吳 紅

(上海交通大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，上海 200240)

長(zhǎng)期以來(lái)，不同領(lǐng)域的學(xué)者均十分關(guān)注發(fā)明問(wèn)題。技術(shù)史家關(guān)心發(fā)明的變遷過(guò)程，經(jīng)濟(jì)學(xué)家關(guān)注發(fā)明活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，法學(xué)研究者探索專(zhuān)利事務(wù)中的糾紛，傳記研究者更多的強(qiáng)調(diào)發(fā)明家個(gè)人在發(fā)明中的作用以及發(fā)明家的發(fā)明熱情和潛力對(duì)發(fā)明產(chǎn)生的影響，社會(huì)學(xué)家則尋求發(fā)明與社會(huì)之間的相互影響，等等。這些研究大體上可以分成兩大類(lèi)，即發(fā)明的內(nèi)部解釋和外部解釋。發(fā)明的外部解釋關(guān)注發(fā)明的社會(huì)影響，發(fā)明的內(nèi)部解釋則側(cè)重于對(duì)發(fā)明動(dòng)力的思考。

技術(shù)哲學(xué)中一個(gè)比較經(jīng)典的問(wèn)題是技術(shù)變遷背后的驅(qū)動(dòng)力是什么？有人認(rèn)為是發(fā)明家天賦的獨(dú)特創(chuàng)造力，他們總是試圖擺脫已有的限制，超越看似不可能的事情。有人認(rèn)為，“需求是發(fā)明之母”，但是其中不乏一些激發(fā)人們新的需求的發(fā)明反而是需求之母。在過(guò)去的一百年，很多人斷言發(fā)明是科學(xué)的應(yīng)用[1]，但是，現(xiàn)代技術(shù)發(fā)明顯示，發(fā)明又不僅僅是科學(xué)的應(yīng)用?？v觀(guān)技術(shù)發(fā)展史，似乎直到19世紀(jì)，科學(xué)和技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)都比較微弱，技術(shù)變遷主要是由實(shí)踐中的工匠完成的，而非科學(xué)家[2]。還有一些學(xué)者認(rèn)為，發(fā)明是社會(huì)文化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，當(dāng)社會(huì)文化遺產(chǎn)和技術(shù)遺產(chǎn)都具備的時(shí)候，某項(xiàng)發(fā)明的出現(xiàn)就是不可避免的[3]。不管怎樣，發(fā)明的產(chǎn)生和使用都是在一定的環(huán)境中進(jìn)行，而環(huán)境因素時(shí)刻在改變，并且通過(guò)影響發(fā)明者作用到發(fā)明成果上。

為什么環(huán)境因素在發(fā)明活動(dòng)中有如此重要地位？發(fā)明者和他們的資助者面對(duì)的所有因素都在產(chǎn)生影響，眼前的快速改變則產(chǎn)生特殊意義一方面，盡管改變是微弱的，但是它們或許充當(dāng)了扳機(jī)或者促發(fā)要素，不管它們的發(fā)展是否達(dá)到一定程度，多重因素所帶來(lái)的隨機(jī)影響要比單個(gè)因素產(chǎn)生的影響要大得多；另一方面，這些因素引起關(guān)注，并激發(fā)出人們努力去滿(mǎn)足新的狀況，這種影響要比同等份量的因素市場(chǎng)的緩慢影響要強(qiáng)的多[4](P47)。

發(fā)明所處的社會(huì)環(huán)境涉及多種因素，比如人口數(shù)量的變化，社會(huì)文化的改變，自然環(huán)境的驟變等。發(fā)明和社會(huì)環(huán)境的變化有著密切的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，是人類(lèi)在特定條件下調(diào)試和自然環(huán)境相適應(yīng)的努力的結(jié)果。

一、人口數(shù)量的增加刺激發(fā)明

許多發(fā)明對(duì)人口的數(shù)量和分布具有重要的影響?；鸬氖褂脺p少了人口死亡率，因?yàn)榛鹂梢则?qū)逐猛獸并且在寒冷的地區(qū)幫助人類(lèi)取暖。許多后來(lái)的發(fā)明同樣增強(qiáng)了人類(lèi)的健康和提高了生活水平，降低了死亡率并且影響了人口的集中或分散。尤其近幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，如果沒(méi)有成功的技術(shù)變遷，人口的翻倍增長(zhǎng)幾乎是不可能的。通常我們都認(rèn)可成功的技術(shù)變遷對(duì)人口數(shù)量有重要的影響，但是發(fā)明和人口的相互關(guān)系的另一個(gè)方面即人口數(shù)量的增長(zhǎng)對(duì)發(fā)明的影響引起的關(guān)注較少。人口增長(zhǎng)引起以下幾個(gè)方面的需要并促進(jìn)相應(yīng)發(fā)明的產(chǎn)生。

