On Transforming Technology Accumulation Experience into Invention Patent
韩崇山(厦门攸信信息技术有限公司，福建厦门361006)
Han Chong-shan(Xiamen UMS information Technology Co.,LTD.,Fujian Xiamen361006)
摘要：该文结合人类过往的发明历史，把握发明的主线概念，抓住发明的典型案例，阐述发明的原理，逐步给出发明相关的重要推论。 关键词：发明；专利；发明史；原理；推论
中图分类号:G306文献标识码：A文章编号：1003-0107(2019)12-0061-04
Abstract:This paper combines the history of human invention,grasps the main concept of invention,grasps the typical cases of invention,expounds the principle of invention,and gradually gives the important deduction related to invention.
Key words:Invention;Patent;History of invention;Principle;Deduction
CLC number:G306Document code:A Article ID：1003-0107(2019)12-0061-04
0引言
笔者曾经也是一名发明专利小白，因为企业的发展需要，每位技术骨干都有一定的发明专利指标，目的是为公司的研发方向布局。 和大多数企业中的工程师一样，刚开始接到这种任务也是一脸茫然。最担心的是，费了很大的时间，冥思苦想，最后却连一个指标也没完成。
古语云：失之桑榆，收之东隅。如果怀着一种学习的态度，去学习跟发明专利相关的知识、原理和案例，即使最终没有达成发明指标，至少也学到了东西，没有白白浪费时间。
所以，笔者阅读了的《发明年表》，中央编译出版社的《发明简史》，美国《大众机械》评选的《101种改变世界的小器具》，及一些跟智能制造、专利法相关的文章或者纪录片。并做了一些相关的笔记。
这期间的学习，派生了很多思考，也结合了工作中的一些经验，写了不少发明专利的申请，并已有发明专利获得了授权。
笔者将这些经验，做了些整理，希望从一个非专利圈人士的角度，可以和同样面临发明专利申请压力的同仁们，一起探讨对发明的理解。
1发明的三要素提炼
1.1创造性的浓缩是划时代
不是什么新东西都可以称为发明。发明和实用新型最重要的区别就是创造性。人类最早的发明，是旧石器时代的石器工具，如用来砍砸的石刀、石斧。这是最简单的发明，最能体现发明的核心概念。
为什么石刀、石斧可以称之为发明呢？是什么概念让石头变成了发明？
即使是自然界普通的石头，也是可以用来砍砸的，把一块石头打磨出锋刃，就变成了石刀、石斧。区别在于，前者不具备后者整齐锋利的刃面。前者是自然属性，后者是人工属性。后者属性超越了前者。人类第一次制造和使用了工具，显著提升了生产力。这一事件是划时代的。
同样是砍砸工具，青铜剑也是砍砸工具，原理看起
认证与实验室
作者简介：韩崇山(1979-)，男，学士学位，研究方向为工业互联网和民用物联网。
2019年第12期(总第393期)电子质量
来是一样的，貌似没有创造性，那青铜剑算是发明吗？
青铜器是铜和锡做成的合金。合金的硬度显著大于纯铜和纯锡，因而适合锻造。人类自从有了青铜器的制造工艺，就可以根据需要，锻造出合适长度、大小、形状的青铜剑。这种合金的组合属性，是单一金属自然属性所不具备的。从短小的石刀到修长的青铜剑，人类大大提高了工具的可塑性，丰富了工具的多样性，显著提升了生产力，这一事件仍然是划时代的，因而青铜剑也是一个发明。
1984年，日本京瓷公司发明了陶瓷刀。陶瓷刀能做的事情，金属刀也都能做。但它具有轻便、不生锈、不与食物产生化学反应、耐磨、永久锋利等诸多独特优点，综合指标很好，是一个最优解，这是前所未有的改善，所以也堪称发明。
那如何才能简单说明，什么样的产品，才能称得上具备创造性呢？
