发明创造进化理论的研究纲要，本文主要内容关键词为：纲要论文,发明创造论文,理论论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在生物学中，有一个很著名的理论，叫生物进化论。生物进化论是关于生物界历史发展一般规律的科学。它的任务是解释生命从地球上诞生到现今地质时代的历史发展，并论证这一历史发展的科学原则。进化这一名词，在生物学中也就是历史发展的同义语，当指某一物种，例如马的历史发展时，就叫做马的进化；当指某一生物类群，例如鸟类或哺乳类的历史发展时，就叫做鸟类或古乳类的进化；当指整个生物界的历史发展时，就叫做生物的进化。总之，进化就是历史发展的意思。
在发明创造中，任何的一种发明创造也有它历史发展，即有它发明产生、改进、革新、不断完善的历史发展过程。借用生物进化论的词语，一项发明创造也有它的进化过程，因此，我们就把一种发明创造的发展历史称为发明创造的进化过程，而关于发明创造的历史发展的规律及其理论，称为发明创造进化理论。
1 发明创造进化理论的研究方法
发明创造有它的特殊性和规律，所以发明创造的进化论也有它区别于其它事物的历史发展（也就是进化）的特殊的规律和理论。但是，从具体实例的比较可以看到，生物的进化和发明创造的进化具有很多相同或者相似的性质和规律。
从大的方面来看，不管是生物的进化还是发明创造的进化，都是从简单到复杂，由低级到高级的发展过程。从微观的方面来看，物种的进化和发明创造的进化在进化过程中的具体细节、产生的现象等，也有很大的相似性。
例如，某项发明，随着发明的更新改造，在改进了的发明创造中也会残留一些没有用的零部件或部分结构。这些零部件或部分结构丧失了它们在发明之初赋有的功能，这种功能的丧失，可能是由于后来这些零部件或部分结构的功能人们不再需要而丧失，或者可能是由于这种功能被新发明的零部件或部分结构所代替而丧失，等等。但是，当发生这种情况时，这些不需要的功能相应的零部件或部分结构并没有马上被删除，而是残留下来。因为这些不起功用的零部件或部分结构就象是生物的痕迹器官，所以，我们可以把它们称为痕迹部件。例如自行车，在自行车的龙头下方有一个L型的零部件， 这个小部件原来是被设计用来固定摩擦电的灯泡之用。但后来城市的夜间照明得到的改善，人们的夜间骑自行车因为有了路灯，就不再需要摩擦电，所以，这个L 型的小部件就不再起功用了。但自行车制造商也没有把它删掉，成为自行车的痕迹部件。
可见，发明创造的进化与生物的进化存在着很大的相似性。因此，我们可以较为成熟的生物进化论为范型，在生物进化论内容，如生物进化的原则、生物进化的一般规律、生物进化的基本概念等的示范下，结合发明创造的实际，揭示出诸如发明创造进化的原则、发明创造进化的一般规律，提出发明创造进化的基本概念等等，以此建立起发明创造的进化理论体系和内容。
这样以某一事物为范型，在范型的示范下，得到某个研究问题答案的思维方式就是所谓的范示思维。因此，笔者关于发明创造进化理论的研究所采用的研究方法，是应用范示思维来进行研究，也就是试图以生物进化论为范型，在其示范下建立发明创造进化理论的构想和尝试。
2 发明创造进化的规律
与生物进化一样，发明创造的进化过程也有它自身的发展规律。共有5条规律。
2.1 发明创造进化的上升式和分支式发展规律
从总的进化趋向来看，发明的历史发展是上升式的发展，由低等到高等，由简单到复杂，构成了发明进化的主流。但是发明进化过程同时又是分支式的发展，由少数到多数，适应于各种不同的环境需要，如不同人的需要、不同地区的需要、不同领域的需要等；而这些适应性的发明创造并不一定都表现出整个发明创造水平的提高，这就是发明创造进化的上升式和分支式发展规律。
发明创造的进化方式包括上升进化、适应辐射、特化和简化等4 种方式。如果以树形模式的观点来看，上升进化是发明创造进化的主干，适应辐射构成发明创造进化的旁枝，特化和简化是进化的盲枝。