第一，提供基本生活物質(zhì)的技術(shù)，包括農(nóng)業(yè)、能源的開(kāi)采、建筑等生產(chǎn)技術(shù)。盡管不可能在每一個(gè)發(fā)明案例中詳細(xì)的指出發(fā)明環(huán)境如何導(dǎo)致了重要發(fā)明的產(chǎn)生，但是毫無(wú)疑問(wèn)的是發(fā)明是人類(lèi)生存需要而產(chǎn)生的結(jié)果。地球上天然生產(chǎn)的物品不足以維持人類(lèi)生存時(shí)，饑餓刺激人們天賦，讓他們變成獵人或者漁夫，在漫無(wú)邊際的平原上進(jìn)行投擲捕獵，在水邊進(jìn)行打漁。當(dāng)人口不斷增長(zhǎng)的時(shí)候，有限的資源不能滿(mǎn)足人們的生存，同樣的需要導(dǎo)致更進(jìn)一步的改進(jìn)。首先是對(duì)原始物種進(jìn)行種植，之后對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行人為加工，最后進(jìn)行精煉培植，同時(shí)伴隨出現(xiàn)的是這個(gè)過(guò)程中對(duì)應(yīng)需要的機(jī)械發(fā)明。這個(gè)過(guò)程在當(dāng)前的作用和原始時(shí)期大致相同，我們種族的自然進(jìn)步也是沿著大致相同的方向。因此，早期人口的增加促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前人口的增長(zhǎng)則刺激了很多發(fā)明人的頭腦，這可以說(shuō)是發(fā)明的直接原因，是人類(lèi)為了活著、為了更好的生活狀況而產(chǎn)生的自然的需要[5]。

人類(lèi)發(fā)展歷史中絕大部分的技術(shù)發(fā)展都是為了滿(mǎn)足人們生存的需要，只有極少的一部分和近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)的部分發(fā)達(dá)地區(qū)的某些技術(shù)發(fā)明的出現(xiàn)是為了滿(mǎn)足人們奢侈的需要。人們的生存和生活需要解決溫飽的衣物和食物，需要擋風(fēng)遮雨的房屋，需要輸送人和物品的交通，需要為了得到這些物質(zhì)和技術(shù)所必需的生產(chǎn)技術(shù)。這些技術(shù)發(fā)展的同時(shí)還相應(yīng)衍生很多附加的技術(shù)，比如盛食物的器具，保存食物的冰箱等。所有的發(fā)展都需要能源，于是相對(duì)應(yīng)于能源的開(kāi)采和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的技術(shù)就成為必需的。英國(guó)在維多利亞時(shí)代需要更多的能源，煤炭成為主要的能源，但是煤礦開(kāi)采遇到地下水層，如果沒(méi)有抽水設(shè)備就無(wú)法進(jìn)行更進(jìn)一步的煤炭開(kāi)采，在這種情況下，蒸汽機(jī)的發(fā)明就成為不可避免的了。

第二，隨著人口增加，人群聚集居住的地區(qū)擴(kuò)大，需要相應(yīng)的遠(yuǎn)距離的交通和通信技術(shù)。人口增加擴(kuò)大了居住的范圍，城市不斷向外擴(kuò)展。同時(shí)隨著交通技術(shù)的發(fā)展，人們不再依靠?jī)蓷l腿來(lái)解決交通問(wèn)題，所以人們的活動(dòng)范圍日益擴(kuò)大，這種擴(kuò)大隨之帶來(lái)了遠(yuǎn)距離通訊技術(shù)的需要。雖然人類(lèi)面對(duì)面的交流主要靠語(yǔ)言，但是遠(yuǎn)距離的通訊暴露出語(yǔ)言交流的不足。人類(lèi)一開(kāi)始的時(shí)候并沒(méi)有語(yǔ)言，人們依靠逐步發(fā)明的符號(hào)來(lái)進(jìn)行思想和情感的表達(dá)，遠(yuǎn)距離通訊技術(shù)就是探索如何將能夠代表人們思想的符號(hào)傳遞出去。隨著快節(jié)奏的生活和生產(chǎn)模式的出現(xiàn)，人們要求精準(zhǔn)的即時(shí)通訊，所以通訊技術(shù)的發(fā)明一直是技術(shù)發(fā)展史上一個(gè)重要的主題。大眾最廣泛需要的是常規(guī)的遠(yuǎn)距離通訊，于是信件、驛站、郵票、郵局等傳統(tǒng)的通訊手段成為主要方式。19世紀(jì)以來(lái)，人們需要更遠(yuǎn)更快的信息傳輸，所以電報(bào)電話(huà)技術(shù)成為許多大公司企業(yè)研發(fā)中心競(jìng)相追逐的發(fā)明，這種局面一直持續(xù)到當(dāng)前。

