专利法上的抽象思想与具体技术——计算机程序算法的客体属性分析

在方法发明的客体审查过程中，强调作用于物质并改变物质状态的观点，对现代专利法的发展发生了非常深远的影响。在Beson案中美国最高法院法官依然认为“将物质转变到另外一种状态或者另外一种物质，是考察那些没有限定特定机器的方法发明的专利性的线索”。[2] (P70)在1981年著名的Diehr案中，美国最高法院继续受到Cochrane v. Deener案中对于所谓的“物质状态改变标准”的影响[3](P188)[20](P1096)。不仅最高法院如此，美国的联邦法院和专利局也都受这一判断标准影响。联邦法院的法官认为“物质状态改变”这样的描述至今依然显得雄辩有力。[19](P1552) 在联邦法院的判决中，美国最高法院早年的观点也被反复引用用来否定计算机程序方法乃至商业方法的专利性[18](P295) [19](P1552) [21](P770)[22](P169)。美国专利局也依据这一标准反对计算机程序专利[23](P7483)。

当然，专利法对于所谓物质状态改变的要求，不能被绝对化。专利法的权威学者Chisum承认“物质状态改变”的观点的确具有非常强大的影响力，但是他认为最高法院在Benson案中指出物质状态改变是一个线索，实际上并没有指出是否一定要存在这种物理的改变，使这一问题依然处于未决状态。[24](P988)他认为严格而机械地强调物质状态改变，可能导致专利法的发明仅仅限于化学程序和一些机械程序。[24](P988) 与此相对的另外一位权威学者Pamela则不同意Chisum的上述表述，她认为最高法院始终没有改变对于物质状态改变的要求，因此在计算机程序上不能由法院自动放弃这一要求。[20](P1106)

通过上面的回顾，我们发现对于物理物体的利用和物质状态的改变，已经成为专利法区别抽象思想与技术方案的一个经验性的规则。对于有形物体的依赖，对于物质状态改变结果的依赖，使得客体审查具有相对明确的操作性。不仅如此，对有形物的依赖也使知识产权权利的范围显得明确，使得法院能够比较r容易地识别知识产权侵权行为。[25] (P13)

专利客体审查实践中对于物理因素的强调，与我们形而上的关于知识产权保护对象的论述有着一定的差距。在理论上学者们常常强调专利法保护对象作为技术方案具有无形性[26](P75-80)，认为发明方案作为一种技术知识，并没有所谓的物质形态。但是，在具体的审查一项申请主题是否为专利法客体时，专利法则选择另外一种经验型的策略：我们首先想到的是看发明对象是否为看得见摸得着的物体（产品发明）、是否为改变看得见摸得着的物体状态的方法（方法发明）。专利法在判断一项发明是否为专利法上的保护客体时，不是去看这些抽象的发明方案是否是专利法意义上的“发明”，而是直接去看发明的物化结果是否落入专利法上的经验性的分类：对于产品发明，主要看其是否落入了机器、物质、装置的组合，而对于方法发明，就是看其是否利用物理因素对有形的物质进行了状态改变。熟悉这种思路后，我们就不会奇怪某些学者会感叹所谓计算机程序发明与传统的发明不同，是无形的发明（Intangible Invention）。[27] （P355）其实，专利法上的技术观念对于物质结构的强调，有其科技哲学上的认识根源。研究科技哲学的学者就将技术世界看作一个系统，这个系统内存在技术知识、技术活动、技术产品等要素[28]。在一些有影响的关于技术的定义中也强调物理状态的改变[29]，强调技术知识物理结构性的一面。[30] 本文在讨论专利客体审查问题时，基本上沿用了实践中这种经验性的思路，将专利法的保护客体视为具体的具有物理形态的产品或者操作物理因素的方法，而不是采用形而上方案――将专利法保护客体一律视为抽象的技术方案。