（1 ）上升进化是发明创造整个组织结构水平和科学技术水平的复杂化和理代化，由此导致发明创造整体功能的提高。它是发明创造进化的主干，是发明创造进化的主导方向，表现出整个发明创造水平的不断提高。通常在发明创造由低等向高等的发展过程中，产生新类型的发明创造，都是通过这种进化方式实现的。例如，由录音机到录相机到影碟机就是一种上升进化的方式。
（2）适应辐射是对不同环境需要的适应性进化， 而没有提高发明创造的主要功能，所以，不一定表现出整个发明创造水平的提高。例如，自行车在进化过程中，产生出不同类型的自行车，诸如有26寸、24寸、22寸等规格的自行车，还有男式、女式的自行车，再有跑车、一般用的自行车、山地车等，这些都是为了适应不同的使用者，不同的使用环境而产生的发明创造的进化。再如各种动力机车的发明创造也是一种适应辐射式的进化。
（3）特化是适应某一独特的环境需要， 因而形成局部结构或技术特征过度发达的一种特异性进化。实际上，它是适应辐射进化方式的个别情况。特化了的发明由于特化的构造和技术特征过度发育，造成这种特化了的发明类型只能满足于特定人群、特定地点、特定时间、特定领域的环境需要。当环境条件发生了变化，特别是特定环境的需要不复存在时，这种类型的发明创造也一起与其消亡，不再有进化的可能，往往导致特化类型的绝灭，因而是进化的盲枝。例如，为了某种特殊的需要而设计的新产品、纪念品，就是一种典型的特化的发明创造，它为了某特定的目的而设计的，如某一届亚运会的纪念章，某个事件的纪念品、纪念币等。当有特定纪念意义的时间一过，这些东西就没有了市场需要。导致这种发明创造的灭亡。
（4）简化是一种简单化类型， 是指发明创造的组织结构和功能的全面简化的进化现象。从根本上来说，是发明创造的组织结构和功能的一般退化，这种简化，或者说一般退化跟进化并不是相互矛盾的。因为它也是适应环境需要而进行的发明创造，它保证了发明创造的繁荣和延续，同时也带来了人类的利益。
实际上，简化，即简单化，是发明创造中一个很重要的指导性思想，是现代发明创造的一个趋势，通过组织结构的简化和功能的简化达到操作动作的简化的目的，以适应不断变化的环境需要。但是，由于简化是原来的发明创造进行组织结构的简化或功能的简化，也就是说，是原来的发明创造的组织结构和功能的退化，是对原来的发明创造的组织结构和功能的削弱，因而是发明创造进化的盲枝。
2.2 发明创造进化的新陈代谢规律
发明的进化，除了表现由低等到高等，由少数到多数的上升式和分支式发展规律外，还伴随着新类型的产生和旧类型的绝灭，而且任何发明类型都有着起源、兴盛和衰亡、绝灭的历史，这就是发明创造进化的新陈代谢规律。
某一种发明创造其进化和繁盛的特征，首先是这种发明创造环境需求一个时期一个时期地不断的增加，即发明创造的使用和应用的广度、频度不断提高，也就是说发明创造的认识度不断提高；第二，由于需求的不断增加，它们必然要开拓其使用和应用的环境，向其它环境迁移，发明创造占领的环境区域，或者说发明创造使用和应用的分布区随之扩大；第三，随着分布区的扩大，在新的地区必然遇到新的环境条件，必然要适应于另一种地理环境、另一种宗教信仰、另一种风俗习惯、另一种消费要求和另一种原已经存在的发明创造的竞争。因此，繁荣期的发明便会适应新的环境变化和要求，进行改造和革新，分化成为很多不同的类型的发明创造。
相反地，在趋于衰亡的发明创造中，它们使用和应用的广度和频度逐渐减少，认识度逐渐降低，以前范围广泛的分布区逐渐缩小，最后在濒临绝迹的类型中只保留下为数不多的并且相互距离很远的残遗的类型，最终归于绝灭。
当然，旧类型的衰亡和新类型的兴起，并不以旧类型的全部绝灭为条件，更不是旧类型全部绝灭的结果，而是在旧类型中孕育着新类型形成的因素，并由此而产生的新的类型。
2.3 发明创造进化速度的不平衡规律
发明创造的进化，不仅是由低级到高级历经着新旧发明创造类型的兴衰交替，而且不同发明创造的类型的进化速度也不平衡。发明创造进化的速率既取决于发明创造本身的因素，发明创造的新技术含量愈高，进化速度愈快；还取决于环境的因素，环境变化愈大，进化的速度也愈快，在内外因素错综复杂的相互作用下，发明创造进化的历史长河以不平衡的速度运行。