第三，人口平均壽命的提高需要先進(jìn)的增進(jìn)健康的技術(shù)。增進(jìn)健康是社會(huì)發(fā)展到一定程度后人類(lèi)產(chǎn)生的更高一級(jí)的需要。當(dāng)前，改善健康是一個(gè)重要的社會(huì)目標(biāo)，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人明顯的得益于當(dāng)前的健康條件的改進(jìn)[6]。增進(jìn)公共健康始于19世紀(jì)中期的歐洲、美國(guó)和其他一些地區(qū)。最初的進(jìn)步是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)觀(guān)察什么方式有效，到1900年，熱帶醫(yī)學(xué)開(kāi)始產(chǎn)生重要影響。但是直到20世紀(jì)40年代，幾乎所有的改進(jìn)只在幾個(gè)有限的富裕的地區(qū)，比如南歐和東歐國(guó)家。重大的改進(jìn)公眾健康的進(jìn)步出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代以后，這里面主要有以下四個(gè)方面的原因一是，全球范圍內(nèi)醫(yī)藥發(fā)明的浪潮，主要以青霉素這一抗生素的發(fā)明為開(kāi)端。二是，DDT (Dichloro-diphenyl-trichloroethylene，二氯二苯三氯乙烷)的發(fā)明，有效抵抗瘧疾的侵害。三是，世界衛(wèi)生組織(World Health Organization ，WHO)的建立，極大的促進(jìn)了醫(yī)療和公共衛(wèi)生技術(shù)擴(kuò)展到較為貧窮的國(guó)家。四是，國(guó)際價(jià)值的改變[7]。在阿西莫格魯(Daron Acemoglu)和約翰遜(Simon Johnson)總結(jié)的這四個(gè)要素中，前兩個(gè)方面都涉及到新醫(yī)藥的發(fā)明。

發(fā)明還具有“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”的效應(yīng)。一個(gè)革命性發(fā)明的出現(xiàn)會(huì)引起其他發(fā)明人轉(zhuǎn)向這個(gè)新的領(lǐng)域，引起本領(lǐng)域更多的發(fā)明。弗萊明(Fleming)在20世紀(jì)30年代分離出青霉素，青霉素的發(fā)明引發(fā)了一波發(fā)現(xiàn)其他抗生素的浪潮，包括鏈霉素、氯霉素、金霉素和土霉素。藥品的發(fā)明和應(yīng)用必然刺激相應(yīng)的藥品生產(chǎn)、保存、使用等衍生的發(fā)明。

人口的增加對(duì)于發(fā)明的刺激除了以上幾個(gè)方面以外，還涉及到人們的娛樂(lè)、消費(fèi)、休閑等提高生活質(zhì)量的需要，這些需要刺激發(fā)明人無(wú)限的探索欲望，由此引起了過(guò)度的技術(shù)依賴(lài)和資源消耗。這種依賴(lài)進(jìn)一步激發(fā)了發(fā)明和創(chuàng)新，這種不斷的循環(huán)究竟是好事還是壞事，其結(jié)果很難預(yù)知。

二、技術(shù)本身的發(fā)展與擴(kuò)散

在人類(lèi)發(fā)明的早期階段即設(shè)想和概念的產(chǎn)生階段，需要一些用戶(hù)輸入信息以確定市場(chǎng)的需要在哪里，抽取出需要的本質(zhì)并建立起滿(mǎn)足需要的概念。但是，企業(yè)或者投資者對(duì)用戶(hù)的需要的感知是比較微弱的，因?yàn)橥ǔ?lái)說(shuō)，很多潛在的用戶(hù)對(duì)一個(gè)產(chǎn)品在發(fā)明階段的影響輕若發(fā)絲，對(duì)激進(jìn)發(fā)明則更甚于此[8]。萊特兄弟飛機(jī)試飛的成功，并沒(méi)有刺激人們的需要，就連最有遠(yuǎn)見(jiàn)的用戶(hù)也沒(méi)有看到他們有可能需要這樣一種空中交通服務(wù)來(lái)進(jìn)行郵政或者載客業(yè)務(wù)。但是飛機(jī)在兩次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)了兩次重大飛躍，這是社會(huì)環(huán)境的變化對(duì)飛機(jī)這一新發(fā)明的激勵(lì)。