我国专利法第二十二条第三款对于发明所应具有的创造性规定如下：
创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
虽然专利法明确定义了创造性，但是这个定义是公认的、带有一定主观性的判断。这就给发明小白们带来了一定的混淆和困惑。因为没有一种通用的认识论，可以覆盖多样性的问题。但是有一些简单的方法，是通用的，这里的方法就是"浓缩"。我们可以把"创造性"浓缩为"划时代"。
即，如果某个产品，它引入的新原理、新材料、新结构，可以为某一问题类的解决方案，融入前所未有的概念，且是某种情形下的当下最优解。它足以让人耳目一新，有一种"划时代"的感觉。这样的产品，无疑是具备创造性的。 历史上一些极其重要的划时代的发明还包括有：工业革命的精华--蒸汽机、内燃机、发电机，信息革命的精华--电子计算机、集成电路。
总之，申请发明的时候，一定要想想，你的发明是否独具概念或者独具最优解，并且突出这些要素。如果能给审查员一种"划时代"的感觉，你的创造性就基本通过了。
1.2实用性的浓缩是痛点
我国专利法第二十二条第四款对于发明所应具有的实用性规定如下：
实用性，是指该发明或者实用新型能够制造或者使用，并且能够产生积极效果。
很少会有发明申请，因为不满足实用性被审查员驳回。基本上，只要不违反科学规律，是一个严肃的申请，就会被认为有实用性。那是不是意味着实用性这一条款，我们可以不重视呢？
恰恰相反，如果发明申请是针对某个痛点解决问题，将会给创造性加分。既然是痛点，除非匠心独运不能轻易解决，自然就包含一定的创造性。
例如，1897年瑞士人查尔斯.埃尔森纳发明了瑞士军刀，它通过巧妙的弹簧结构，将多种金属工具组合起来。从我国现行专利的判断标准来说，它只是一个相对简单的组合结构，似乎只能算是一个实用新型。但它有效地解决了，当时士兵作战和驻扎生活，既需要有不同类型工具，又不希望携带麻烦，又希望节约空间、使用安全等痛点，这是当时绝无仅有的设计，匠心独运，所以它被公认为是一件伟大的小物件发明。
类似的发明还有：
公元前3500年：苏美尔的手推车，轮子和车身结合，滚动摩擦力替代了滑动摩擦力，简单却解决了搬运的痛点；
公元前2800年：印度谷莫衡乔达罗的钮扣，一开始只是一个贝壳做的护身符，上面雕刻了两个孔，它利用了横面进去、竖面卡位，实现了不对称的开关功能，有效解决了衣服的开合痛点；
公元前2600年：印度河流域第一次出现了人造污水管道，利用管道的封闭性，重力的引导，将污水注入外河。古罗马能够建设成近百万人口的大城市，下水道系统功不可没。它有效地解决了大城市的排污痛点。
诸如此类的实用发明还有，弓箭、火柴、拉链、茶叶袋、弹床、灯塔、交通灯、方便面、乳罩等等，都是看似简单组合，却解决了极其现实的痛点问题，其中若干细节也是颇具匠心独运的创造性。
总之，申请发明的时候，一定要到并突出阐述发明要解决的痛点问题。审查员如果认为该痛点很有解决的价值，并且认为你的方案是最优方案，内心就会希望通过你的发明。
1.3新颖性的浓缩是--新材料
我国专利法第二十二条第二款对于发明所应具有的新颖性规定如下：
新颖性，是指该发明或者实用新型不属于现有技术；也没有任何单位或者个人就同样的发明或者实用新型在申请日以前向国务院专利行政部门提出过申请，并记载在申请日以后公布的专利申请文件或者公告的专利文件中。
其实很多申请者，是不缺发散思维的，他们经常会
有很多想法，但是拦住他们的第一道门槛是，已经可以在专利检索网站，搜到相同或者非常类似的专利了。
已有相同的专利思路，意味着候选思路已经不具备新颖性了；非常相似的专利，意味着原理、材料、结构都差不多，候选思路已经没有创造性了。新颖性是摆在创造性之前的先决关卡，要想申请发明，首先得保证新颖性。但这恰恰是申请者最大的痛苦之处，仿佛所有的想法，都早已经被人想到了。
一个新颖的发明，无非是新原理、新材料、新结构。尤其是应用了新材料，通常会关联新的原理和新的结构。这个新，是相当于已有的解决方案。新材料，既可以来自于前沿，也可以来自于经典。
