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文檔簡介

1、,第三章 馬克思主義科學技術方法論,教學要求,1、教學的重點是以科學實踐的活動觀為基點,構建新的重辯證思維的、重科學實踐的科學研究的方法論。這是一種與以往重科學理論的靜態(tài)的科學理論觀非常不同的科學研究方法論,不是科學技術方法論,而是研究的方法論,是活動的方法論。 因此,一切要以科學實踐作為視角,以科學家、工程師的研究活動為研究對象和方法論對象。 2、要注意把這樣的辯證思維、創(chuàng)新思維貫徹到具體科學研究的過程中,因此,教學可以結合科學研究的程序講述這些思維特征;如結合科學研究的提出問題環(huán)節(jié)、觀察實驗環(huán)節(jié)、建立假說環(huán)節(jié)、形成理論環(huán)節(jié)講述這些思維的普適性與重要性。,目 錄,1,2,3,4,5,馬克思主

2、義的科學技術方法論是以辯證唯物主義立場、觀點為基礎,吸取具體科學技術研究中的基本方法,并且對其進行概括和升華的方法論。 馬克思主義科學技術方法論的核心就是辯證思維。馬克思主義科學技術方法論的基本原則就是把辯證法貫徹到科學技術研究中,將對立統(tǒng)一、質(zhì)量互變和否定之否定的辯證思想滲透到具體的科學技術研究中,把握具體科學技術研究的過程。馬克思主義科學技術方法論的理論要素就是:分析與綜合相互映照,歸納與演繹相互結合,從抽象到具體的辯證過程,歷史與邏輯相互統(tǒng)一。,第一節(jié) 科學技術研究的辯證思維方法,一、分析和綜合,(一)分析,是在思維中把對象分解為各個部分、側(cè)面、屬性以及階段,分別加以研究考察的方法。,(

3、二)綜合,是在思維中把對象的各個部分、側(cè)面、屬性以及階段按照內(nèi)在聯(lián)系有機地統(tǒng)一為整體,以掌握事物的全貌、本質(zhì)和規(guī)律的方法。,例如:近代遺傳學的奠基人孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳基本定律,就是用了分析法。在這項研究中,孟德爾認識到從整體上觀察植物雜交后代眾多性狀的遺傳行為,推導出它們的遺傳規(guī)律,是困難的。因此,他只選擇了其中7種穩(wěn)定而易于區(qū)別的相對性狀,以種子的圓和皺、子葉的黃綠、植株的高與矮等,分組研究。把分析方法成功地運用于雜交試驗,把豌豆眾多的性狀分解為簡單的要素,撇開其他各種復雜因素,將被考察的因素暫時從整體中抽取出來,允許其單獨起作用,從而進行精細、周密的考察,研究每一因素世代傳遞的行為??梢姡?/p>

4、析方法對于孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律具有決定性的意義。,孟德爾,例如,1953年,沃森和克里克提出的DNA分子結構的雙螺旋結構模型,就是對DNA分子各部分認識的一次綜合。他們一方面綜合了當時生物學家所揭示的DNA作為生物的主要遺傳物質(zhì)的信息傳遞功能;另一方面又綜合了生物化學家分析DNA各種成分的大量資料,特別是綜合了威爾金斯等人的DNA晶體X射線衍射圖樣和實驗數(shù)據(jù),把DNA的整體結構完整地再現(xiàn)出來。通過這一綜合,使人們對DNA的各個片段認識發(fā)展到從整體上把握了它的結構和功能,由此人們從分子水平上闡明了生物遺傳和變異的機制就在于DNA分子的自我復制和改制。,沃森和克里克:DNA雙螺旋結構,(三)分析與綜

5、合,分析與綜合有機結合,形成分析與綜合的辯證思維,形成了認識事物部分與整體辯證關系的完整過程,是人們思考事物、對象的必要思維方法與階段。,在科學研究中,分析與綜合是相互滲透和相互轉(zhuǎn)化的。分析的目的,不僅是為了深入對象內(nèi)部進行認識和實踐,而且是為了在思維中綜合認識對象,為在實踐中變革對象打下基礎;綜合也需要以分析為基礎,沒有分析的綜合不是深刻的綜合。分析是研究,綜合是創(chuàng)造。,二、歸納和演繹,(一)歸納,哈雷在概括所觀察到的彗星出現(xiàn)的周期時就采用了歸納的方法。他在1682年發(fā)現(xiàn)了一顆彗星,他又從資料中找到了l607年及l(fā)351年出現(xiàn)的彗星同他所觀察到的彗星有相似的軌道,因此推論它們是同一顆彗星,并