吉爾菲蘭(S. C. Gifiilan)一直關(guān)注發(fā)明的原因，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)明者面對(duì)的環(huán)境改變時(shí)，發(fā)明通常也會(huì)適應(yīng)外界做出改變。外界因素包括技術(shù)的和非技術(shù)的因素，發(fā)明者及其伙伴會(huì)不斷累積新技術(shù)、新發(fā)明，這些技術(shù)和發(fā)明會(huì)成為未來(lái)發(fā)明的“已有技術(shù)”。所有這些部分都分別還有各自變化的要素，其中每一個(gè)要素發(fā)生改變都會(huì)激發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的改變[4](P6)。盡管這些改變有時(shí)很微弱，但對(duì)于發(fā)明而言，這些改變就像機(jī)槍的扳機(jī)，扣動(dòng)扳機(jī)即可觸發(fā)發(fā)明的產(chǎn)生。有時(shí)候，環(huán)境的改變還可以引起更多人的關(guān)注，從而激發(fā)人們對(duì)于發(fā)明的調(diào)適[4](P7)。

(一)新材料的出現(xiàn)

任何有形發(fā)明都基于一定的原材料。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)和發(fā)明新的原材料之后，和原材料相關(guān)的新技術(shù)就會(huì)被激發(fā)，從而引發(fā)行業(yè)性的發(fā)明集中出現(xiàn)。原材料分為原料和材料，原料主要是指取自于自然界的產(chǎn)品，比如木材、煤炭、石油等，對(duì)于原料的開(kāi)采所需的技術(shù)是人類(lèi)發(fā)展史上不間斷的探索內(nèi)容。材料則是人們加工過(guò)后的產(chǎn)品，材料的替換會(huì)引發(fā)產(chǎn)品的新特性。當(dāng)材料發(fā)生變化時(shí)，新的發(fā)明隨之出現(xiàn)，而且越是靠近當(dāng)前，材料的發(fā)明和替換舊材料而產(chǎn)生發(fā)明的兩個(gè)活動(dòng)之間的時(shí)間間隔呈現(xiàn)越來(lái)越短的態(tài)勢(shì)。

新材料的出現(xiàn)首先引起人們對(duì)其新的性能的關(guān)注，這些性能不僅可以彌補(bǔ)天然原料帶來(lái)的不足，而且可以給人們帶來(lái)新的感受，以此促進(jìn)具有新特性的發(fā)明的出現(xiàn)。比杰克(Wiebe E. Bijker)回溯了酚醛塑料的發(fā)明帶來(lái)的后續(xù)發(fā)明[9]。人類(lèi)長(zhǎng)期從自然界獲取樹(shù)脂、琥珀、蟲(chóng)膠等天然塑料，但是這些物品一直因?yàn)橄∩俣豢闯缮莩薜臇|西。19世紀(jì)中期，硫化橡膠的發(fā)明創(chuàng)造了新的市場(chǎng)。硫化橡膠的柔軟和絕緣性能滿(mǎn)足很多場(chǎng)合的需要，因此包裹橡膠的電纜線(xiàn)出現(xiàn)了，涂有硬質(zhì)橡膠涂層的手術(shù)器械和人造牙齒等都改進(jìn)了原有產(chǎn)品的性能。但是橡膠原料的短缺迫使人們尋找新的人造替代品。在社會(huì)多種力量的影響下，酚醛塑料被發(fā)明出來(lái)，汽車(chē)和無(wú)線(xiàn)電行業(yè)技術(shù)首先從酚醛塑料中獲益。之后，酚醛塑料產(chǎn)品的發(fā)明成為潮流，它成本低、輕便、便于攜帶、隔離空氣、產(chǎn)品外形優(yōu)雅等諸多優(yōu)點(diǎn)吸引著廣大發(fā)明人和消費(fèi)者，這種吸引力一直到今天都依然存在。

(二)新的功能部件的發(fā)明

一般來(lái)講，發(fā)明的最初結(jié)構(gòu)都是比較粗糙的，在發(fā)明被構(gòu)建之初，其結(jié)構(gòu)可能只是由幾個(gè)簡(jiǎn)單的零部件拼湊而成，但是它尚且能夠發(fā)揮基本的效應(yīng)。而后，發(fā)明人和使用者都會(huì)不斷的雕琢這個(gè)新結(jié)構(gòu)，通過(guò)更換材料，更換部件，讓這項(xiàng)發(fā)明日趨完善。

