科学发现与技术发明有何区别

自然辨证法 2 班 题目题目 5 5 科学发现与技术发明有何区别 试分析技术发明的特点 科学发现与技术发明有何区别 试分析技术发明的特点 类型与成果形式 类型与成果形式 一 科学发现与技术发明的区别一 科学发现与技术发明的区别 科学发现与技术发明都是人类智慧和人类思维发达的体现 都是人类特有 的理性和非理性相统一的思维活动和实践活动 都是系统的知识体系 两者并 非界限分明的两个概念 而是常常互为因果 互相促进 科学发现为技术发明 提供原理理论支持 技术发明为科学发现提供试验设备及条件 特别是在现代 技术越来越多地运用科学发展的成果的当下 科学发现和技术发明之间的联系 更加密切 但尽管如此 我们仍然不能忽视两者相互区别的事实 不能对两者 混淆不分 要对这两者加以区分 我们首先应该明确它们具体指的是什么 即从定义 上对两者进行简单的区分 科学发现是科学活动中对未知事物或规律的揭示 找到前人尚未知晓的 对于促进科学发展有重要作用的客观存在 是对自然界 中客观存在的未知物质 现象 变化过程及其特性 规律的发现和认识 主要 包括事实的发现和理论的提出 科学发现是科学进步的主要标志 基本特点有 两点 第一是前人尚未知晓的 第二是对于促进科学发展有重要作用的 而技 术发明是运用自然规律和科学原理 为解决人类生产 生活中某一特定技术问 题而提出创新性方案 措施的过程 也可以指最后的成果 作为一项新的技术 解决方案 技术发明即发明人的一种思想 构思和设想 不管发明以何种形态 表现出来 发明实质是一种创造性的智力成果 比如前段时间为大家所关注的 由复旦大学计算机科学技术学院实验成功的 LED 灯光上网 技术 这种技术 可以利用屋内可见光传输网络信号 平均上网速率可达 150M 堪称世界最快的 灯光上网 今年 11 月就会有 10 台样机将在 2013 年上海工博会亮相 而科学发现与技术发明之间所存在的差别是由科学与技术 发现与发明之 间多方面的差别所决定的 具体说来 这种区别表现在 1 科学与技术的相互区别 从概念上来说 科学是主体借助于手段和条件 揭示并获得自然 社会 人自身固有的本质 规律的知识体系和认知活动 技术是主体借助于手段和条 件 变革客体 实现预定目的方式和机制的创造出客观没有的人工人造物的能 力体系和创造活动 从本质上来说 科学的本质主要体现在认识论意义上 是精神生产力 是 探索自然固有的未知的实践活动 是一种理论理性的创新 一种逻辑过程 是 一种认识世界的科学方法和社会建制 技术的本质主要体现在改造 变革意义 上 是直接的 现实的生产力 是在机器上实现的科学 是变革客体创造人工 自然的实践活动 一种操作过程 是从思想中引出现实 从精神中引出实在的 变革客体的方法和社会建制 从研究对象上来说 科学的对象是独立于人类之外的自然系统 主要是认 识和揭示自然界的本质 结构 性能 规律 是科学事实和科学理论的发现 它担负的主要任务是探求自然的真理 弄清自然系统的事实和规律 解释和预 见自然事物 现象和过程 直接解决对自然的认识问题 技术的对象是人工人 造自然系统 主要是改造 变革 控制自然的方式和机制 是人工自然的发明 开发 应用 它的主要任务是改造 变革和控制人工自然 直接解决对人工自 然的变革 改造 控制的实践操作问题 2 发现与发明的相互区别 发现主要是揭示未知事物的存在及其属性 是指客观已存在的事物被人们 意识到 如考古学方面 恐龙化石的发现 东巴象形文字的发现 北京山顶洞 人的发现等等 如经济学方面 经济活动中看不见的手的发现 马克思剩余价 值的发现等等 如生物学方面 DNA 的发现人的血液循环的发现 细胞和细胞 核的发现 遗传密码的发现等 这些都是已存在的事物被人意识到并揭示出来 发明主要是创造出过去没有的事物 按专利法的定义 发明是指 对产品 方法或者其改进所提出的新的技术方案 是指客观自然没有的人工人造的新事 物被人意识出来 如 农业社会中 人们发明了冶炼铜 发明了铜器 发明了 冶炼铁 发明了铁器 发明了铁的工具 到工业社会 发明了蒸汽机 发明了 发电机 电动机 发明了无线电设备等等 这些发明促使生产力飞速发展 人 类用发明改变了自己 改变了自己的生存环境 以上这些是自然没有的事物 是人工人造的事物 发明应该包括科学技术幻想中在未来能够实现的事物 3 科学发现与技术发明的相互区别 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 是对自然界 对事物进 行认识的过程 技术发明不同于科学发现 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 创造出具有一定结构 功能 方法的客观没有 的人造物与技术方案 创造出自然界和社会中前所未有的东西 这是对自然界 和人类生活进行改造的过程 简而言之 