在发明创造进化的历史长河中，曾经历经几次大发展或大爆发，这些大发展或大爆发，是跟科学技术革命和社会的大动荡，以及社会经济的繁荣相联系的。
例如，蒸汽机的发明，内燃机的发明，电磁感应定律的发现，电磁波的预言和证实，半导体理论的提出，激光理论的研究，等等，这些科学技术的重大革命和发现，引发的发明创造进化的大发展或大爆发；社会的动荡，如罗马帝国兴起和对外侵略扩张，二次大战等；社会经济的繁荣，如宋代的经济繁荣和科学技术的大发展。在相应的时期，也都引发了发明创造进化的大发展或大爆发。
虽然总的来看，新技术含量愈高进化的速度愈快，环境条件的变化愈大，进化的速度也愈快；但是，发明进化的速度并不是千遍一律、等速前进的。首先，同一时期处于不同环境中的发明创造，可能有不同的进化速度；第二，在同一环境中的不同发明进化速度也可以不同；第三，同一种发明类型不同时期的进化速度也可以不同；第四，一项发明的不同构成部分也有不同的进化速度。
进化可以分为常速进化、缓速进化和快速进化。
2.4 发明创造进化的可逆规律
与生物的进化不同，在自然界中，一个物种绝灭了，不可能重新再生。这就是所谓生物进化的不可逆规律。但是，发明创造进化却是可逆的。虽然一项发明萎缩、消失后，其发明的认识度几乎等于零，但并不是永远地退出了历史的舞台。它可能在某个特定的历史时期，由于科学技术原因、社会原因、政治原因等而重新被人们所认识，又会开始它的发明进化过程。这就是所谓发明创造进化的可逆规律。
飞艇的发展历史很好地体现了发明创造进化的可逆规律。蒙哥尔费兄弟1783年发明的热气球，第一次为人类提供了一种实用的航空器，气球技术与操纵技术和推进技术的有机结合，诞生了人类第一艘载人可控动力飞行器——飞艇。由此引发了航空领域的飞艇研究的热潮，并且在第一次世界大战中得到充分的利用。但是，1937年5月6日，当时世界上最大的飞艇，德国齐伯林公司的“兴登堡号”在美国起火焚毁，造成36人死亡，成为当时震惊世界的大惨剧，同时也敲响了飞艇的丧钟。自此，航空史上的飞艇时代就结束了。飞艇也就此消沉了下去。
但是，飞艇技术在消沉约三分之一世纪之后，于70年代又有再度兴起的迹象。自1975年起，“美国航空与航天协会”每隔一年便召开一次研究轻航空器技术发展的国际会议，其中的一个重要议题就是飞艇技术的研究。到目前为止，世界已有不少国家又重新对飞艇技术发生兴趣，如美国、法国、德国、英国、日本、加拿大等。飞艇技术发明创造的再度兴起，显然是立足于航空科学技术的高度发展，航空基础科学技术的进步为飞艇的现代化提供了必要的条件。
2.5 发明创造进化的环境选择规律
发明创造进化论的核心也是自然选择，发明创造的自然选择称之为环境选择。环境选择也就是发明创造的发明者、使用者、应用者的选择。虽然发明者、使用者、消费者是有意识的，但是，这种意识是客观存在的，环境默默无声地挑选着每一项发明创造，只有满足环境需要的发明创造才能保存下来，而不适合者则最终遭到淘汰，所以，环境选择也就是最适者生存。顽强的生存斗争，乃是不断的环境选择的原因。
生存斗争可以发生于同一种类的发明创造中，如全自动洗衣机；也可以发生在不同的种类的发明创造之间，如饮料和磁水净化器的市场竞争，快餐馆和速熟面的市场竞争等等。
发明创造进化的环境选择分为发明人选择和环境选择。所谓的发明人的选择，就是发明人根据其自身的要求和标准时不同的发明方案所进行的选择。在发明创造过程中，发明人常常会构想出发明创造的种种不同的方案，面对这种种方案，发明人总是按照自己的要求和标准来确定出自己认为最理想的方案，由此提出一种类型的发明创造。这种由于发明人对发明创造的各种方案的选择，确定出发明创造的最优方案，就是发明创造的发明人选择。而当发明创造投放于环境后，参予竞争，在竞争中是站稳脚跟争取到一定的环境，还是在竞争中失败，不为环境所认可，最后遭到淘汰。这是由于环境来进行选择，所以称它为发明创造的环境选择。
3 发明创造进化的法则
3.1 适应性改造革新法则