每一項(xiàng)發(fā)明都是由不同的功能部件組合而成的，隨著功能部件適用范圍的擴(kuò)大和使用頻率的提高，這些功能部件逐漸被固化、集成化、模塊化和獨(dú)立化，它們獨(dú)立生產(chǎn)加工，然后被組裝到一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)中。每一個(gè)部件都是通過(guò)工藝優(yōu)化分別加工。但是一旦技術(shù)系統(tǒng)中某些部件遇到了限制，那么這個(gè)系統(tǒng)就很難繼續(xù)向前發(fā)展。例如，筆記本電腦相比較臺(tái)式電腦的優(yōu)點(diǎn)就是便于攜帶，不連接電源線(xiàn)也可以便利的工作一段時(shí)間，于是筆記本所攜帶的電池成為筆記本中的一個(gè)重要部件。早期的筆記本采用的是鎳電池，但是鎳電池的缺點(diǎn)是占用空間大、質(zhì)量大。所以，當(dāng)人們研究出體積更小、質(zhì)量更輕的鋰電池的時(shí)候，筆記本的電池部件進(jìn)行了替換。更進(jìn)一步，鋰電池又分為鋰離子電芯和鋰離子聚合物電池，鋰離子電芯電池是由數(shù)個(gè)圓柱體的鋰離子電芯排放組合而成，其電解液為液態(tài)；鋰離子聚合物電池采用固態(tài)電解液，在與鋰離子電芯相同的電容量的情況下，鋰離子聚合物電池的體積更小、質(zhì)量更輕。當(dāng)發(fā)明人采用鋰離子聚合物電池的時(shí)候，筆記本電腦則可以做的更薄、更輕了。同樣的情況是，類(lèi)似的電池同樣影響了移動(dòng)電話(huà)和電動(dòng)自行車(chē)等技術(shù)的發(fā)展。

如上所述，發(fā)明人通過(guò)更換技術(shù)落后的功能部件來(lái)促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，這在阿瑟(W. Brian Arthur)那里被稱(chēng)為“內(nèi)部替換”，發(fā)明人采取兩種方式實(shí)現(xiàn)發(fā)明的內(nèi)部替換采取更好的設(shè)計(jì)或更深思熟慮的解決方案，或者天才的盜用競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的思路等；另一種方法是，用不同的材料，比如強(qiáng)度更大或熔點(diǎn)更高的材料進(jìn)行替代[10]。當(dāng)然，對(duì)某項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)不會(huì)因此而停滯，當(dāng)其中的某個(gè)功能部件被性能更優(yōu)的部件替代的時(shí)候，整個(gè)發(fā)明系統(tǒng)中可能會(huì)出現(xiàn)技術(shù)的“反向凸角”刺激發(fā)明者改進(jìn)整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)中的其它一個(gè)部分或一些部分，最終導(dǎo)致整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)向前發(fā)展。

(三)技術(shù)擴(kuò)散到新的文化背景中

發(fā)明只是技術(shù)發(fā)展的第一個(gè)步驟，發(fā)明完成之后，開(kāi)始進(jìn)入創(chuàng)新和擴(kuò)散階段。技術(shù)擴(kuò)散的范圍通常是由近及遠(yuǎn)。技術(shù)擴(kuò)散主要有三種途徑第一種是進(jìn)行貨物貿(mào)易；第二種是外商直接投資，在另外一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)；第三種是技術(shù)擴(kuò)散，最為直接的方法就是技術(shù)授權(quán)，授權(quán)給另外一個(gè)地區(qū)或國(guó)家的某個(gè)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)[11]。文化具有多樣性的特征，技術(shù)在擴(kuò)散的過(guò)程中有時(shí)候會(huì)遭遇文化差異的問(wèn)題。技術(shù)擴(kuò)散和文化多樣性之間的作用是雙向的一方面，技術(shù)擴(kuò)散會(huì)影響當(dāng)?shù)氐奈幕?。技術(shù)在傳播過(guò)程中，將一個(gè)地區(qū)的文化帶到另外一個(gè)地區(qū)，當(dāng)前世界范圍內(nèi)文化的多樣性和文化的傳播，在一定程度上都有技術(shù)傳播的作用。另一方面，也是學(xué)者較少關(guān)注的，就是新的文化促進(jìn)傳播來(lái)的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)新文化環(huán)境中人們的喜好。

文化多樣性對(duì)外來(lái)技術(shù)的影響多是緩慢的，因?yàn)榧夹g(shù)在被人們接納的過(guò)程中不斷的反饋信息，這些信息激發(fā)了發(fā)明人對(duì)產(chǎn)品的重新思考，而后才能進(jìn)入發(fā)明的過(guò)程。文化多樣性大多情況下會(huì)促進(jìn)改進(jìn)型發(fā)明的產(chǎn)生，發(fā)明人結(jié)合新的文化需要改進(jìn)已有的產(chǎn)品，或者將新的文化元素融入到產(chǎn)品中去。

