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第七章技术方法在科学技术方法论中，如果说科学方法为我们认识自然、探索未知提供了重要的原则、程序、途径和方法，那么技术方法则主要回答怎样去变革、控制和利用自然的问题。人类在长期的改造自然和技术实践活动中，创造出了众多的技术方法，但这些技术方法多是适用于某种特定技术的特殊方法，它们分别属于各个技术学科所研究的内容，而不具有更大的普适性。因此，从一般方法论的层面上，总结概括普遍适用于各类技术发明、技术创新和技术开发活动所遵循的共同法则，提炼出一般的技术方法，为各类技术研究和技术开发人员提供方法论的启示，则是本章的出发点。第一节技术发明方法技术发明是科学技术研究中非常重要的一个环节，它起着承上启下的作用。一方面，它在科学发现的基础上，把人们对于自然界认识的成果——自然界的本质和规律转化和提炼为技术原理、原理模型、设计方案、实物样品、生产性样机等技术发明的成果形式；另一方面，它为技术创新活动，即把技术发明的成果转化为新产品、新工艺、新材料，使其产品化、商品化，并在市场上获得成功这一过程提供了技术原理方面的依据。所以，如果说科学发现是科学技术研究的起点站，那么，技术发明则是科学技术研究的中转站。在本节中，我们将主要讨论技术发明的特点、类型和成果形式，系统介绍技术发明创造的途径和方法以及创造性思维在技术发明中的作用等内容。一、技术发明的特点、类型和成果形式（一）技术发明及其特点技术发明是指在科学发现的基础上，把已有的对于自然界的认识成果，即科学理论、科学原理和科学知识，运用创造性思维的方法，构思出一种新的技术原理，或创造出一种技术原理的新的运用方式，或创造出一种以原理模型、生产样品等为主的技术物品。技术发明作为人类从无到有的一种技术创造活动，有着其自身的基本特点：1.新颖性。这是指某项发明是前新未有的。一项创造发明成果是否具有新颖性，只有通过与前人已经做出的现有技术加以比较才能被确认。如果某项发明成果与现有同一领域或技术体系中的某项成果在属性、功能、特征或形态上具有相同性，则该项发明就不具有新颖性；反之，它的新颖性成立。现有成果，主要是指在世界范围内以各种形式公开发表或公开使用的社会公知的技术知识或技术发明成果，从时间上可以追溯到以前各个年代。鉴别一项新发明的技术是否与已有技术具有相同性或差异性，主要从技术原理、技术构成以及技术效果方面进行。但需要指出的是，如果某项技术发明成果在属性、功能、特征或形态上与已有技术具有相同性，但二者不属于同一领域或技术体系中，则前者仍不失其新颖性。例如，人们把已有的激光技术应用于医学领域，发明了内窥镜技术，其成果就必然具有新颖性。2.先进性。这是指某项发明要比目前现有的技术水平先进。它是反映发明创造的技术价值大小和技术水平高低的标志。发明的先进性，主要体现在三个方面：技术原理的进步，技术构成的进步和技术效果的进步。而这三个方面又具体表现为新的技术功能的增加，原有技术功能的提高和劳动生产率的提高以及劳动强度的减轻和工作生活环境的改善等几个方面。从本质上讲，先进性主要是指某项新发明的技术成果较原有技术具有更高的科技含量。3.科学性。这是指某项发明必须建立在一定的科学技术背景之下，根据当时的科学技术发展状况而进行技术原理的构思和开发研究。一方面，所发明的技术原理要符合科学规律，任何违背自然规律、凭空想象、宗教迷信的发明项目切不可选；另一方面，技术发明应根据当时的科学技术发展水平而进行，而不能超越特定的社会历史条件。如果一项技术发明其原理构思很奇特，且具有一定的创造性，但却超越了当时的科技发展水平或现实条件，那么这种发明则是很难实现的。例如：1880年，贝尔和他的助手们通过巧妙构思，设想了一种用光束传递语言信息的装置——光话。但是，在当时还缺乏足够的方向性好，不易衰减的光源，不具备能有效传送这种光信号的良好材料。