所谓适应性改造革新法则，是指当一项发明创造由于环境条件变化产生发明创造的不适应性时，也就是发明创造在新的环境下存在问题，变得不好使用或不好应用时，应该进行改造和革新，以适应环境条件的变化。并且，这些改造和革新会在以后的发明创造的使用和应用中体现出来。
一项发明创造，在各种不同的环境条件下使用，都有可能产生不同的适应性改造革新，这些不同环境条件下的适应性改造革新有的可能会相同，但绝大部分是不会相同。这样就产生了在同一发明创造基础上，进行改造和革新而出现的不同发明创造之间具有一些共同性质特点的同源部分结构（相应于同源器官）。这些同源部分结构是来自于原先的同一发明创造，它们是发明创造的核心内容，是通过遗传而获得。同样，发明创造的适应性改造革新也是可以遗传。
这种情况是这样发生的，当一项发明创造在一个地区出现时，大都是立足于当地的环境条件而进行发明创造，它适应于当地的环境条件。但是，当这项发明创造传播到其它地方时，由于环境条件的变化，发明创造在某些方面会发生一些变异。也就是说，对发明创造的某些方面进行了一些改造和革新，产生出适应该地区环境条件而原先没有的一些特性，这种适应环境变化而产生的变异，由于其适应环境的原因，所以在以后该项发明创造的进化过程中，这些变异特性将永远保留下去。或者在某个特定环境中永远地保留下去。也就是说，这些变异通过生产保持在它们的个体产品中。这便是获得性遗传，可见，发明创造通过遗传使发明创造得到继承和发扬。发明创造通过变异使发明创造得到发展和完善。
引起适应性改造革新的原因很多，例如：政治的原因、宗教的原因、风俗习惯的原因、地理位置的原因、气候的原因等，这些都可能引起适应性改造革新。
3.2 用进废退法则
发明创造的用进废退法则，是指一项发明创造或者发明创造中某些部分，如果经常得到使用和应用，就会愈来愈优化、现代、成熟和完善；如果不经常使用和应用，就会逐渐削弱其效能，最终导致这项发明创造的萎缩和消失。
为什么有的发明创造随着时间的流逝，结构越来越完善，功能越来越强大？而有的发明创造随着时间的推移，却是消声匿迹，最后找不到踪影了呢？这两种现象的综合就是所谓的用进废退。当一项发明创造出现以后，如果受到人们的注意和应用，在应用过程中受到人们的首肯和赞许，人们愈发对它的注意和关心，对于其中不足的地方，人们便会思考应如何对其进行改造和革新，这样，这项发明创造及其相关的技术就会越来越优化，越来越现代，越来越成熟和完善，这就是所谓的“用进”。例如电视机的发明创造，当它一出现，便马上受到人们的高度重视，在后来的使用过程中，发现它存在的各种各样的缺点，针对这些缺点利用新的技术对它进行改造和革新，使电视机技术越来越先进，越来越完善。从晶体管电视机到集成电路电视机、超大规模电视机，从阴极射线显象管曲面形式到直角平面和液晶显示器，从模拟信号到数字信号技术的应用等，都使电视机的发明创造越来越发达。如果一项发明创造出现以后，没有受到人们的注意，或者开始时受到了人们的注意，但在以后的使用过程中得不到人们的重视，用得越来越少，这项发明创造就会慢慢地萎缩，最后遭到淘汰，消声匿迹。这就是所谓的“废退”。
用进废退也存在一项发明创造的不同结构部分之中，当一结构部分经常使用，受到人们的重视，便会进行经常性的改造和革新，其结构和功能便会越来越先进和发达，这些部分常常是发明创造的核心部分；当一结构部分不经常使用，便会慢慢萎缩，不会发展，成为痕迹部件，甚至最终被人们从发明创造中删除消失掉。
3.3 改造革新相似性法则
改造革新相似性法则是指在同一时期的发明创造者，或不相互了解的不同时期的发明创造者，可能会进行同样一项发明创造或发明创造的改造革新，并独立地完成发明创造或发明创造的改造革新。
这项法则体现了发明创造及其改造革新的行为的普遍性和广泛性，因此，加速了发明创造进化的速度和过程。
4 发明创造进化的一些概念
（1）发明创造的变异 发明创造在不同的历史时期， 发明创造个体间的结构功能的差异就是所谓的发明创造的变异，发明创造的变异是由于偶然因素或发明创造的革新和改造而产生的。
我们把由于环境的直接影响和用进废退引起的发明创造的革新和改造所产生的发明创造的变异，称为发明创造的一定变异。而把由于偶然的因素而引起的发明创造的革新和改造所产生的发明创造的变异，称为发明创造的不定变异。