三、自然災(zāi)難對(duì)發(fā)明的刺激

發(fā)明是為了調(diào)適人與自然之間的矛盾，人們經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)而非常規(guī)技術(shù)性活動(dòng)，從而產(chǎn)生出新思路、新方法、新技術(shù)和新設(shè)備的活動(dòng)過(guò)程。很多學(xué)者界定技術(shù)和發(fā)明的時(shí)候都會(huì)強(qiáng)調(diào)發(fā)明和技術(shù)主要解決人類(lèi)在自然界面前的問(wèn)題，例如社會(huì)學(xué)家伯納德(L. L. Benard)把發(fā)明分為三類(lèi)物質(zhì)發(fā)明(physical invention)、社會(huì)發(fā)明和方法發(fā)明，其中他認(rèn)為物質(zhì)發(fā)明是人與自然環(huán)境的直接調(diào)適媒介，有時(shí)也間接地調(diào)整有機(jī)體和社會(huì)與精神環(huán)境之間的關(guān)系，而方法發(fā)明則幫助人類(lèi)解釋和控制人類(lèi)和物質(zhì)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境之間的關(guān)系[12]。技術(shù)發(fā)展的歷史也證實(shí)了這一點(diǎn)，就是發(fā)明與自然環(huán)境之間一直保持緊密的關(guān)系。

自然環(huán)境變化有時(shí)緩慢，有時(shí)劇烈，自然災(zāi)難就是自然環(huán)境急劇變化的表現(xiàn)。自然災(zāi)難是自然環(huán)境對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生的快速、瞬間或者具有深刻影響的事件[13]。隨著全球氣候的變化，地球遭受的威脅日益明顯。許多氣候?qū)W家警告，全球變暖可能會(huì)增加極端天氣時(shí)間的頻率和強(qiáng)度，自然災(zāi)難的發(fā)生會(huì)持續(xù)增強(qiáng)，如干旱、熱浪、洪水和熱帶氣旋等。為了應(yīng)對(duì)自然災(zāi)難，人們努力進(jìn)行降低自然災(zāi)難影響的技術(shù)發(fā)明，以此來(lái)調(diào)整自然和人類(lèi)系統(tǒng)對(duì)實(shí)際的或預(yù)期的氣候刺激及其影響，從而減輕危害并開(kāi)發(fā)利用有益的機(jī)會(huì)。對(duì)應(yīng)于“減少風(fēng)險(xiǎn)的創(chuàng)新”一詞[14]，這樣的發(fā)明我們可以稱(chēng)之為“減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明”，也就是指發(fā)明一種新的、更有效的技術(shù)以幫助人們更好地應(yīng)對(duì)自然災(zāi)難和建設(shè)抵御未來(lái)沖擊的能力。減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明可以是基礎(chǔ)型的發(fā)明，給人們提供前所未有的新的預(yù)防和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)難的能力。減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明也可以是改進(jìn)型的，采用新的材料或者新的設(shè)計(jì)改進(jìn)已有技術(shù)，以便幫助人們更有效的與多種自然災(zāi)難做斗爭(zhēng)。本文選取中國(guó)近20年大地震對(duì)減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明的刺激作為研究案例，以此來(lái)說(shuō)明劇烈的自然環(huán)境的變化對(duì)發(fā)明產(chǎn)生的催生作用。

(一)數(shù)據(jù)選擇

地震是自然災(zāi)難中的一種，根據(jù)其破壞程度和震級(jí)分為不同的類(lèi)型，本文地震樣本選取7級(jí)及以上的到8級(jí)的大地震和8級(jí)及以上的巨大地震。大地震和巨大地震破壞力較大，給人們生活和生產(chǎn)造成重要影響，能夠引起明顯的發(fā)明動(dòng)力。因?yàn)榇颂幰疾斓氖堑卣鸬陌l(fā)生對(duì)發(fā)明的激發(fā)，發(fā)明人進(jìn)行發(fā)明活動(dòng)的時(shí)間過(guò)程我們無(wú)法統(tǒng)計(jì)，但是發(fā)明完成之后最快速的公開(kāi)時(shí)間是專(zhuān)利申請(qǐng)的時(shí)間，這也是自然災(zāi)難和發(fā)明之間最短的時(shí)間段，因此發(fā)明樣本選取在專(zhuān)利文獻(xiàn)的“摘要”中包含“地震”一詞的發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利，考察中國(guó)地區(qū)大地震、巨大地震和所申請(qǐng)的減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明之間的關(guān)系。