直到20世纪60年代和70年代由于人们发明了激光技术，并研制出了超透明玻璃光导纤维，有了先进的微电子技术（1957年美国物理学家得克萨斯公司的基尔比和仙童公司的诺依斯发明了集成电路），才实现了光缆通讯，把“光话”变成现实。4.经济性。这是指任何一项发明除了要追求它的社会需要外，更多地是追求它的经济性，特别是在市场经济的条件，这一特点就显得更加突出。一项技术发明具备了一定的新颖性、先进性和科学性，但如果由于生产成本过高、造价昂贵，或由于使用成本过高，消费档次太高，就可能导致发明的技术不能被广泛应用和推广，不能形成商业性的生产和制造。这不仅要影响企业的经济效益，而且也会影响整个国家经济的发展。所以，在技术发明活动中，要根据社会整体消费结构和水平的变化，而不断调整技术发明的方向。因此，发明家在技术原理的构思和技术方案的设计时，在不影响技术系统特性和功能的前提下，尽可能地降低生产成本和使用成本，以便提高经济效益和市场份额。5.社会性。这是指任何技术发明不仅具有自然属性（即科学性），而且具有社会属性。就社会属性而言，主要表现在如下两个方面：第一，技术发明创造应该针对社会需要而进行，没有社会需要的发明则是徒劳的；第二，技术发明创造必须符合一个国家、地区或国际性的法律和道德，一切不利于人类生存、社会进步和生态环境保护的研究开发项目，显然是不允许的，必将受到社会的唾弃。技术发明的这些基本特点，也可作为技术创造活动中进行选择课题、技术评价的标准。（二）技术发明的类型关于技术发明类型的划分，目前还没有一个比较规范的标准。这里仅介绍几种常用的划分方法。1、按发明的理论应用程度可划分为：原理性发明和经验性发明。原理性发明是指直接建立在科学原理或科学发现基础上的技术发明。这种发明的核心是寻找科学原理物化为技术原理的可能性和途径（如晶体管的发明是建立在量子力学、固体力学、能带论、扩散理论、导电机理模型等科学理论基础之上的：原发性技术发明；基因切割与重组技术）。经验性发明是指以技术经验为基础的或由偶然性发现（瓦特蒸汽机的发明）所导致的技术发明。这类发明的关键在于发明者在某一技术领域所积累的经验和构思的起点。2、按发明的思维方式可划分为：联想发明、综合发明、类比发明、检表提问发明、转换发明、机遇发明、仿生发明等。其中许多发明类型我们将在本节的“技术发明创造的方法”中给予详细论述，在这里我们就不展开讨论了。3、按发明的创新程度可划分为：全新发明、再造发明和改造发明。全新发明是指对自然界某个新领域或原领域中的某一新现象的本质、规律、特性的新认识，或运用科学原理于某一新领域，或前所未有的在某一技术方面所创造的新发明成果。这种类型的技术发明目前在技术创新领域被称之为原始性创新，一旦被应用到技术或生产领域，可能将导致技术革命和产业革命的产生。再造发明是指某一领域里的技术成果包括原始性创新的成果转到新的领域进行应用，并实施再创造所形成的发明。这实际上是一种跨学科、跨专业、跨领域的技术性借鉴和移植。改进发明是指针对某一领域、某项技术或某个物品所进行的技术功能、物品形状等方面的改进所形成的创造发明。其特点是基本技术原理不变，仅作局部性的改造。4、按发明是否取得专利权可划分为专利发明和非专利发明。专利发明是指依据有关专利法的申报程序，并获得专利局批准的受国家法律保护的创造发明。我国专利法中明确规定，构成专利发明的成果必须具备新颖性、创造性和实用性。非专利发明是指除不具有专利权的其他所有的创造发明。如我国专利法明确规定以下科研成果不授国家专利法保护或不属于专利授权的范围：科学发现；智力活动的规则和方法（如思维方法、创造技术等）；疾病的诊断和治疗方法；食品饮料和调味品；药品和化学方法获得的物质；动物和植物的品种；用原子核变方法获得的物质等。同时，非专利发明还包括具备申报专利条件而未申报的发明等。（三）技术发明的成果形成我们应该知道，技术发明的核心在于构思一种新的技术原理；或创造一种新的技术物品（如新材料、新设备、新产品等）；或创造一种新的技术方法（如新工艺、新程序等）。