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科学发现与技术发明的关系摘要：高端前沿的科学与技术为人们生活提供了很多便利，但这两者经常被人们混为一谈，本文通过查阅文献与资料，并联系作者自身专业实际情况，对技术发明的特点、类型与成果形式进行了总结与分析，对科学发现与技术发明的区别与联系进行了阐述。关键词：科技 科学发现 技术发明随着科技前沿的拓宽，社会与人们的生活也随之得到了发展，“科技”一词在日常生活中也成为了一个常用词，科技现代化也被列入了我国“四个现代化”之一。但也正是由于用得太多，用得太笼统，现在人们都已经不再去思考这个词到底是什么意思，而是只有一个模糊的概念所有高端到大众难以理解的东西就是科技。但实际上，科技应该是“科学与技术”的简称，翻译成英文即为“Science and Technology”，科学侧重关于理论、本质的研究，而技术则更多是实际应用的开发，这就有点类似于理科与工科的区别。相应的，在这两个领域的一些新的突破和成果，也被分别称为“科学发现”(Scientific Discovery)和“技术发明”(Technological Invention)。科学发现与技术发明都是人类智慧的体现，也是人类思维发达的体现，是系统的知识体系，两者既有相辅相成的联系，同时也有着很大的区别。11 什么是科学发现科学发现是指科学活动中对未知事物或规律的揭示，主要包括事实的发现和理论的提出。作出科学发现是一切科学活动的直接目标，重要事实或理论的发现也是科学进步的主要标志。这两类发现又是互相联系、互相促进的。重大的科学发现，特别是重大理论的提出，往往构成某一学科甚至整个科学的革命。例如美国科学院院士Paul J. Flory在20世纪40年代初提出了Flory-Huggins理论，揭示了高分子溶液与理想溶液存在巨大偏差的实质，这直接导致了高分子物理这门学科的出现，并且至今仍是高分子科学的里程碑之一。2 什么是技术发明2技术发明是新颖的技术成果，不是单纯仿制已有的器物或重复前人已提出的方案和措施。一项技术成果，如果在已有技术体系中能找到在原理、结构和功能上同一的东西，则不能叫做发明。2.1 技术发明的特点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。2.1.1 新颖性新颖性可以说是技术发明最根本的特点，这也是所有应用科学工作者努力的方向必须提出或者制造出与已有成果不同的东西，必须有所创新。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。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。这也是近年来学科交叉的一个必然结果，这个领域里一个已经很成熟的方法，被应用到另一领域去可能会产生令人意想不到的效果。2.1.2 先进性先进性是反映发明创造的技术价值大小和技术水平高低的标志，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，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。2.1.3 科学性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，“巧妇难为无米之炊”，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。2.1.4 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下，这一特点就显得更加突出。对于科研单位，比如研究所、高校，由于其反应规模不大，成本可以作为一个相对次要的考虑因素；但要真正投入实际使用，首先碰到的就是成本问题。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。2.1.5 社会性技术发明不仅具有自然属性，更具有社会属性。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，显然应该是不被允许的。2.2 技术发明的类型关于技术发明的分类，目前还没有统一的划分标准，按照不同的标准进行区分，其类别也不一样。2.2.1 按发明的理论应用程度分类按照发明的理论应用程度分类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。经验性发明是指以技术经验为基础的或由偶然性发现（如蒸汽机的发明）所导致的技术发明，其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。2.2.2 按发明的创新程度分类按发明的创新程度分类可划分为全新发明、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。2.2.3 按发明是否取得专利权分类按发明是否取得专利权进行分类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，同时还包括具备申报专利条件而未申报的发明等。2.3 技术发明的成果形式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）。因此，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。2.3.1 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。通俗地讲，技术原理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，比如元素周期表的发明。