如何区分科学家和发明家
运用自然规律解决技术领域特有问题,提出创新方案和措施的过程和成果。本发明的成果或者提供了一种前所未有的人造自然物体的模型,或者为加工制造提供了新的技术和方法。机器设备、仪器仪表和各种消费品的创新和改造,以及相关的制造工艺、生产过程和检测控制方法,都属于发明创造。
特色技术发明不同于科学发现。发明主要是创造过去没有的东西,发现主要是揭示未知事物的存在和属性。
技术发明是一种新颖的技术成果,不是简单地复制现有的器物或重复以前的方案和措施。如果一项技术成果能在现有技术体系中找到原理、结构和功能相同的东西,就不能称之为发明。
技术发明不仅要提供前所未有的东西,而且要提供比以前的技术更先进的东西,即在原理、结构、特别是功能效益上优于现有技术的东西。发明总是既有继承又有创造,总的来说,大多是先进的。
技术发明必须是具有应用价值的创新,具有明确的目的性、新颖性和先进的实用性。发明方案既要反映外部事物的属性、结构和规律,又要反映自身的需求。发明人在创造新产品或新工艺之前,已经根据其概念中的功能要求预先构建了设计对象,并在发明过程中根据优化的功能目标不断改进其方案。
技术发明不同于实际生产和工程中的实际技术或领域技术。发明应当有应用前景和可能的技术方案和措施。一项发明能否应用于生产过程或工程活动,取决于能否纳入现有技术体系或在现有技术体系中引起创新,以及资金、设备、人力、材料、管理和市场等条件。有了发明,不一定有相应的产品或工艺,也不一定能解决生产和工程中的实际问题。发明只有转化为产品开发、工艺试验、技术创新、试制、批量生产和推广应用,才能成为现实技术。
根据创新的程度,技术发明可以分为两类。
(1)开创性的技术发明。本发明,其新技术方案所依据的基本原理,与现有技术有质的区别,也称为基础技术发明。比如蒸汽机技术的发明,开创了热能转化为机械能的先河,在基本原理上不同于单纯的只有机械能转化的机械。基于电磁感应原理的电力技术的发明引发了电能和机械能之间的相互转化。从链式核反应原理到核聚变反应原理,都可以做出开创性的核技术发明。近现代开创性的技术发明,大多是基于科学原理的突破,有意识地应用新的科学原理解决技术问题。科学上的许多重大突破将导致技术上的突破性发明。
②改进的技术发明。本发明是一种改进的技术发明,在不改变基本原理的情况下,对现有技术进行不同程度的改变和补充。比如电灯用钨丝代替碳丝,充氩代替真空,都是基于同样的电热发光原理。高压蒸汽机、汽轮机、多缸蒸汽机的发明,是蒸汽机技术的进步。改进的技术发明是以突破性的技术发明为基础,通过改进的技术发明来完善和发展。改进的技术发明可能是基于新的科学发现,但很多时候是依靠长期的经验积累和探索。没有科学原理的根本性突破,就有可能做出具有重大价值的改良技术发明。改进的技术发明和突破性的技术发明之间的区别是相对的。
开创性的技术发明往往导致技术体系的根本性变革,意义重大。在技术发明中,最多的是改进的发明。完善与基础技术相关的材料、结构、工艺和功能将导致技术发明的改进。将一项基础技术移植应用到多种物体上,通常需要改变基础技术的某些环节,衍生出其他发明,属于改进技术发明的应用。将多种现有技术组合起来,形成一个前所未有的系统,实现一些新的功能,往往需要对现有技术进行改进,才能产生一些发明,属于综合改进的技术发明。产品在形状、结构甚至外观设计上的创新和改进,有时也带有发明的性质。
积极认识和改造自然,不断进行发现和发明,是人类的本质特征。人类利用自然条件创造劳动手段和技术,在发明器物的过程中认识到外部世界的本质和自身的力量。