同时，我们可以从技术发明创造的过程看出，第一阶段为构思阶段，其成果形式是新的技术原理、原理性模型等；第二阶段为研制阶段，其成果形成是试验报告、技术文件（设计方案，图纸、说明书等）、实物样品、生产性样机等。因此，我们可以概括出技术发明的成果形式主要有：技术原理的发明、技术物品的发明和技术方法的发明。1、技术原理的发明。任何技术系统的建构都是根据一定的技术原理而形成的，原理的发明往往都是技术物品和技术方法发明的前提和基础。所谓技术原理，通俗地讲，就是一个技术系统进行运转的工作原理，它是指在技术发明创造过程中帮助人们将多种不同的技术要素联结成具有特定技术特性和功能的技术系统的理论依据。技术原理大体上可分为两类：一是适用于一大类技术的普遍原理，如机械制图原理、电工学原理、生物工程原理、临床诊断学原理等；二是适用于某种特定技术的工作原理，如加速器工作原理、数控机床工作原理、核磁共振技术原理、电子显微镜原理、射电望远镜原理等。前者一般称之为技术理论，它在科学与技术的沟通中起桥梁中介作用，既是科学理论的实际应用（有时也可称之为基础应用），又是技术发展所依托的理论根据（有时也可称之为技术应用）；后者是技术理论应用的具体表现，它把具体技术的“硬件部分”结合成一个统一的有机整体，属于技术系统的“软件部分”，是一个技术系统存在的内在依据。由此可知，技术原理的最大特点就是它的知识属性，它往往是以知识形态的方式存在。2、技术物品的发明如果说技术原理体现的是技术的知识形态，那么，技术物品则体现的是技术的实物形态。从发明创造的结果来讲，技术物品较技术原理更贴近现实生活，更有利于技术的普及和应用。技术物品是技术的实物载体，主要体现为工具、机器、仪器和设备等。我们在这里所说的技术物品又不同于批量生产投入市场营销的产品，它还是投入批量生产前的实物模型或样品，主要包括原理性模型、试验性模型、原理性样机、生产性样机等实物样品。由此可见，技术物品的实质或特点就是物化了的知识，亦即把知识形态的东西转化为实物形态的东西。技术物品的发明是在构思技术原理的基础上，并按照技术目的（技术系统的特性和功能）的要求，通过技术方案的设计、评价、试验、试制等环节而完成的。其中技术方案的设计这一环节最为重要，因为它是实现从知识形态向物化形态转化的知识形态的最后一个环节。因此，技术方案的设计必须遵循可靠性（产品性能、功能、质量的稳定性，使用和维修的方便性等）、经济性（降低生产和使用成本）、标准化（按照国际、国内、地区、行业的统一标准）、继承性（既要创新，又要吸收已有技术产品的长处）优化性（各零部件、系统之间应相互协调，以实现产品整体功能优化为目标，并从多种方案中择优）等原则。只有按照这些原则进行设计，才能研制出质量较高的技术物品。3、技术方法的发明技术方法的发明，其成果形成仍然是知识形态的东西，主要包括文字、图形、符号、软件等。一般体现为设计方案、研究报告、图纸、说明书、工艺流程、程序、规则等技术资料和技术文件。它主要回答在技术发明创造过程中，怎样做的问题。所以，其本质是一种程序性、方法论的认识。它是技术体系中非常活跃的因素，也是凝结技术成果的最为简洁的存在方式。技术物品的发明主要靠它以及技术原理来实现。如果说技术物品是技术发明中的“硬件”，那么，技术方法和技术原理则是技术发明的“软件”。因此，认真总结技术发明创造活动中的各种程序、规则和方法，并对其进行创造性的研究，则是技术发明创造的一个主要方面。二、创造性思维在技术发明中的作用。任何一种技术发明的成果形式，从技术原理到技术物品再到技术方法，它们的产生都离不开创造性思维的作用。（一）技术原理的构思是一个创造性思维的过程如前所述，技术原理是一切技术系统（包括技术设备、生产工艺等）都必须具备的工作原理。那么技术原理又是怎样产生的呢？它不是靠我们凭空想象的，也不是随意拼凑起来的，而是靠发明家构思出来的。这种构思是一个创造性思维的过程，是发明家利用已有的自然科学知识（科学原理、科学定律等）和技术经验，运用发明创造的方法（后面我们将详细介绍），通过创造性思维来完成的。发明家在运用这种创造性思维时，必须以