2.3.2 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，我们生活中最常见、最容易理解的发明都是技术物品的发明。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。技术物品的实质就是物化了的知识，即把知识形态的东西转化为实物形态的东西。比如，2004年，英国科学家Andre Geim和Konstantin Novoselov通过物理剥层的方法首次获得了之前一直被认为不能稳定存在的石墨烯3，这就属于一种技术物品的发明。2.3.3 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，其本质是一种程序性、方法论的认识。同样以石墨烯为例，在首次制备出之后，吸引了大量科学家的兴趣，他们通过不同的方法（氧化还原法、化学气相沉积法等）合成出了结构不一、性质各异的石墨烯材料，这些就属于技术方法的发明。3 科学发现与技术发明的区别4科学发现与技术发明从本质上讲是不同的。科学发现是指首先揭示出客观固有的事实与内在规律；技术发明是指优先创造出具有一定结构、功能、方法的客观没有的人造物与技术方案。一个是“认识出固有的规律”，一个是“像识出人为的人造物”；一个回答是“什么？为什么？”，一个回答“做什么？怎么做？有什么用？”。两者都用已知知识求解未知问题，科学发现是以自然存在物作为研究对象，而技术发明则是以人造存在物作为研究对象；前者更多地运用逻辑思维、发现思维，而后者更多地运用形象思维、发明思维。具体来说，科学发现是指科学家在科学探索中，凭借智慧，以问题为导引，对科学要素进行有效整合或实验运作，发觉、观测、揭示出自然界固有的前所未知的以科学知识体系表现出来的科学事实、科学理论的活动。科学发现的结果是发觉、观测、揭示出自然界已存在的前所未知的以科学知识体系表现出来的科学事实、科学理论，表现为发现新事物、新现象、新特性，得出新概念、新关系、新原理、新定律，提出新假说、新理论，形成新学科。科学发现从本质上是以探索未知为目的，寻求或寻找已有的客观存在着的而对人类来说是前所未知和前所未有的东西。这种发现是从实践中产生思想，又使思想符合客观实在，是使主体顺应客体，并使客体在现实和思维中再现。技术发明是指技术专家在变革自然对象的过程中，凭借智慧，以知识驱动、科技推力、需求拉力为导引，对技术要素进行思维整合和实体运作，创造出自然界和社会中前所未有的东西的活动。技术发明的结果是首创或创制出自然界和社会前所未有的新产品、新工艺、新流程、新方法，成果具有可感知性和创造性。技术发明本质上是以把自然科学的成果转化为直接生产力为宗旨，以改造自然、造福人类为目的，是历史上某个时期某个人头脑中的想像怎样变成人类文明的进程，它是主体能动地变革、改造自然客体，使想像变为现实，使世界与我们的意图、愿望相符合的过程。举例说明，1962年由下村修等人在一种学名叫Aequorea Victoria的水母中发现绿色荧光蛋白，这属于科学发现；而之后来自莫斯科的研究人员培育出的一种光穿透性极强、能使生物学家更方便地监视活生物体的发病和康复过程的深红色荧光蛋白5，这就属于技术发明。4 科学发现与技术发明的联系6考察科学发现与技术发明的关系史可以看到，18世纪，技术发明多领先于科学发现，科学发现亦未能成为技术发明的先导；19世纪至20世纪中期，重大的技术发明无不以先前的科学理论为基础；而当代的重大技术研究与发展则直接推动了科学的进展，二者的同步性逐渐增强。当代科学技术的融合化趋势也表明，对科学发现与技术发明已不能作出明显的分割。4.1 科学发现与技术发明形成互动关系从19世纪开始，科学发现与技术发明便逐渐相互渗透，战争和经济活动对垄断利润的追求，共同推动了科学发现与技术发明的加速融合。在当代高技术领域，人们已不能分清究竟是科学发现在先，还是技术发明在先，科学发现与技术发明表现了鲜明的同步性特征。从二者的互动关系看，科学发现为技术发明提供理论基础，技术发明是科学发现的动力，技术需要推动着科学进步，技术为科学的发展提供研究手段，特别是科学实验的装备，技术为科学概括和分析提供资料和经验事实，技术实践可以检验科学认识的真理性。在科学领域中，如果没有实验工具、实验装置及实验方法的发明，科学发现将只能成为人类的梦想与空谈。科学发现只有在发明的有力帮助下，才会不断前进。以材料化学方面的各种测试仪器为例，电子跃迁、原子能级等科学发现为各种仪器设备（如红外光谱仪、扫描电镜等）的发明提供了理论基础，而这些仪器反过来也能为科研工作者提供分析测试手段，帮助他们获得更多的科学发现。总的来看，这一互动关系包含两种情形：一是科学发现本身就是技术发明，二者具有高度的统一性，在高技术领域尤其如此；二是科学发现过程中产生了相关或不直接相关的技术发明，或在技术创新过程中，因技术问题解决的需要推动了科学发现。无论何种情形，同质或不同质的科学发现与技术发明之间已经出现了连续产生、互为因果的趋势。4.2 科学技术连续体的出现在19世纪中叶以前，科学活动基本上是学院式的，从19世纪下半叶开始，为适应市场经济发展的需要，在资本主义国家纷纷建立起工业实验室。世界上第一个工业实验室是爱迪生于1876年建立的“发明工厂”它打破了科学家与技术人员的界限。工厂内部，科学家与技术人员合作进行发明创造，并且很快把研究成果投入生产。20世纪70年代以来，随着第四次科技革命的发展，科学技术与生产之间的关系日益密切，世界各国的科技工业园区、高科技产业开发区、高科技产业带纷纷建立。在科技园区中，研究与开发、中试和批量生产的界限已很模糊。各种科技园区的出现，加快了科学发现、技术发明与生产之间的一体化进程。5 总结尽管科学与技术有着本质上的差别，在不同的时代、不同的领域，两者受到的重视程度也不一样，但它们自古以来就是相辅相成、互相促进发