
электронном уровне (?!) под различного вида
воздействиями (химическим, физическим,
механическим, тепловым, световым излучением,
микробиологическим и т.д.).
Примечание: многие объекты, отличающиеся особой структурой (строением) (?!), такие, как пористые, с особой формой кристаллов и т.п., не могут быть отнесены к объектам изобретения - веществам, т.е. особое строение вещества есть результат (цель) способа его получения, который и может представлять собой содержание нового технического решения (изобретения).
10.02.1. Признаками, характеризующими химическое соединение, являются его качественный состав (атомы определенных элементов), количественный состав (число атомов каждого элемента), химическая связь между атомами и взаимное их расположение в молекуле. Совокупность всех этих признаков необходима и достаточна для характеристики сущности химического соединения, т.е. его химической природы, а эта совокупность может быть выражена структурной формулой молекулы химического соединения.
Таким образом, для характеристики химического соединения необходима и достаточна структурная формула или его химическая структура".
Приведенные требования противоречивы и некорректны с точки зрения химии. Действительно, химические соединения, в том числе и индивидуальные, могут быть получены не только химическим путем и не только "превращениями на электронном уровне", а, например, физикохимическим путем - экстракцией из растительного сырья, и совершенно без изменения химических связей - "соединения внедрения" [6]. И наоборот, с помощью химических реакций могут быть получены простые смеси, т.е. смеси, состоящие из компонентов, легко разделяемых без изменения их структуры, в том количестве, в котором образовались в смеси в результате химической реакции.
Далее, сплавы, стекла, керамика не считаются
химическими соединениями, поскольку они состоят
"из разных молекул и их невозможно выразить
химической формулой". Во-первых, и стекла, и
керамика, и сплавы зачастую могут быть
представлены химической формулой. Например,
оксидные бронзы - соединения общей формулы МxЭО
n, где М=Н, H3O, NH4 или металл, чаще
всего щелочной, Э-переходный металл IV-VIII групп
О<х<1 (Химическая энциклопедия. М.: Сов. Энц. 1988,
том 1, стр. 321). Оксидные керамики также химические
соединения, которые могут быть описаны общей
химической формулой LaxВа(Sr) 4-CU2-Om
[7]
Каждая из конкретных бронз или керамик может быть описана более конкретной химической формулой.
Во-вторых, полимеры или высокомолекулярные соединения, являющиеся типичным примером неоднородных систем как в отношении весов молекул, из которых они состоят, так и в отношении структур отдельных молекул [7], отнесены к индивидуальным химическим соединениям.
Вернемся к "примечанию 1, п. 10.01 Э3-2-74", в котором утверждается, что "особая структура" или "особое строение" вещества - это "цель способа его получения" и, следовательно, объектом изобретения должен быть способ.
Но ведь "химическая структура" - это тоже структура и она отображает строение, или структура "макромолекулы в целом" (линейная, сшитая) (п. 10.02.2. ЭЗ-2-74) - это тоже "особая" структура, но, тем не менее, все это признаки вещества. Поскольку требования ЭЗ-2-74 не приводили какой-либо классификации типов структур, то противоречия и разночтения были неизбежны. В частности, монокристаллы, о которых подробнее говорится в соответствующих разделах настоящей брошюры, по рекомендациям официальных методологических документов следует защищать через способ.
Для различных типов химических соединений структурные признаки будут иметь различное конкретное содержание, а проблема состоит как раз в том, чтобы определить, к какому типу относится данное техническое решение и как его следует характеризовать в соответствии с современными представлениями в науке. Поэтому, если нормативные правила и требования составлены без учета последних, то изобретатель зачастую вынужден выбирать далеко не самую адекватную и выгодную форму правовой защиты.
Понятие "структура" - развивающееся, и самый благодатный материал для его анализа тот, который дает "структурная химия". Эволюция этого понятия происходит на протяжении сотен лет. Структурная химия это преимущественно химия молекул, в том числе "гигантских" молекул первичных кристаллов. В настоящее время молекула не рассматривается как единственная форма существования химических соединений.