(二)數(shù)據(jù)分析

第一，關(guān)于專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量。根據(jù)圖1所示，在1995到2007年間，中國(guó)減少地震風(fēng)險(xiǎn)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量總體來(lái)說(shuō)較小，除了1996年出現(xiàn)一次246%的增幅，其余總體呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，直到2007年，當(dāng)年專(zhuān)利申請(qǐng)量只有293件。2008年出現(xiàn)了第一次較大的飛躍，當(dāng)年專(zhuān)利申請(qǐng)量攀升到936件，年度增幅269%。在經(jīng)過(guò)2009年的小幅度的下降之后，出現(xiàn)了2010年到2013年的連續(xù)增長(zhǎng)，這四年專(zhuān)利申請(qǐng)量分別是1 042件、1 336件、1 441件和1 884件，雖然2014年出現(xiàn)略微下降，但是依然達(dá)到了1 853件。

根據(jù)中國(guó)地震信息網(wǎng)官方的數(shù)據(jù)庫(kù)[15]，從1995年到2014年這20年中間，中國(guó)共發(fā)生7及以上大地震20次，除去部分分布于臺(tái)灣及近海，高海拔的無(wú)人區(qū)，西藏、新疆，中國(guó)與別國(guó)的交界等偏遠(yuǎn)位置，損失較小的地震之外，還有幾次造成重大人員傷亡和巨大直接經(jīng)濟(jì)損失的地震分別為1996年2月3日發(fā)生于云南麗江的7.0級(jí)地震，2008年5月12日汶川發(fā)生的8級(jí)巨大地震， 2010年4月14日青海玉樹(shù)發(fā)生的7.1級(jí)地震，2013年4月20日，四川廬山發(fā)生的7.0級(jí)地震， 2014年2月12日，新疆于田發(fā)生的7.3級(jí)地震等。

數(shù)據(jù)來(lái)源根據(jù)中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)檢索整理圖1 所申請(qǐng)的減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明與實(shí)用新型專(zhuān)利(1995-2014)

我們可以用所得到的減少地震風(fēng)險(xiǎn)的專(zhuān)利申請(qǐng)的數(shù)量來(lái)對(duì)照近20年我國(guó)發(fā)生破壞力巨大的七級(jí)以上大地震進(jìn)行分析。這里顯示出一系列明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系一是，1996年2月云南麗江發(fā)生大地震，當(dāng)年出現(xiàn)了一次較大的專(zhuān)利增幅，雖然專(zhuān)利申請(qǐng)的數(shù)量不大，但是相比較沒(méi)有大地震的前一年，大地震的當(dāng)年關(guān)于減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明出現(xiàn)了急劇增加的狀態(tài)。二是，2008年汶川8級(jí)巨大地震，是近20年來(lái)破壞力最大、死亡人數(shù)最多、直接經(jīng)濟(jì)損失最大的一次，很顯然，2008年發(fā)明人受到強(qiáng)烈的發(fā)明的刺激，所以這一年專(zhuān)利申請(qǐng)量驟然增加，不管是專(zhuān)利增加的總量還是當(dāng)年的增幅都是歷年中最高的。之后2010年、2013年連續(xù)兩次大地震，促使減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明持續(xù)攀升。三是，雖然2014年在新疆于田發(fā)生了大地震，但是震中位于高海拔地區(qū)，人員稀少，沒(méi)有發(fā)生人員傷亡，所以對(duì)發(fā)明的激勵(lì)作用沒(méi)有之前幾次大地震那么直接。這或許可以解釋為什么2014年專(zhuān)利申請(qǐng)量略有下降。

第二，關(guān)于專(zhuān)利所屬類(lèi)型。如圖1所示，在2004年之前，實(shí)用新型專(zhuān)利多于發(fā)明專(zhuān)利，2004年以后發(fā)明專(zhuān)利始終多于當(dāng)年的實(shí)用新型專(zhuān)利，并且隨著時(shí)間的推移，發(fā)明專(zhuān)利與實(shí)用新型專(zhuān)利數(shù)量之間的差距越來(lái)越大，到2013年，發(fā)明專(zhuān)利比實(shí)用新型專(zhuān)利多出462件，是實(shí)用新型專(zhuān)利的1.65倍。

第三，關(guān)于發(fā)明的所屬技術(shù)領(lǐng)域。如圖2所示，根據(jù)發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域分布，按照專(zhuān)利小類(lèi)統(tǒng)計(jì)，減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明主要集中在以下幾個(gè)領(lǐng)域用于地震或聲學(xué)、生命信息的探測(cè)技術(shù)和設(shè)備占26.61%；發(fā)生地震時(shí)可以有效抗震或者躲避的建筑物和室內(nèi)設(shè)施占28.92%；地震發(fā)生時(shí)的震動(dòng)感應(yīng)與報(bào)警裝置占5.92%；地震發(fā)生之后對(duì)于遭受到傷害的人員的救生、救助和臨時(shí)安置的設(shè)施占12.13%；地震災(zāi)難相關(guān)躲避救生等技術(shù)的教育演示裝置和設(shè)備占1.15%；其他與地震相關(guān)的發(fā)明占25.27%。