6、且計算出這顆彗星每隔76年6個月出現(xiàn)一次。這種從綿延近百代的歷史記載中歸納和概括出彗星出現(xiàn)時間的方法就是歸納的方法。,(二)演繹,(三)歸納與演繹,三、從抽象到具體,(一)抽象,(二)具體,(三)從抽象到具體,四、歷史和邏輯的統(tǒng)一,(一)歷史,(二)邏輯,(三)歷史與邏輯的統(tǒng)一,在思維中堅持歷史與邏輯的統(tǒng)一,要求:,思維的邏輯進程與客觀的歷史進程相統(tǒng)一。事物的歷史從哪里開始,思維的邏輯進程也應當從哪里開始;以歷史起點為邏輯起點,以歷史的進程為邏輯的進程,按照歷史發(fā)展的必然性來具體地、歷史地揭示事物的發(fā)展規(guī)律。,思維的邏輯進程與思維的歷史進程相統(tǒng)一。思維的邏輯進程是對思維的歷史進程的概括,而思維

7、的歷史進程是思維的邏輯進程的基礎。思維的邏輯進程是以概括的形式再現(xiàn)思維的歷史發(fā)展。,第二節(jié) 科學技術研究的創(chuàng)新與批判思維方法,一、思維的收斂性與發(fā)散性,(一)收斂思維特性,(二)發(fā)散思維特性,(三)思維的收斂與發(fā)散,二、思維的邏輯性與非邏輯性,(一)創(chuàng)造性思維的特性,創(chuàng)造是科學研究和技術發(fā)明最重要的特性之一。創(chuàng)造性思維不是在所有辯證思維和科學研究方法之外獨立的一種思維形式或方法,是能夠提出創(chuàng)見的思維,是在思維特征方面不刻板,組合各種思維、靈活調(diào)用思維的特性。 創(chuàng)造性思維的特點是思維方向的求異性、思維結構的靈活性、思維進程的飛躍性、思維效果的整體性、思維表達的新穎性等。 創(chuàng)造性思維特別注重邏輯思

8、維與非邏輯思維的統(tǒng)一、抽象思維與形象思維的辯證統(tǒng)一。,(二)創(chuàng)造性思維的邏輯性,科學上的許多重要理論,最初都是通過類比推理提出來的。 例如,荷蘭物理學家惠更斯發(fā)現(xiàn)光像聲音一樣具有直線傳播、折射、反射、衍射等屬性,從而推出光也像聲音一樣具有波的性質(zhì),從而提出“光的波動學說”; 伽莫夫?qū)⒙晫W中的多普勒效應和光波中的“紅移”現(xiàn)象進行類比,提出了“宇宙膨脹假說”; 達爾文創(chuàng)立進化論、盧瑟福提出原子結構的行星模型、魏格納提出大陸漂移學說等,都使用了類比推理方法。,(三)創(chuàng)造性思維的非邏輯性,創(chuàng)造性的非邏輯的思維,是指不拘邏輯形式或沒有邏輯形式的思維,其形式主要有:聯(lián)想、想象、隱喻、靈感、直覺與頓悟等等。

9、 在非邏輯思維方面,想象對于科學發(fā)現(xiàn)和技術發(fā)明的作用很大。直覺和頓悟在創(chuàng)造成果突現(xiàn)方面尤其突出。 想象,是對過去存儲在大腦中的知識、經(jīng)驗、方法進行重新組合的思維活動,它可以把這種大腦中的知識、方法的暫時思維組合與現(xiàn)存研究對象通過某種形式關聯(lián)起來,形成新的聯(lián)想。愛因斯坦認為,想象力比知識更重要。想象常常觸發(fā)“靈感”,做出科學發(fā)現(xiàn)和技術發(fā)明。 非邏輯思維開拓思路,邏輯思維整理思路,完成創(chuàng)新的理性建構。在非邏輯思維之前也有邏輯思維(如比較、分類、歸納等),為非邏輯思維做好鋪墊準備。,靈感在科學創(chuàng)造中具有重要作用:它能使人們在思維的困境中突然領悟到問題的癥結或本質(zhì);也能使人們產(chǎn)生意想不到的創(chuàng)造性設想,