一个回答 是什么 为什么 一个 回答 做什么 怎么做 一个是认识出客观固有的规律 一个是创造出人为 的人造物 从本质上来看 科学发现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 而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 是一个 我想像 我创造 的过程 从研究对象和研究方法上来看 虽然两者都用已知知识求解未知问题 但 一个以自然存在物作为研究对象 研究的是天然自然 一个以人造存在物作为 研究对象 研究的是人工自然 在研究方法上 一个更多地运用逻辑思维 发 现思维 一个更多地运用形象思维 发明思维 技术发明的研究方法具有更强 的实践性 综合性和社会性 从结果的角度来看 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 而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 举例来说 浮力定律公式是科学发现 轮船是技术发明 导线切割磁力线 产生电流是科学发现 发电机是技术发明 铀元素 放射性 质能转换公式是 科学发现 原子弹是技术发明 电子轨道跃迁 量子受激辐射理论是科学发现 激光器是技术发明 万有引力公式 宇航三定律是科学发现 而人造卫星 宇 宙飞船是技术发明 二 技术发明的特点 类型与成果形式二 技术发明的特点 类型与成果形式 一 技术发明的特点 一 技术发明的特点 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 有着其自身的五项基本 特点 1 新颖性 新颖性是指现有技术中不存在同样的发明 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 这就决定了技术发明必须是全新的 原创的 前所未有的 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 先进性 或称创造性 是指同现有技术相比 该发明有突出的实质性特点 和显著的进步 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 技 术发明不仅要提供前所未有的东西 而且要提供比以往技术更为先进的东西 即在原理 结构特别是功能效益上优于现有技术 所以这种先进性就表现在三 个方面 技术原理的先进性 技术结构的先进性和技术功能效益上的先进性 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 发明总是既有继承又有创造 在一般情况下大都有先进性 某项新技术只 有比现有技术更先进才能突显自身的价值和意义 3 科学性 科学性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 学技术发展状况而在一些科学原理基础上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 才实现了光缆通讯 把 光话 变成现实 4 社会性 社会性是指任何技术发明不仅具有自然属性 而且具有社会属性 其社会 属性决定了技术发明要满足以下两个方面 首先 技术发明创造应该针对社会 需要而进行 要符合社会生产 社会生活的需要 这是技术发展的根本动力 没有社会需要的发明则是徒劳的 因为技术发明作为变革自然 改造社会的手 段 必须服务于人类的目的 满足社会的需要才能为社会所接受 否则也难以 成为现实生产力 其次 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 要对社会有利 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 都是不被允许的 必将受到社会的唾弃 坚持 责任伦理 观 对于技术发明的指导 也是减少现代技术所产生的负面影响的有效措施 现如今 如以克隆技术为代表的生物技术相关发明 以器官移植和人工辅 助生殖技术为代表的医疗技术 以计算机技术为代表的网络技术等都在各自的 发展过程中产生了很多问题 例如网络技术的发明 虽然促进了文化传播与交 流 但它因主体被虚拟化而导致虚无主义和无政府主义伦理观盛行 使得不道 德行为难以监督和控制 个人隐私被侵犯 信任与责任出现危机 信息资源的 安全得不到有力保障 这些问题既严重地干扰了社会秩序和人们的精神秩序 也阻碍了网络技术的有效使用和持续发展 技术发明的科学性和社会性都决定了它必然会受到社会各层面的影响以及 不能超越特定的社会历史条件 社会经济 政治和文化对其的制约使技术发明 只有在社会的共同整合下才能产生和完成 如在古希腊时期 希罗就曾发明历 史上第一部蒸汽机 