(三)總結(jié)與分析

通過(guò)對(duì)我國(guó)大地震的發(fā)生年代和當(dāng)年人們申請(qǐng)的減少地震風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明數(shù)量分析，可以看到災(zāi)難沖擊對(duì)本領(lǐng)域發(fā)明的影響。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，地震因其風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度不同而對(duì)減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明的影響強(qiáng)度有不同，其風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度主要根據(jù)死亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失來(lái)判斷。發(fā)生在偏遠(yuǎn)地區(qū)和海上的地震就算震級(jí)很高，由于發(fā)生在無(wú)人居住的地區(qū)，導(dǎo)致的人員損傷很小，這可能不會(huì)顯著地影響人們的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，激發(fā)起對(duì)減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明的欲望。那些造成嚴(yán)重破壞后果的，比如人員傷亡數(shù)量大，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大的地震，會(huì)對(duì)減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明產(chǎn)生明顯的需要。

第二，從以上發(fā)明的功能可以看出，減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明根據(jù)災(zāi)難的特征而具有針對(duì)性。大地震的發(fā)生不像干旱災(zāi)難有一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，災(zāi)難發(fā)生通常在極短的時(shí)間內(nèi)，所以發(fā)明主要集中于兩大領(lǐng)域地震發(fā)生時(shí)的躲避與保護(hù)技術(shù)、震后的救援和生命探測(cè)，這三個(gè)類(lèi)別的發(fā)明高達(dá)67.66%的份額。對(duì)于地震感應(yīng)與報(bào)警裝置的發(fā)明則只有5.92%，這也體現(xiàn)了地震這一類(lèi)災(zāi)難的特性，相比較感應(yīng)與報(bào)警，可能人們面臨的震后的搜救局面更嚴(yán)重，技術(shù)需要也更為迫切。還有一點(diǎn)，就是人們開(kāi)始逐漸重視對(duì)于地震發(fā)生時(shí)逃生、自救等知識(shí)的學(xué)習(xí)和傳播，所以有1.15%的發(fā)明用于教學(xué)演示。相比較地震多發(fā)地區(qū)的日本，中國(guó)在地震知識(shí)教育方面還有很大欠缺，這是亟待發(fā)展的一個(gè)方面。

第三，人們?cè)絹?lái)越期望通過(guò)激進(jìn)發(fā)明減輕地震風(fēng)險(xiǎn)。從發(fā)明的實(shí)際難度來(lái)講，發(fā)明專(zhuān)利在技術(shù)含量、技術(shù)難度和專(zhuān)利權(quán)獲得的難度方面，發(fā)明都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)用新型。從我國(guó)減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)明的專(zhuān)利所屬類(lèi)型可以看出，越靠近當(dāng)前，發(fā)明專(zhuān)利越多于實(shí)用新型專(zhuān)利?？梢?jiàn)，人們更期望通過(guò)一些激進(jìn)發(fā)明來(lái)減少地震災(zāi)難給人們帶來(lái)的損害。

四、小結(jié)

環(huán)境因素的變化對(duì)發(fā)明的影響就像技術(shù)的社會(huì)建構(gòu)理論所闡述的觀(guān)點(diǎn)一樣發(fā)明的產(chǎn)生是來(lái)自于社會(huì)多種力量的推動(dòng)，這些力量的變化會(huì)不斷影響發(fā)明的產(chǎn)生以及變化方向。因此，對(duì)于發(fā)明人來(lái)說(shuō)，密切關(guān)注環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)并不斷累積變化因素，捕捉發(fā)明機(jī)會(huì)，有利于做出前瞻性、引領(lǐng)社會(huì)潮流的發(fā)明。對(duì)于投資者而言，了解發(fā)明與環(huán)境因素變化之間的關(guān)系，有助于預(yù)測(cè)發(fā)明的未來(lái)動(dòng)向，準(zhǔn)確把握投資領(lǐng)域，甚至推動(dòng)市場(chǎng)創(chuàng)新。哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究者掌握環(huán)境因素變化帶來(lái)的技術(shù)變遷的軌跡，有助于他們思考新發(fā)明產(chǎn)生的社會(huì)影響，這部分研究者的努力，有可能幫助技術(shù)人員規(guī)避發(fā)明風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)造更加美麗和諧的社會(huì)。