10、為創(chuàng)造者提供富有啟發(fā)的解題線索,或溝通發(fā)明思路,或涌現(xiàn)新穎的創(chuàng)造方案,或指出全新的探索方向。凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)的故事.doc,三、思維的直覺與頓悟特征,直覺與頓悟思維是兩種創(chuàng)造性很強的非邏輯思維特性。,(一)直覺,科學史中一個關于直覺的典型例子來自美國著名的女遺傳學家麥克林托克。她在大量觀察和深思的基礎上,憑借直覺得出了玉米籽粒的顏色發(fā)生變化的原因:在玉米籽粒發(fā)育的過程中,某些基因在染色體上或者染色體間“跳躍”而移動位置,使得控制顏色的基因表達發(fā)生了改變。不過麥克林托克無法清晰地說明自己的思維過程,而且也沒有相應的實驗證據(jù),因此當她1951年首次提出“轉(zhuǎn)座子”這一概念時并未被接受。隨著科學研究的進

11、展,1967年第一個有實驗證據(jù)的轉(zhuǎn)座子在大腸桿菌中被發(fā)現(xiàn)了,研究還表明其他物種的基因組中葉存在有轉(zhuǎn)座子。麥克林托克的貢獻終于在70年代得到了廣泛的承認,并且獲得了1983年的諾貝爾獎。,麥克林托克,(二)頓悟,四、思維的批判性,思維的批判性,即以批判性思考的方式質(zhì)疑和評估思考過程與結果。 批判性思考的最重要技巧之一,即提問探索性問題。 思維的批判性,要求研究者把思考建立在負責任的態(tài)度上,而不是最初印象或感覺的基礎上。,五、移植、交叉與跨學科研究方法,移植和交叉學科與跨學科的研究方法,是創(chuàng)造性思維的兩種非常有效的研究方法。 當代科學研究和技術發(fā)明變得越來越復雜,進行移植與交叉,通過多學科或跨學科

12、的研究,常常能夠獲得單一學科研究無法獲得的創(chuàng)新成果。 多學科融合或通過跨學科研究問題也是當代科學和技術解決問題的創(chuàng)造性方法。體現(xiàn)了廣泛聯(lián)系和發(fā)展的辯證法。,(一)移植方法,(二)學科交叉方法或跨學科方法,1.所謂學科交叉方法,就是兩門以上的學科之間在面對同一研究對象時,從不同學科的角度進行對比研究的方法。借鑒其他學科的研究,思考本學科的問題和對象,融合其他學科的研究方法,以達到對研究對象的新認識。 2.所謂跨學科方法就是通過多學科的協(xié)作共同解決同一問題的方法,跨學科也是一種多學科融合的方法,也可以稱為多維融貫的方法。,第三節(jié) 科學技術研究的數(shù)學與系統(tǒng)思維方法,系統(tǒng)思維是把事物視為系統(tǒng)來處理的思

13、維方法。系統(tǒng)思維是一種整體性和關聯(lián)性很強的思維方法。,一、數(shù)學方法及其作用,數(shù)學方法是所有成熟的數(shù)理科學的基本研究方法之一。 數(shù)學方法注重抽象、模型化,是我們可以把自然研究對象高度抽象、轉(zhuǎn)化為人工模型,抽象其中因果關系的基本方法。數(shù)學方法包括多種形式,如數(shù)學方程方法、數(shù)理統(tǒng)計方法、數(shù)學建模方法、數(shù)學實驗方法,等等。,(一)數(shù)學方程方法,(二)數(shù)學建模方法,(四)數(shù)學實驗方法,總之,數(shù)學方法體現(xiàn)為一種抽象思維的力量,日益受到人們的重視,離開了這種抽象的認識手段,理論研究是走不遠的。,劍橋大學的數(shù)學橋,二、系統(tǒng)方法及其作用,系統(tǒng)方法是指20世紀40-90年代出現(xiàn)的系統(tǒng)科學所采用的一系列方法的總和,