发明是技术和生产活动的起点。随着制造石器和人工取火的发明和应用,人类物质生产和社会生活的历史开始了。技术的变革和进步,生产力和人民生活水平的提高,社会历史的发展,都离不开发展和创造。古代社会的进步,靠的是磨制石器、冶炼铜铁、制陶烘砖、养蚕织丝的发明。18世纪的工业革命起源于新型纺织机和蒸汽机的发明。电子计算机和一系列现代发明从根本上改变了人们的工作方式、生活状态和社会面貌。人类文明史首先是一部发明创造史。
历史上的发明家往往不清楚自己创造活动的社会意义。他们在改进现有器物或工艺时,大多是从个人需求出发,没有也不可能充分认识到自己发明的巨大价值和应用后果。而且,他们通常以业余的方式从事发明创造。在现代,特别是在现代,人们越来越认识到发明的重要性,通过提供奖励来征求发明,通过使用专利制度来鼓励和保护发明,并使发明成为一种专门的职业。发明家有自己的研发机构和组织交流成果,发明创造规律性的研究得到重视,发明创造教育和发明方法培训得到普及。现代科技发明在意识、质量和数量上都有了很大的提高。
技术发明应当利用自然知识和科学原理,依靠生产和工程中的技术创新发挥作用。与发明相比,科学研究对物质生产更具有指导性和实用性。但是,科学必须发明才能成为技术,技术必须发明才能成为新的生产力。技术思想和技术方案是从知识到实践的中介,是科学转化为生产力和工程应用过程中的关键环节。
发明与专利为了促进发明及其应用,国家在法律形式上明确将发明视为专利。一般意义上,人们在技术活动中所作出的具有新颖性、先进性和实用性的创新和改进,属于发明创造;国家和法律认可的发明是不一样的。专利法要求的发明具有新颖性,只是指提出了一个未公开的或者前所未有的技术方案,在中国有时只要求具有这种新颖性,这与技术发展史上的前所未有是不同的。专利法中所说的发明的先进性,是指新方案相对于原技术有显著进步,而不是略有改进。新颖的设计也受法律保护,可以申请专利,但通常不被认定为发明。专利法在判断一项发明的实用性时,包含了对社会价值和国情的考虑,对于违反国家法律、社会公德或者损害公众利益的发明,不授予专利权。一般来说,不授予医药、食品、核物质、疾病诊断和治疗方面的发明专利。
技术发明是有价值和有用的成就。专利以法律形式固定了发明的商品属性,使其成为不能无偿占有的财产,从而保护了发明人的利益。专利还要求发明人公开自己的创造以方便他人有偿使用,并将实施发明作为专利权人的法定义务,以促进技术信息的交流和发明的推广应用。
发明的出现每个时代的技术发明都与当时的社会生产力水平和科技状况密切相关,取决于发明者的素质、能力和思维方式。
满足和满足社会的需求是做出技术发明的基本条件。社会需求的增长提出了新的技术目标。原有的技术手段和新的技术目标之间的矛盾促进和鼓励发明。在技术活动中,知识和经验的积累和综合也会产生创新的技术思想和发明,新的技术成果会引发新的需求,有助于新发明的推广应用。
发明是创造性的脑力劳动,新的技术方案往往要经过多次、几十次甚至上百次的试验,才能克服重重困难和挫折而形成。勇于奉献、持之以恒、刻苦学习、勤于实践是发明家的基本素质。
新的技术构思和技术方案的提出,是基于对现有技术机理的深刻理解和对其症结的洞察,而深刻的理解和洞察有赖于丰富的知识背景。随着技术发明难度的增加,对知识的要求也更高,不仅需要一般的专业知识和交叉学科知识,还需要较强的基础科学理论知识和数学知识。
发明就是要标新立异甚至异想天开,把看似不可能的变成现实,不拘泥于陈规。创造性思维能力的发挥在新思想的酝酿和形成过程中具有特殊的意义。想象力、思辨力、直觉力、灵感力与创作密切相关。
一个技术目标可以通过不同的技术手段实现。为了实现一项具有一定功能要求的技术发明,往往会有多个方案,每个方案可能会包含几个可供选择的子方案。发明者不仅要有开阔的视野,还要善于根据功能价值关系、资源、环境等综合因素对各种技术方案进行比较、筛选和验证。新技术方案的形成和确定要以科学的思维方法为指导。总结技术发明的经验有助于科学技术方法论的完善和应用。