Открытие соединений бертоллидного типа должно было вызвать изменение в понятийном аппарате, и в первую очередь это касается таких категорий, как "структура" и "химическое соединение".
Химия пришла к выводу, что химические соединения могут быть представлены не только молекулами, но и другими частицами, которые могут менять свой состав.
Современная структурная химия изучает, по крайней мере, три структурных уровня вещества:
Основная проблема для изобретателей состоит в том, чтобы полно и правильно охарактеризовать свою конкретную химическую систему, задача патентно-правовой методологии - обеспечить возможность правовой защиты любых новых типов химических соединений. Такое сочетание может быть обеспечено только при взаимном проникновении двух сторон, а не при простом механическом перенесении правил и законов химии в область патентного права, тем более что патентное право создается людьми, а законы химии не зависят от последних.
Использование приемов и средств одной науки в традиционных областях другой, исследования на "стыках наук" требуют общего анализа этих приемов и средств. Идеальный вариант состоял бы в совместном изучении теории и практики патентования в области химии как химиками так и патентоведами. К сожалению, в нашей стране именно в этой сложной (по единодушному мнению правоведов всех стран) области такая стыковка полностью отсутствует. В патентоведческой литературе можно обнаружить нелепые с точки зрения химика утверждения.
Из [9] - "правило о непатентоспособности простого объединения применяется также к предложениям на способы получения и соединения (?!) химических веществ. Если соединение химических веществ дает неожиданный результат, то такое соединение может быть запатентовано".
Из [10] - "если предметом описания является новое соединение, состоящее из известных компонентов, то свойства соединения должны быть сопоставлены со свойствами компонентов каждого отдельно".
Нужно ли говорить, что если бензол состоит из атомов углерода и водорода, то о каком сопоставлении свойств его со свойствами углерода и водорода может идти речь. По всей вероятности, в текстах, а они составлены на основе переводов, имеются в виду композиции (соиарояйоп соединение, смесь, композиция), а для отечественных патентоведов не существует разницы между химическим соединением и композицией химических веществ.
Новые "Правила", составленные после введения в России Патентного закона, также не отличаются ни корректностью, ни определенностью.
В соответствии с п.2.1.3 "к веществам как объектам изобретения относятся:
Следующий самостоятельный пункт 2.1.4 относится к объектам изобретения "штаммы микроорганизмов, культуры клеток растений и животных".
Во-первых, как уже было сказано ранее, высокомолекулярные соединения не являются индивидуальными химическими соединениями.
Во-вторых, неясно, почему объекты генной инженерии отнесены к индивидуальным химическим соединениям в п. 2.1.3, а следующий пункт специально посвящен объектам генной инженерии - штаммам и др. В соответствии с [11] объектами генетической инженерии являются плазмиды, векторы, рекомбинантные молекулы нуклеиновых кислот, фрагменты нуклеиновых кислот, ферменты, штаммы микроорганизмов, культуры клеток, а также способы их конструирования.
Известно, что нуклеиновые кислоты - это биополимеры, ферменты также представляют собой макромолекулы, плазмиды - относительно небольшие молекулы ДНК [12], т.е. не являются индивидуальными химическими соединениями, но, безусловно, могут быть отнесены к химическим соединениям. Не было никакой необходимости вводить в п. 2.1.3 указание на область исследования (объекты генной инженерии) или один из видов химических соединений (высокомолекулярные соединения) и, хотя и условно, но некорректно объединять их термином "индивидуальные химические соединения". Вполне достаточно было написать: "К веществам как объектам изобретения относятся:
Индивидуальные химические соединения - это частный случай химических соединений, так же как и высокомолекулярные соединения, а нуклеиновые кислоты или ферменты - это частный случай высокомолекулярных соединений.
Как видно, п. 2.1.3 некорректен с точки зрения химии, биотехнологии и логики.
Однако главное для изобретателей, а следовательно, и патентных поверенных и государственных экспертов - какими признаками следует описывать конкретные типы химических соединений в формулах изобретения, чему будут посвящены последующие разделы.