但由于当时社会生产力发展水平及其他因素的制约 它难 以作为动力机械在社会中出现 直到 17 世纪 近代工业的发展特别是工具机的 发明 对蒸汽动力机提出了现实需要 当时的社会条件也为其提供了实际可能 于是 蒸汽机才作为近代工业革命的标志载入史册 5 经济性 经济性 或称实用性 是指技术发明必须是有应用价值的创新 能够制造 或者使用 并且能够产生积极的效果 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 它 能否被使用 被推广 就取决于它的经济性 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 技术发明更追求有效 技术本质 上是直接的生产力 它的价值主要表现在经济 军事 社会等方面 这也是有 别于科学发现的一大特点 在这五大基本特点中 新颖性 先进性和经济性是衡量某项发明能否成立 的标准 符合这 三性 的技术发明才可以申请专利 得到专利法的保护 二 技术发明的类型 二 技术发明的类型 我们可以从不同的角度对技术发明进行不同的分类 1 1 按创新程度不同 技术发明可以分为全新性技术发明 再造性技术发明 按创新程度不同 技术发明可以分为全新性技术发明 再造性技术发明 和改造性技术发明三大类和改造性技术发明三大类 全新性技术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 其新技术方案所依据的基 本原理与已有技术有质的不同 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 近代和现代的开创性技术发明大都以科学原理的突破为条件 自觉地应用 新的科学原理来解决技术问题 科学上的许多重大突破 将会导致技术上的全 新性发明 如蒸汽机技术的发明开创了热能向机械能的转化 在基本原理上区 别于仅有机械能转化的简单机械 立足于电磁感应原理的电力技术的发明开创 了电能与机械能的相互转化 从利用链式核反应原理到利用核聚变反应原理 可取得开创性的核技术发明 再造性技术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 改造性技术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 改造性技术发明以全新性技术发明为基础 全新性技术发 明靠改造性技术发明得到完善和发展 改造性技术发明可能以新的科学发现为 前提 但在很多情况下是靠长期的经验积累和经验摸索 没有科学原理的根本 性突破 也可能做出有重大价值的改造性技术发明 再造性技术发明和改造性技术发明都是在基本原理不变的情况下 对已有 技术作程度不同的改变和补充 如电灯中用钨丝代替碳丝 用充氩代替真空 都是依据电热发光的同一原理 高压蒸汽机 汽轮机和多缸蒸汽机的发明 都 是对蒸汽机技术的改进 全新性技术发明往往导致技术系统的根本性变革 其意义重大 在技术发 明中 数量最多的是再造和改造性的 对产品的形状 构造乃至外观设计上的 创新和改进 有时也具有发明的性质 把一种基本技术移植 应用于多种对象 通常要求改变基本技术的某些环节 派生出另一些发明 这属于再造性技术发 明 完善与基本技术有关的材料 结构 工艺和功能都会导致改造性技术发明 把多种已有技术结合起来组成一个前所未有的系统 实现某种新的功能 往往 也需要对已有技术作改进而产生一些发明 这同样属于改造性技术发明 2 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 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 问发明 转换发明 机遇发明 仿生发明仿生发明等等 联想法是指运用已有的知识和经验 从一事物想到另一事物 从一形象想 到另一形象 从一概念想到另一概念 从一方法想到另一方法 从而找到事物 之间的联系 启迪创造性思维的方法 而联想发明就是运用联想法而产生的技 术发明 比如 自古以来人们造桥都是靠筑桥墩来架桥的 可是当遇到水深难 以筑桥墩时就无计可施了 发明家布伦特开始时因困于常规 百思不得其解 当有一次他看到蜘蛛吊丝结网时 联想到造桥 顿时恍然大悟 于是就发明了 吊桥 并非所有的技术发明都需要经过漫长的等待和深思熟虑 有时可能只是靠 偶然的机遇 这就是 机遇发明 1945 年 当美国雷神公司工程师珀西 斯 宾塞正在测试用于雷达装备的微波辐射器时 突然感觉西裤的口袋里有点不对 劲 甚至听到了咝咝的声音 斯宾塞停下手里的工作 结果发现是它口袋里装 的一块巧克力融化了 他猜可能是磁控管发射的微波烤化了巧克力 由此他立 刻意识到也许可以把微波应用到厨房烹饪上 于是微波炉诞生了 技术发明既可以通过发挥集体的智慧来实现 