14、這些方法對于從橫斷方面抽象認識對象的物質(zhì)結構、能量流動和信息傳遞有重要的作用。,(一)系統(tǒng)分析與綜合方法,1.系統(tǒng)分析:把系統(tǒng)進行分解,對其要素進行分析,找出解決問題的可行方案的思維與思考方法。,2.系統(tǒng)綜合:把研究、創(chuàng)造和發(fā)明對象看作是系統(tǒng)綜合整體,并對這一系統(tǒng)綜合整體及其要素、層次、結構、功能、聯(lián)系方式、發(fā)展趨勢等等進行辯證綜合地考察,以取得創(chuàng)造性成果的一種思維方法。,系統(tǒng)綜合是與系統(tǒng)分析相反的逆向思維方法。系統(tǒng)綜合強調(diào)從系統(tǒng)整體出發(fā),綜合和分析同步進行,以綜合統(tǒng)攝分析;強調(diào)從部分與整體的相互依賴、相互結合、相互制約的關系中揭示系統(tǒng)的特征和規(guī)律。,(二)軟系統(tǒng)方法論,(三)反饋與控制方法,

15、1.反饋與反饋方法,2.控制與控制方法,(四)信息方法,信息方法是運用信息的觀點,把系統(tǒng)的運動過程看作信息傳遞和信息轉(zhuǎn)換的過程,通過對信息流程的分析和處理,獲得對某一復雜系統(tǒng)運動過程的規(guī)律性認識的一種研究方法。 信息方法的優(yōu)點是不割斷系統(tǒng)的聯(lián)系,通過流經(jīng)系統(tǒng)結構的信息考察系統(tǒng)的結構和功能,以及變化發(fā)展,用聯(lián)系的、全面的、功能化的觀點去綜合分析系統(tǒng)運動過程。,都江堰水利工程由創(chuàng)建時的魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口引水口三大主體工程和百丈堤、人字堤等附屬工程構成??茖W地解決了江水自動分流、自動排沙、控制進水量等問題,消除了水患,使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國”。兩千多年來,一直發(fā)揮著防洪

16、灌溉作用。截至1998年,都江堰灌溉范圍已達40余縣,灌溉面積達到66.87萬公頃。,例:系統(tǒng)工程的典范都江堰水利工程,三、復雜性思維及其方法,(一)復雜性思維,(二)復雜性方法,復雜性方法著重從如下特性考察事物:,1自組織性:強調(diào)事物的自組織演化特性,在對研究對象進行認識與控制時,注意事物的自我發(fā)展演化的特性,不過分和直接干預對象的演化。,2多樣性:注意從多個側(cè)面認識和把握對象;注意對象的多樣性關系;注意事物多樣性聯(lián)系。,3融貫性:把對事物的歷史考察和邏輯認知統(tǒng)一起來,把多樣性與統(tǒng)一性聯(lián)系起來,把整體與部分統(tǒng)一起來,進行連貫、系統(tǒng)的認識。,4整體性:首先把事物作為整體考察,力圖超越還原論,從

17、事物的整體出發(fā),認識事物的存在、演化的復雜規(guī)律與特性。,復雜性方法也是集多學科或跨學科的多維融貫的方法,第四節(jié) 科學技術活動的方法,一、科學實踐的方法,(一)科學觀察,科學觀察是人們有目的、有計劃地感知和描述處于自然狀態(tài)下的客觀事物、獲取感性材料的基本手段。,科學觀察的基本特點: 它是一種有理性目標的感性活動; 它是一種有目的、有計劃的活動; 它是對于自然狀態(tài)下客體的感知過程,它不干預自然狀態(tài)下的研究對象。,科學觀察在科學研究中具有重要作用,科學觀察是獲取科學事實的一種重要手段,它為科學假說的提出和科學理論的形成提供第一手原始材料;為驗證科學假說和理論提供事實根據(jù)。 李時珍的本草綱目,達爾文的

