第十节 创造发明

1第十节

创造发明

纵观人类的发展历程，

从远古时期的茹毛饮血，到现代生活的烹调煮炸；

从远古时代游走森林洞穴，到现代生活住进高楼大厦；

从石器时代的刀耕火种，到现代社会机械化、信息化、智能化的生产生活；

从原始社会的愚昧野蛮到现代社会的智慧文明……

人类社会的每一次进步、每一次变革、每一次飞跃，都离不开人类的创造发明，也正是人类数以万计的创造发明推动了人类社会历史的车轮不断滚滚向前。

所以说，人类社会的发展史就是一部创造发明史。一、人类的发明创造成果

人类社会为了生存、生产和生活的需要，为了改革、建设和发展的需要，为了兴趣、爱好和价值实现的需要，为了认识世界、把握世界和改造世界的需要，经过不断的试验、实践和探索，不断的尝试、失败，再尝试、再失败，甚至付出生命的代价，最后发明和创造了一系列的成果，下面列举一些人类发明创造的重要成果，以便探寻发明创造的历程与艰辛。234 《中国发明与专利》杂志社2009年遴选出18大类100项人类有史以来最伟大的发明与发现，见表10-1，这些发明发现至今影响着人类社会生活的方方面面，基本反映了人类发明与发现的总体面貌。5

二、发明与发现

1.什么是发现

新华词典的解释，发现是指经过研究、探索等方式看到或找到前人没有看到的事物或规律。

为了准确理解“发现”的含义，还需要进一步了解什么是事物，什么是规律。

事物是指客观存在的一切物体和现象。

事指的是自然界和社会中的现象和活动。事是意志的行为，也是意志的描述。只因人的存在而存在，可以用时间概念来描述的一切就是事。

物指的是人以外的具体的东西，如生物、货物、礼物、文物。自然环境里，不因人的存在而存在，通过认识能用空间概念来描述的一切就是物。6

规律是事物之间内在的、本质的、必然的、稳定的联系。

在事物变化发展过程中，既有偶然的、转瞬即逝的方面，也有其必然的、稳定的方面。而规律就是事物内在的根据和本质联系。如：

牛顿万有引力定律——任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引，该引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。万有引力定律第一次解释了一种基本相互作用的规律，揭示了天体运动的规律。

元素周期律——元素的性质随着元素的原子序数（即原子核外电子数或核电荷数）的递增呈周期性变化的规律。揭示了元素的化学性质与原子系数之间的本质联系。

规律是客观存在的、是不以人们的意志为转移的规则，它是事物运动过程中固有的、本质的、必然的、稳定的联系，独立于意识之外，但人们能够通过实践认识和利用它。7

发现就是指客观存在的事物或规律被人们意识到、看到或找到。如：

考古中，甲骨文的发现、恐龙化石的发现、江苏苏州木渎古城遗址的发现、江西景德镇南窑唐代窑址的发现。

科考中，物种的发现、原始森林的发现、棕榈化石的发现。

生物学研究中，细胞的发现、细胞核的发现、遗传密码的发现、DNA的发现。

经济活动中，马克思剩余价值理论的发现。

生活中，小张有睡觉打呼噜习惯的发现、小王有打篮球爱好的发现等。

这些已经存在的事物或规律被人意识到并揭示出来的过程就是发现。

82.什么叫发明

新华词典的解释，发明主要有两层含义：一是作动词，意思是“创造（新的事物或方法）”，如发明指南针，火药是中国最早发明的。二是作名词，意思是“创造出的新事物或新方法”，如新发明，中国古代四大发明。

发明是指客观世界中原先没有的东西被人们创造出来。

人类在进化发展过程中，最初从山洞里走出来，一无所有，但为了生存、生产和生活的需要，他们发明了石刀、石斧、石针和石器等工具，发明了钻木取火，发明了房屋，发明了陶罐生活用具；到农业社会，发明了龙骨水车，发明了铜器，发明了铁器，发明了铁农具；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。