也可由个人独立来完成 检 表提问发明是围绕现有产品或现有发明 借助于发散式思维 从不同的角度加 以审视 提问和讨论 从而挖掘出许多创造性设想的一种发明 表现在可否对 现有发明或产品的制造方法 形状 颜色 声响 味道等方面加以改变 能否 用其它材料代替原有产品的材料或发明新的材料 能否将现有的发明或产品缩 小体积 减轻重量或分割化小等方面 大自然是人类赖以生存的母体 人类的发展进步离不开大自然的庇护 在 科学领域同样如此 科学家和工程师们的很多发明创造都是从大自然身上获得 灵感 这就是 仿生发明 比如能够像鸟类和蝙蝠一样在天空中振翅飞翔的侦 察相机 拥有壁虎足垫一样粘附功能的机器人可以在垂直的光滑墙壁上攀爬 模仿大象鼻子的机器人手臂可以拥有更灵活 更柔韧的动作 灵感来自翠鸟的 喙的子弹头列车设计 鸟类头骨帮助科学家研制出更轻 更坚固的建筑材料等 等 这些仿生发明技术的创新灵感都来源于大自然的动物和人类身上 充分体 现了大自然无与伦与的神奇力量 3 3 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 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 例如 发电机 电动机技术原理是在电磁理论的指导下而产生的 如 1943 年弗劳雷和钱恩所发 明的青霉素是建立在 1928 年弗莱明发现绿色霉菌的基础之上 而在有些情况下 所采取的并非是一种科学原理 而是多种科学原理的新组合 从而形成技术原 理的 例如 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所导致的技术发明 其目的在于解决社会发展所面临的现实问题 其成果能够直接应用于社会的生 产与生活当中 实践经验在技术发明中不可或缺 这类发明的关键就在于发明 者在某一技术领域所积累的经验和构思的起点 回顾历史 我们发现 英国工 业革命时期很多作出重要技术发明的人 如瓦特 克朗普顿 法拉第等人都是 有实践经验的工匠 如瓦特蒸汽机的发明就属于经验性技术发明的范围 他之 所以能够做出在工业史上具有重要意义的发明 这不但与他所学的知识有关 也与他丰富的实践经验有关 经验性技术发明在现代社会具有了更大的价值 如我国改革开放初期 温 州曾形成过一个塑料编织袋的产业群落 这个产业群落的形成就得益于一个经 验性技术发明 即将传统的木织机进行改进后用于编制塑料编织袋 从而大大 降低了成本 4 4 根据是否取得专利权情况分为专利性技术发明和非专利性技术发明 根据是否取得专利权情况分为专利性技术发明和非专利性技术发明 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 由于技术发明是指要运用自然规律解决人类生产 生活中某一特定技术问 题 因此 对于科学发现 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 智力活动的规则和方法如体育竞 赛规则 生产管理方法 教学方法等等均不属于技术发明 也不授国家专利法 保护或不属于专利授权的范围 截至 2011 年底 代表较高专利质量指标 体现 专利技术和市场价值的我国有效发明专利拥有量达到 35 1288 万件 三 技术发明的成果形式 三 技术发明的成果形式 通过科学发现 人们把对于自然界的认识成果 转化和提炼成为不同种类 的技术发明成果形式 而这种发明成果或是构思一种新的技术原理 提供前所 未有的人工自然物模型 或是创造出加工制作的新工艺 新方法 新程序等一 种新的技术方法 如试验报告 技术文件 图纸 说明书等等 或是创造出如 新材料 新的机器设备 新产品等一种新的技术物品 如实物样品 生产性样 机等 因此 我们可以将技术发明的成果形式概括为以下三小类 技术原理发明 技术物品的发明和技术方法的发明 1 技术原理的发明 技术原理的发明是指从基础科学研究中所发现的科学原理 经过应用科学 研究的探索得到新的技术规律和技术原理 而导致新的技术发明并创造出全新 的技术实体 技术装置或技术工艺 这种根据科学原理蕴含的潜在技术所进行 的技术开发 是引起和满足人的潜在需要和目的的一种实践活动 从创造程度 来看 原理型技术开发是一种独创型技术开发 它不但表现在技术原理上的崭 新突破 而且由此研制出的新产品 新工艺也是前所未有的 技术原理体现的是技术的知识形态 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 技术原理是指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 后者是技术理论应用的具体表现 2 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