1892年，英格兰科学家杜瓦发明了热水瓶，而在此之前，液体的保暖途径，只能是放在瓶子里，然后用被子盖起来。他抓住了热散失的三种途径，对流、传导、辐射。对流采用瓶塞密闭，传导使用真空隔层，辐射采用反射涂料。他全面应用了热散失的理论，用到了相应的三种材料，尤其是真空隔层和反射涂料富有新意，得到了深度个性的产品，保证了新颖性。
1845年英国土木工程师罗伯特·汤姆森发明了充气轮胎。在此之前，自行车轮胎都是木轮或者实心胶轮。汤姆森在用橡胶水管浇花的时候，从橡胶的弹性得到了联想，他先用水填充橡胶管，但这种材料太重，而最轻的填充材料是空气，最终他调试成功，制成充气轮胎，带动了自行车、汽车等有轮车的兴起。两种撑起车轮的新材料，让他申请到了发明专利。 类似地，耳朵扣听->听诊器，煤气内燃机->汽油内燃机->柴油内燃机，蒸汽机车->内燃机机车->电机车，胶片照相机->数码相机，石墨细条->纸卷铅笔->木质铅笔->活动铅笔，水泥->混凝土->钢筋混凝土，滑板->自平衡车等等，新材料都在发明中起到关键作用。
新材料是一个国家科技的核心竞争力，在央视财经频道的《创业英雄汇》节目中，新材料项目也往往得到投资人的追捧。和新材料相关的发明也是最重要的爆发点。很多发明之所以不够"新颖"，就是换汤不换药，只是以为自己用了一个新的原理、新的结构，就可能是一个发明，但是在老材料上的优化，基本上都被前人反复调试，尝试殆尽，很难有什么新意的。
总之，要保证发明构思的新颖性，就要经常关注新兴材料，如各类新型的性能材料、传感器、仪器；也要关注前沿科技进展和理论进展，因为这些进展也容易出现新材料。构思发明的时候，要多多考虑能否用上这些新材料。2发明是如何发生的？
2.1发现和调试
用一句话概括工业革命之前的所有发明的最显著特点，是发现和调试。
用一句话概括所有发明的共同特点，是调试。
人类生存的第一项重要发明，就是用火。火给人们明亮和温暖，驱走毒虫和野兽，烤熟食物消灭有毒和
敏感物质，大大提高了人类的生存质量，大大延长了人类的寿命。
人类是如何掌握用火的呢？一种公认的说法是，人类先发现了自然火，雷电击中树木起火，熔岩起火等，然后人类调试和掌握保留自然火种，遮挡风雨，构建火堆；人类还发现了某些矿石相击会产生火花，摩擦木头会发热，联想到火的火花和热量，然后人类调试这些火花和摩擦，使之趋于极致，让火花和最容易燃烧的植物绒毛接触，寻更容易摩擦的木头和工具，产生最大的摩擦热，最终掌握了火石取火、钻木取火、锯木取火等。发现只是一个源头，发现不是发明。只有不断地调试，才能有更多的发现，才能打磨产品，才能改造自然界的事物，使之超越自然属性，创造前所未有的人工属性、组合属性、融合属性，从而产生新的发明。
历史上，最经典的调试就是爱迪生发明电灯。当时，已经有多人投身于电灯的研发，并逐渐明确了真空灯泡的意义，就只差灯丝了。其中英国的斯万先于爱迪生30多年研究灯丝，到了1881年斯万的灯泡已经量产。爱迪生在调试过上千种材料后，从杂志得知斯万用碳丝做灯丝的报道，也加大对碳丝的调试力度，尝试过碳化棉丝，碳化竹丝，最终让灯丝可以工作半年以上，实用性更强。后来爱迪生的通用电气公司旗下工程师威廉·柯立芝、欧文·兰米尔等人，继续调试灯丝的材料，又出现了钨丝、缠绕碳丝、灯泡填充氮氩等改进，直到变成现代白炽灯。人类的调试依然没有停止，后来还出现了发冷光的荧光灯、贯穿力强的金属蒸汽灯等等。
历史上还有很多发明，是出自一线技工的反复调试。
他们有些是有目的地调试，得到了目标发明，比如发明活字印刷的中国印刷铺工人毕升、发明听诊器的法国病理学家勒内克、发明木制铅笔的美国木匠威廉·门罗，发明望眼镜的荷兰眼镜匠人利珀希，发明的商公子诺贝尔等等。
这些发明，其他人也可能构思过。但是人们只认做出实用产品的人，一线技工有这个反复调试的职业便利。有些科学家可能在实验室做出来了雏形，因为技术能力不够，资金不够，调试不足，产品不够成熟，看不清前景，因而没有申请专利或者放弃专利，因为申请和维
2019年第12期(总第393期)电子质量
持专利还要不少付专利费。比如钢丝录像机的发明者俄国科学家日乔鲁夫，既没有实施他的发明，也因无法支付专利年费而放弃专利。
还有些人，是在调试中，有了意外的发现，因而申请了发明专利。比如军医弗莱明培养细菌，意外发现能杀死细菌的青霉素；雷达工程师波西·斯潘塞实验中，意外发现微波能加热巧克力，发明了微波炉；可口可乐是治头痛药的意外副产品；改良螺旋桨，源于意外发现螺旋桨断裂后更快；合成染料是合成奎宁的意外发现；不锈钢是从被抛弃次品中重新捡回来的。
