1.1 发明与创新
在生活中，人们习惯于把科学和技术联系在一起，统称为“科学技术”或“科技”。实际上，科学和技术既有密切联系，又有重要区别。
科学要解决的问题是发现自然界中确凿的事实和现象之间的关系，并建立理论将这些事实和现象联系起来；而技术的任务则是将科学的成果应用到实际问题的解决中去。科学主要是与未知的领域打交道，其进展程度（特别是重大突破）往往是难以预料的；技术是在相对成熟的领域内工作，可以进行比较准确的规划。
因此，对科学和技术的定义如下。
科学（Science）：如实反映客观事物固有规律的系统知识。
技术（Technique）：完成复杂的或科学的任务的系统步骤。
同理，下面将对发现、发明、创造和创新等概念进行简要论述和限定。
1.1.1 发现和发明
发现（Discovery）是对客观世界中前所未知的事物、现象及其规律的一种认识活动。发现的结果本身是客观存在的，是不以人的意志为转移的。无论人类是否对其有所认识，它都按照自身的规律存在于客观世界中。对这种结果进行认识的活动过程就是发现。例如，物质的本质、现象和规律等，不管人类是否发现了它们，它们本来就是客观存在的。后来被人类认识到了，就是发现。科学研究的目的就是发现这些客观存在的、还没有被人类认识到的规律。发现也称为科学发现（Scientific Discovery）。
发明（Invention）是指具有独创性、新颖性、实用性和时间性的技术成果。通常指人类做出的前所未有的成果。这种成果包括有形的物品和无形的方法等，在被发明出来之前，客观上是不存在的。通过技术研究而得到的前所未有的成果大多属于发明。发明最注重的是独创性和时间性（或称为首创性）。
《专利法》中指出：发明是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。
简单地说，发现和发明的区别主要是：发现是认识世界；发明是改造世界。发现要回答“是什么”“为什么”和“能不能”等问题，主要属于非物质形态财富；发明要回答“做什么”“怎么做”和“做出来有什么用”等问题，是知识的物化，能够直接创造物质财富。科学发现在我国是不授予专利权的。对于那些具有新颖性、创造性和实用性的发明，发明人可以申请专利，通过法律手段来保护自己的合法权益。
我国是一个文明古国，也是一个发明大国。在漫长的中国历史上，我们的祖先创造了灿烂的科技文化，在长达数千年的历史时期内，中国人一直走在世界科技创新的前列，为推动人类的进步与发展做出了不可磨灭的贡献。
从公元前4000年算起，截止到明代末年，世界科技史上的100项重大发明的前27项中，有18项是属于中国人的发明（见表1-1）。四大发明曾在世界文明史上写下了一页页光辉的篇章，其他众多的发明，也在同期名列世界前茅，富有创新精神的中华民族对人类的科技和经济发展起着巨大的推动作用。
表1-1 世界科技史上100项重大发明的前27项
(续）
图1-1 活字印刷术
1.1.2 创造与创新
“创造”一词是对创造活动的综合概括。在《现代汉语词典》里，“创造”被解释为“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或东西”——这是有关“创造”的最一般的解释。
可以说，创造是人们应用已知信息，产生某种新颖而独特的、具有社会价值或个人价值的产品的过程，是“破旧立新”，打破世界上已有的、创立世界上尚未有的精神和物质的活动。作为创造的成果，这种产品可以是新概念、新设想、新理论，也可以是新技术、新工艺、新产品。其特征是新颖、独特、具有一定的社会价值或个人价值。
创新是从英文innovate（动词）或innovation（名词）翻译过来的。根据《韦氏词典》所下的定义，创新的含义为：引进新概念、新东西和革新。
创新理论（Innovation Theory）最早是由奥地利经济学家熊彼特（J. A. Schumpeter，1883—1950）于1912年在其成名作《经济发展理论》一书中首先提出来的。此书在1934年译成英文时，使用了“创新”一词。按照熊彼特的观点，“创新”是指新技术、新发明在生产中的首次应用，是指建立一种新的生产函数或供应函数，是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新组合。他认为创新包括以下5个方面的内容。