这些发明大大促进了生产力的发展，极大地改变了人类生产、生活的方式。93.发明等级

TRIZ理论（发明问题解决理论）按照新颖程度将发明专利或发明创造分为五个等级。

第一级：最小型发明。

是指对产品的参数进行一般性优化或单独组件进行少量变更，一般为通常的设计或对已有系统的简单改进，不会影响产品系统的整体结构情况。

这类发明不需要任何相邻领域的专门技术或知识，问题解决主要凭借个人的知识和经验。

例如，通过增加玻璃的厚度来减少热损失，起到更好的保温效果。用大卡车代替小卡车来降低运输成本，改善工作效率等。

据统计，大约有32％的发明创造或发明专利属于第一级发明。

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第二级：小型发明。

是通过解决一个技术矛盾对已有系统进行少量改进或系统中某个组件发生部分变化，以定性方式改善产品。

这类问题的解决主要采用行业内已有的理论、知识和经验，通过与同类系统的类比即可找到新的解决方案。

例如，将榔头的手柄造成中空的，可以用来储藏钉子，给使用带来方便等。

约有45%的发明创造或发明专利属于第二级发明。

第三级：中型发明。

对已有系统的根本性进行改进或系统中几个组件发生全面变化，大概要有上百个变量的改善。

这类问题的解决需要采用领域外的知识和方法，但不需要借鉴其它学科的知识。

例如，水性圆珠笔、登山自行车、无线鼠标等。

约有19％的发明创造或发明专利属于第三等级。11

第四级：大型发明。

是采用新的原理对已有系统基本功能实现创新，从而创造出新的事物。

这类问题的解决主要是从科学的角度而不是工程的角度出发，充分利用科学知识、科学原理，综合其它学科领域知识实现新的发明创造。

例如，内燃机、集成电路、电脑等。

大约有3.7％的发明创造或发明专利属于第四级发明。

第五级：特大型发明。

这是最高级的发明，主要指那些罕见的科学原理，一般是先有新的科学发现，然后才有广泛的科学运用。

这类问题的解决主要是依据自然规律的新发现或科学的新发现。

例如，蒸汽发动机、飞机、激光等。

大约有0.3％的发明创造或发明专利属于第五级发明。12 4.发现与发明的关系

（1）发现与发明的区别

发现是发觉或查明客观世界本来就存在但不为人知的事物或规律，是一个探索与揭示的过程，是认识世界的过程。

发明是利用自然规律和技术手段创造出前所未有的事物或方法，是改造世界的过程。

发明与发现的最大区别在于：发明是创造新事物的过程；发现是揭示未知事物的存在和属性的过程。

牛顿发现万有引力、门捷列夫发现元素周期规律、法拉第发现电磁感应现象、伦琴发现X射线、居里夫人发现钋和镭的天然放射性现象、汤姆逊发现电子等等对人类的贡献是重大发现而不是发明。13

为了鼓励发明创造，推动发明创造的应用，提高创新能力，促进科学技术进步和经济社会发展，国家专门制定了《专利法》，保护专利权人的合法权益。 《专利法》所称的发明创造是指发明、实用新型和外观设计。其中，

发明是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。

实用新型是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。

外观设计是指对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。

依据《专利法》，只有具备新颖性、创造性和实用性，并符合专利法规定的其他条件的发明创造，才属于专利保护的智力成果，可以依法取得专利权。

但按照《专利法》第二十五条规定，科学发现是对自然界中已经客观存在的未知物质、现象、变化过程及其特性和规律的发现和认识，本身不是一种技术方案，不能直接实施用以解决一定领域内的特定技术问题，不属于专利法所说的发明创造，因而不被授予专利权。14

（2）发现与发明的联系

尽管发明和发现有本质的区别，发明创造不同于科学发现，但它们从来都不是相互分离的，而是存在密切的联系。

科学发现是立足于弄清客观存在的事物，查明物质世界的特性、现象和规律，从而创造出新知识和新理论。

科技发明是着眼于创造出新事物和新方法。重大发明往往是需要科学理论知识或科学技术原理支撑的，发明创造的事物和方法也必须符合科学原理。

因此，重大的科学发现往往会导致一系列新的发明。同样，有价值的重大发明也可能引起科学上的重大发现。

如，热力学规律的发现，促进了一系列蒸汽机的发明，特别是瓦特蒸汽机的发明，引起了第一次工业革命。

电磁感应现象的发现，促进了发电机、电动机、电话机、无线电报等电气设备的发明，从而引发了第二次工业革命。

浮力定律的发现，促进了轮船和潜艇的发明，推动了航海事业的发展。

英国病理学家弗洛里在弗莱明发现青霉素的基础上发明了一种划时代的新药——青霉素制剂，挽救了千千万万人的生命。

所以，发现是发明的重要源泉和理论依据。

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当然，规律可以超越时代被发现，但所发现的规律并不代表可以立刻被利用来发明东西。发明创造与技术创新之间通常存在一定的滞后期，历史上重大技术创新与发明之间的滞后期见表10-2。16三、创造性活动与创造力

创造是指为社会提供新的、独特的、有价值的产物的活动。创造出来的东西应该是前所未见的，同时具有一定的社会意义和价值的。因此，古往今来在科学上的发现、技术上的发明、文学艺术上的创作都是创造性的活动。创造性活动包括发现与发明两种方式，真正的创造性活动总是给社会产生有价值的成果，人类的文明史实质上就是创造性活动的发展史。

当然，人类的创造性活动与创造力密不可分，创造力是产生新思想、发现和创造新事物的能力，是顺利完成创造性活动所必需的心理品质，也是知识、智力、能力和优良个性品质等多种因素的综合表现。一个人是否具有创造力，能否创造新概念、新理论、新方法，能否发明新技术、新设备、新产品，能否创作新作品，是区分一个人创造力水平高低、区分人才层次的重要标志。据世