18、物種起源,魏格納的大陸漂移假說。 1916年,英國物理學家愛丁頓在日全食觀測到星光在太陽附近發(fā)生彎曲的事實,為廣義相對論提供了有利的證據(jù),就說明觀察的檢驗作用的著名實力之一。,空間彎曲 引力探測器B,星光在太陽引力場中彎曲,亞瑟斯坦利愛丁頓爵士是英國著名的天文學家、物理學家,1882年12月28日生于肯德爾,1944年11月22日去世。他16歲時即考進曼徹斯特大學前身的歐文學院,23歲畢業(yè)于劍橋大學三一學院,1906年到格林尼治天文臺工作,1913年任劍橋大學天文學教授,1914年后兼任該校天文臺臺長。,愛丁頓和1919年日全食觀測,(二)科學實驗,1. 科學實驗,是科學研究者依據(jù)一定的科研目

19、的,用一定的物質(zhì)手段(科學儀器和設備),在人為控制或變革客觀事物的條件獲得科學事實的基本方法。,科學實驗中既有觀察的內(nèi)容與任務,也有介入自然對象的可控實踐任務。它不僅提供觀察資料,它為理論的發(fā)展提供基礎和導引。實驗是科學介入世界的重要手段和工具。,袁隆平院士 屠呦呦研究員,2.科學實驗的特性,(三)機遇在科學發(fā)現(xiàn)中的意義,瑞典著名化學家諾貝爾因發(fā)明安全烈性炸藥而聞名于世,而這種炸藥正是他進行觀察實驗時的意外獵物。1867年,諾貝爾正在進行普通火藥的物理化學性能的研究,在一次實驗中不小心割破了手指,他在傷口上涂上棉膠止血,無意中把剩余的棉膠丟進硝化甘油里去了。萬萬沒有想到這小小的不幸卻給他帶來了

20、巨大的成功!他看到丟掉的棉膠和硝化甘油起了反應,進一步研究這種反應,便發(fā)明了安全烈性炸藥,即膠狀炸藥。這一偶然發(fā)現(xiàn)為諾貝爾的畢生事業(yè)奠定了良好基礎。,宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)者 阿諾彭齊亞斯(前)和羅伯特威爾遜,(四)觀察、實驗與理論的關系,邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學認為觀察是中性的,理論依賴觀察,而觀察不受理論制約。之后觀察滲透著“理論”的觀點曾經(jīng)在西方科學哲學的發(fā)展歷程中一度成為主流觀點,并且?guī)砹诉壿媽嵶C主義的衰落。,新近發(fā)展起來的科學實驗哲學提出,實驗有自己獨立的生命,以反對實驗完全負載理論的極端觀點。,在觀察與理論的關系問題上,有兩種對立的觀點:“中性觀察”觀點和“觀察滲透理論”觀點: 培

21、根以來的歸納主義者倡導獨立于理論的純粹的觀察(中性觀察),并認為只有經(jīng)過這種純粹的觀察才能進入形成理論的階段。,培根,漢森、波普爾、庫恩等著名科學哲學則否認有純粹的中性觀察存在,明確提出“觀察滲透理論”。,馬克思主義的科學方法論,借助現(xiàn)代科學研究,吸取現(xiàn)代科學哲學發(fā)展中積極的成分,提出了觀察、特別是實驗和理論有雙向相互作用的觀點;在科學發(fā)展中,實驗相比理論,實驗的實踐性更強,因而具有更為基礎的地位;實踐比理論總是更為積極和活躍,實驗的新發(fā)現(xiàn)不斷推動理論的進步,修正理論,指引理論的發(fā)展;同樣,理論一旦建立,就規(guī)范著實驗,為實驗的設計提供理論框架和指導,使得實驗更具有理性的色彩。,科學觀察滲透理論

22、,1.科學觀察不僅是接受信息的過程,而且是信息加工的過程。 如,醫(yī)生和普通人從同一張X光照片上獲得的信息大不同,那些作為病理證據(jù)的陰影、線條,是醫(yī)生有目的尋找的,并把這些信息在一有醫(yī)學理論的框架下進行解釋。,2.觀察陳述用科學語言,而科學語言總是與一定的科學理論聯(lián)系在一起。 在使用科學預言時,與之相應的理論框架也會同時發(fā)揮作用。 3.理論在觀察中既起著定向作用,引導觀察者有選擇地接受外界信息,又起著加工改造作用,幫助觀察者理解觀察到的究竟是什么 例如:如1916年5月發(fā)生日食,觀測到科學事實:日食發(fā)生時,從太陽邊緣通過的星光沿著彎曲的短程線傳播。,(五)科學儀器的作用,科學儀器、工具和設備對于