（1）引入新产品或提供产品的新质量。
（2）开辟新的市场。
（3）获得一种原料或半成品的新的供给来源。
（4）采用新的生产方法（主要是工艺）。
（5）实现新的组织形式。
有人认为，熊彼特的创新概念过于强调经济学上的意义。大体上可以认为：创新是对已有创造成果的改进、完善和应用，是建立在已有创造成果基础上的再创造。这说明已有创造成果既可以是有形的事物（如各种产品），也可以是无形的事物（如理论、技术、工艺和机构等）。
从一般意义上讲，创造强调的是新颖性和独特性，而创新强调的则是创造的某种具体实现。
创造与创新在概念上的差别体现在以下几个方面。
（1）创造比较强调过程，创新比较强调结果。例如，可以说“他创造了一种新方法，这种方法具有创新价值”。
（2）在程度上，创造强调“首创”“第一”“无中生有”“破旧立新”，主要是指自身的新颖性，不一定有比较对象；创新是建立在已经创造出的既有概念、想法或做法等的基础之上，其着眼点在于“由旧到新”，强调与原有事物相比较。因此，在某种程度上，可以将创新看作是创造的目的和结果。例如，黑白电视机的出现可以看作是一种创造成果的诞生，因为在其出现之前根本就没有电视机；而彩色电视机的出现则是一种创新，因为它是在黑白电视机的基础上，利用其他的科学理论和技术对其进行改造而出现的一种全新的产品。再如，蒸汽机的出现是一种创造（见图1-2），而将它应用到其他工业领域，则是创新（见图1-3）。
图1-2 瓦特改良的蒸汽机（创造
图1-3 蒸汽机火车头（创新
（3）在思维过程上，创造应是独到的，其思维始终站在新异的尖端；创新则是在已经创造出的既有概念、想法和做法等的基础上，将别人的原始想法组织起来，应用到自己的思维活动中去。
（4）在范畴上，创造一般指的多是知识、概念、理论和艺术等方面；创新一般指的多是技术、方法和产品等方面。
（5）在目的上，创造注重的是科学性和探索性；创新更注重经济性和社会性。
1.1.3 典型问题和非典型问题
很多哲学家认为，只有在面对问题时，人才会开始思考，且思考过程是以问题为起点进行的。
当我们看到了问题的现状，并设想了问题被解决后应该实现什么样的状态，接下来就会想办法改变问题的现状。在解决问题的过程中，如果用那些已经熟知的典型解决方法无法解决问题，那么就会考虑采用非典型方法来解决问题。
典型解决方法：是指可以在学校中通过专业教育学到的处理问题的常规方法。对于专业人士来说，典型解决方法是他们工作中经常用到的、非常熟悉的那些解决本领域问题的方法。现有的典型解决方法绝大多数都是前人通过试错法得到的。专业人士通过学习掌握了这些方法后，就可以将它们作为“拿来就用”的工具。
典型问题：是指那些用典型解决方法可以解决的问题。
非典型问题：是指那些用典型解决方法无法解决的问题。
对于一个非典型问题来说，既然无法使用典型解决方法来解决，那么就需要使用具有创造性、创新性的思维方法来找到一种解决方法。这种能够解决非典型问题的，具有创造性、创新性的解决方法对于该问题来说就是一种非典型解决方法。因此，非典型问题也被称为创新问题。相应的，典型问题也被称为非创新问题。
在面对非典型问题时，人们往往会先用各种典型解决方法来尝试着求解。当各种典型解决方法都无能为力时，专业人士就会绞尽脑汁去寻找某种非典型解决方法。一旦所找到的非典型方法解决了该非典型问题，这种非典型方法就会在该领域的专业人士之间传播开来，并最终成为该领域中的一种典型解决方法。这里的“绞尽脑汁”就是人们在面对非典型问题时的真实写照。在绞尽脑汁的过程中，有人通过“顿悟”找到了非典型方法；有人从其他领域找到了可以解决本领域中非典型问题的方法，这种方法在其原有领域中可能已经是典型方法了，但是对于这个领域来说就是一种非典型方法。因此，一种方法是典型方法还是非典型方法是相对的。
为了找到解决非典型问题的方法，处于同一时代的两位先驱者从不同的角度提出了不同的理论。以美国的亚历山大·奥斯本为代表的学者们开创了“创造学” [1] 这种以创造主体的心理活动为主的创新方法体系；苏联的根里奇·阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析和总结，发现了隐藏在专利背后的规律，提出了发明问题解决理论（TRIZ）。TRIZ属于技术创新的范畴，其主要作用就是解决创新问题。当然，非创新问题也可以用TRIZ来解决。