总之，一线调试是靠近发明的重要手段，甚至调试的副作用也诞生了很多有价值的发明。
2.2思路的构建
正如2.1中所示，调试是历史上发明的最主要手段。但是现行的国内发明申请制度，却只要求有设计图和文稿，不要求做出来演示，就可以申请发明；很多企业员工，也没有时间充分调试；很多专利是需要提前布局的，不能等产品做出来才申请。
所以有些发明是脱离已有产品、凭空构想的。很多民间发明家，在苦苦调试追求成功的那一天，而另外一些人却只是动动笔就获得发明专利了。
这些也说明了发明的构思很重要。那么，发明的思路如何构建呢？
回望历史，发明跟调试是永远无法脱离关系的，但是调试的门槛却在不断地提高，传统的发明路径，逐渐被遍历穷极。从第一次工业革命开始，科学理论蓬勃发展，发明家需要有更多的科学理论储备，需要系统化的学习和交叉领域的学习，才能进入发明的前沿领域。例如，蒸汽机需要物理热动力学的知识，麻醉剂需要化学、药学知识，发电机需要电磁学的知识，测谎器需要人类生理学、心理学知识，汽车、地铁需要系统化的工程知识，航天飞机、、电子计算机，更是一个人无法完成的浩瀚工程。
丰富的科学理论，作为发明思路的重要一环，往往需要大量的时间投入才能融会贯通。这就要求我们要重视科学理论的学习，活到老、学到老，不断提高科学素养和理论储备。
不仅是调试的知识门槛提高了，调试的发现门槛也提高了。显微镜、天文望远镜、声呐仪、CT扫描仪等先进仪器的发明，让人类有了超越五官的发现能力。学习和掌握这些仪器，才能发现更隐蔽的线索或者验证人类的猜想，推动发明思路的流转。
但即使是掌握了先进的科学理论、仪器，还是只有最少数的一些人可以做出发明，另一些人只能扮演专家的角，这是为什么呢？
有些人可能是因为智商特别高，这种先天的东西，没有讨论的必要，但总会有一些人，是普通智商的，那么几率为什么发生在这些人身上？这可能说明发明的思路，还有其他环节构成。在一些思维的岔口上，一个人向左，一个人向右了。
思路选择的不同，从哲学上，就是口诀的不同。
口诀是一些重要推论的警句版本，简短精炼，朗朗上口，遇到问题类时，容易想起，可以指导思维，实现边感知、边预测的能力。比如一些价值观和方法论的口诀。
的发明者玛格丽特·桑格，她建立了世界上第一个计划生育咨询中心，积极推行计划生育。计划生育和当时社会的主流价值观相违背。她甚至被警察逮捕，投入监狱。但她始终认为"计划生育是有必要的"，并驱动科学家为她研制和规避副作用。这就是典型的独特价值观构建的发明思路。这种价值观推动的发明，和初心推动的创业非常相似，后者诞生了各式各样的公司。
集成电路的发明者，美国的电气工程师基尔比，他要尝试设计高速电脑的电路。这是全世界乃至美国军方的热门课题，但是没人造得出所需的大量配线和焊接接头。而基尔比相信"不排除任何可能性"，这是一种思路回溯的方法论，不会丢失所有可能的思路。既然配线和接头多，难以实现，他不对"难以实现"做逆向思维，而是对"配线和接头"做逆向思维，直接考虑取消配线接头的设计，将所有电路元件用相同的方法，刻在同一个硅晶片上，大大收敛了工艺的复杂度。他也因此获得了诺贝尔奖。
可见，价值观和方法论，也是影响发明工作者构建思路的重要因素。我们上学时，教材和老师，只会教我们基本的原理，还有很多细节可以提炼推论，形成口诀，包括知识的推论、思维的推论、意识流的推论、价值观的推论、方法论的推论。这些具体的推论基本不会写到教材里，那会使得教材很厚；也基本不在上课时候讲，因为这样会让课时冗长，还会湮没重点。但是这些推论的掌握的多少和熟练程度，却是尖子生和普通学生的根本差距。
3结束语
总之，砸时间学习科学理论、使用仪器、啃细节提炼推论口诀，都是构建发明思路的重要因素。
跟发明直接相关的口诀，可阅读引言中的发明史资料提炼。所谓"以史为鉴，就是站在巨人的肩膀上嘛。"--开个其实很正经的小玩笑。当然也可以通过笔者这篇缩微文章来提炼，这就是笔者写这篇文章的目的。
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