23、科學技術發(fā)展有重要的推動作用,有時候在進行科學實驗時,科研之成敗決定于探測試驗方法及儀器設備的研制。,馬克思把使用什么勞動資料進行生產(chǎn)稱為劃分經(jīng)濟時代的指示器,反映了馬克思主義對于物質(zhì)性工具的重視??茖W儀器是科學技術發(fā)展的“倍增器”、“指示劑”和“先行官”。,馬克思主義的實踐唯物主義高度重視物質(zhì)性的科學實踐,其中科學儀器有突出的地位;近年來,西方科學哲學中開始出現(xiàn)了重視科學實踐的傾向,推進了人們對于科學儀器在科學研究活動中的作用的認識,提升了科學儀器和工具在科學認識論上的地位。這些發(fā)展豐富了馬克思主義科學技術觀和方法論的實踐觀點。,(六)科學實驗室與人工自然,實驗室不僅僅是科學家的研究空間。科

24、學實驗室的實踐對于科學研究有如下作用:,第一,建構特定的微觀人工世界。科學家通過實驗室,構建了一個特定的人工簡單化“世界”,從而規(guī)避了現(xiàn)象本性所包含的巨量的復雜性。,第二,隔離和突出研究對象。它把外部的任何可能的影響隔離開來,并且把建構現(xiàn)象中的若干要素突出出來。,第三,操縱和介入。建構這樣的一個在實踐上被隔離開來的微觀世界的目的,是為了能夠以特定的方式操縱它??茖W家有意地引入一個人工微觀世界,讓事件在實驗室里運動。在實驗室里,科學家不是袖手旁觀者,而是行動者、參與者和實踐者。他們的科學研究方式不僅是“看”,更重要是“做”。,第四,追蹤微觀世界。追蹤實驗涉及到從最初的建構到對整個實驗進程實施的全

25、程控制。通過追蹤,實驗室的微觀世界的種種事件才能變成為可觀察的現(xiàn)象。,二、技術活動的方法,(一)技術思維及其特點,文字內(nèi)容,(一)技術思維及其特點,(二)技術活動的方法,有多種多樣的技術活動的方法,其主要核心是研究技術活動的不同階段、過程和方面,以及如何實現(xiàn)技術活動目標。 技術活動的方法主要包括:,1技術構思方法,技術構思是指在技術研究與開發(fā)中,對思維中考慮的設計對象進行結構、功能和工藝的構思。,技術構思方法包括經(jīng)驗方法和科學方法。,技術構思的經(jīng)驗方法是在勞動者的直接經(jīng)驗的基礎上,以原有技術或產(chǎn)品為基礎,漸進的改進技術的方法,包括模仿創(chuàng)新和技術改制兩類。,技術構思的科學方法是以科學知識和實踐的

26、理論成果為基礎,主要有原理推演法、科學實驗提升法、模型模擬法、移植法、回采法等。,例如,在現(xiàn)代科學工程技術中人們利用模型試驗來研制新型飛機(風洞試驗)、通訊衛(wèi)星、設計水利電力工程、防震高層建筑等等,都是根據(jù)模型與原型的共同屬性(相似的內(nèi)部結構與相似的外部結構),以模型試驗的性能來推斷原型的性能。,生態(tài)學風洞實驗,飛機風洞實驗,汽車風洞試驗,“電子蛙眼”就是研究能跟蹤飛蟲的非常完善的蛙眼而設計出的能跟蹤天上的飛機、衛(wèi)星的技術仿生系統(tǒng)。 科學家還根據(jù)蒼蠅翅膀后長著叫做楫翅的平衡棒的導航原理,研制成一種小巧的新型導航儀器“振動陀螺儀”,以此保持飛機、火箭飛行的穩(wěn)定性。,仿生學(模仿鳥類),人類仿生的行為,昆蟲與仿生,開水壺的啟示讓瓦特發(fā)明火車,蒼蠅與宇宙飛船,電子蛙眼,2技術發(fā)明方法,技術發(fā)明是創(chuàng)造人工自然物的方法。技術的發(fā)明是人類在自

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