发明创造变异是通过下述3种途径实现的，这3种途径是：自然改造革新组合改造革新、和移植改造革新。
（2）发明创造的遗传
发明创造的遗传是指原来发明创造的某些性状和功能在新的发明创造中的表现的现象。发明创造通过遗传使发明创造得到继承和发扬，使得发明创造得以延续和可能进行。
（3）发明创造的同功器官 在不同的发明创造物中， 我们也经常看一些同功器官，即具有相同功能的零部件或者是部分结构，例如，不同的可以发出声音的部件，不同形式，不同原理的扬声器；显示图形的部件：射线式显像管，液晶显像管等等。实际上，在发明创造过程中，有很多发明创造都是为了寻找不同形式的同功器官而进行发明创造的。也就是，针对一种发明物，通过使用，人们发现其中有一个零部件可能存在这样那样的问题，因此，人们就会针对这一零部件，寻找其实现同一种功能的其它形式的替代物，一旦发明出这种替代物，也就发明出原来发明物的同功器官了。例如，对于显示器，原来的射线式显示器是利用射线照射在荧光屏上而产生文字或图像，但是，其体积很大，占据很大的空间，携带很不方便，因此，人们就开始寻找能克服射线式显示器的缺点的显示器，后来人们利用液晶显示的原理便发明了液晶显示器。
（4）发明创造的痕迹部件 随着发明创造的更新改造， 在改进了的发明创造中也会残留一些没有用的零部件或部分结构。这些零部件丧失了它们在发明之初赋有的功能，因为这些不起功用的零部件或部分结构就象是生物的痕迹器官，所以，我们也姑且把它们称为痕迹部件。例如，现在的自行车，在自行车的龙头下方有一个L 型的零部件就是个痕迹部件。
痕迹部件对发明创造来说是没有功用的，它的存在是没有意义的，虽然它的存在不会给发明创造的功能带来影响，但是，它却会给制造商和消费者带来不必要的生产和资金的浪费。如果对一种发明创造，能够把它的痕迹器官统统消灭掉，就能够节省开支。如上述的美军的军裤小袋子的删除，就给美军一年节约几百万美元的开支。可见，删除累赘的东西，消除没有功用的痕迹部件，优化发明创造的结构，创造出结构更加简洁的东西，是发明创造者追求的一个目标。
（5）发明创造的认识度所谓发明创造的认识度， 是指一项发明被人们认识的程度，其主要标志是人们对该发明的使用和应用的广度和频度，如果一项发明创造经常被广泛地使用和应用，那么，该发明的认识度就高；反之，认识度就低。
（6）发明创造的认识峰和认识谷在发明创造中， 也有存在类似于生物学中适应峰和适应谷的现象或者说是概念，我们称之为发明创造的认识峰和认识谷。这种认识峰和认识谷的现象，主要发生在发明创造的发明创造的实际过程中。特别地它可以用创造技法中的形态分析法来很深刻地进行说明。
应用形态分析法进行创造发明，首先是编制问题的形态特征表，然后列出每一个形态特征的各种可能实现的具体方案，接着，对每个形态特征抽出一种具体方案进行组合，就形成了多种关于问题的设计方案。但是，在这些方案中，有的方案在技术上是不相协调的，因而不能实现，这便是发明方案的认识谷；有的方案其每个形态特征的具体方案，在技术上相互协调能够成为可行的技术方案，这便形成了发明方案的认识峰。因此，大量的多种的设计方案便只剩下为数不多的可行的设计方案（即适应类型），在这些可行设计方案中，发明人从中选择出认为最好的设计方案。由此发明创造出发明物，这就象是生物新出现的新物种，而其它没有被选中的可行方案就像是生物中的亚种，随着的时间的推移，这些暂时没被选中的可行方案，可能在某一时刻某一地点又会被选中，得到相应的发明，这就像是生物中由亚种转变为物种一样。
（7）发明创造的趋同在不同的地区， 可能会出现相同结构或相同功能的发明创造，这种发明创造中产生的现象就是发明的趋同。或者说不同领域中的发明创造之间，存在一个或多个性状上的相似，也是一种发明的趋同。
以上就发明创造进化的规律、法则、和概念作一些初步的探索，其更深刻的内容，以及可能存在的其他规律、法则和概念还有待进一步的探索研究。
收稿日期：1998—09—16
标签：历史规律论文;