三、程序算法与传统工艺结合：传统标准的延续

计算机程序算法通常是基于一定的数学算法、数学模型、数学公式设计的一种抽象步骤[31](P45)。从一开始就被视为抽象的数学原理或者思维规则，被当然地排除出专利客体范围。这一做法背后深层次的原因是这样的：尽管程序算法对应的是数据信息的输入到计算结果的输出这一过程中具体的操作计算机的各种步骤，尽管经过这一处理过程被处理的信息状态发生了显著的改变，但是人们习惯上并不觉得这一信息处理过程中物质的物理状态发生了改变。按照前文提到的传统专利法对于方法发明的要求，计算机程序算法自然不能成为专利法保护的方法客体。

专利法基于传统方法发明客体审查理论对于“物质状态发生改变”依赖，发展出一系列用来审查那些计算机程序算法有关的方法发明的客体属性的理论学说。比如，思维步骤学说、两步测试法、整体论等等。时至今日，思维步骤说、两步测试法已经完成历史使命被专利法所淘汰，而整体论则如日中天，成为专利客体审查领域新的意识形态。[⑧]  这些过时或者现时的学说都有着重要的共同点：它们都直接或者间接地要求计算机程序算法步骤与传统的工艺流程相结合，从而保证被授予专利权的“程序算法＋传统工艺”式的方法发明满足传统专利法对于方法发明的要求――方法发明被实际执行后能够产生现实的物理结果，导致物质状态发生改变。

（一）思维步骤学说

在早期的美国专利法司法判例中，法院采用 “思维步骤学说（Mental Steps Doctrine）”来指导与计算机程序有关的方法发明的客体审查实践。所谓“思维步骤学说”通常是指美国法院从In re Abrams案开始所采用的用来判断计算机程序方法申请是思维步骤还是专利方法的理论学说。[32](P2-29)[33](P912) [⑨]在该案中，法院暗示发明人提出的三个规则的正确性：“（1）如果权利要求的方法全部是思维步骤，则不是专利法上的客体；（2）如果权利要求的方法既有物理步骤，也有思维步骤，而且新颖之处仅在思维步骤，则不是专利法上的客体；（3）如果权利要求的方法既有物理步骤，又有思维步骤，而新颖之处在物理步骤，则该方法是专利法上的客体”[22](P167)。

显然，依据所谓的“思维步骤学说”，计算机程序算法被当然地视为抽象的思维步骤而不是物理步骤。因此，依据思维步骤学说的规则（1），计算机程序算法就被排除出专利法保护的范围。从这里我们也可以看出，思维步骤学的合理性在很大程度上依赖于“程序算法是思维步骤”这一前提的正确性。在本文的后续部分我们将对这一假设前提的正确性进行检讨。[⑩] “思维步骤学说”要求计算机程序发明必须和物理步骤联系起来，才可能通过客体审查。对传统的物理步骤的依赖，实际上保证该发明能够作用于物理世界，产生“物质状态改变”的结果来。因此，“思维规则学说”是专利法关于方法发明的传统审查理论在计算机程序方面的延伸。

“思维步骤学说”对美国早期的计算机程序审查实践发挥过重要影响。美国专利局在1966年出台的限制计算机程序的有关指令（Guideline）时，就是依据所谓的“思维步骤学说”和最高法院在Cochrane v. Deener案关于方法的观点指导下进行的[20](P1040)。在1968年以前，任何形式的计算机程序发明都可能依据“思维步骤学说”而被否定专利性。[3](P1061)

“思维步骤学说”不仅否定了程序算法的技术性，而且要求与程序算法相结合的传统工艺步骤也具备新颖性，对计算机程序相关发明获得发明的过程构成了严厉的限制。美国联邦法院很快找到否定“思维步骤学说”的理由。法院不是从该学说规则1中关于“计算机程序算法属于思维步骤”这一前提着手，而是通过否定该学说规则2和规则3的“方法论”来否定“思维步骤学说”的合理性。美国法院指出，思维步骤学说的规则2和3的审查方法接受了错误的方法论――“新颖点规则（Point of Novelty）”的指导。

所谓“新颖点规则”是指这样的一种专利客体审查方法：在专利申请的方案进行专利客体审查时，将申请的技术方案分割为若干要素，对比在先技术，看在先技术中是否已经存在该分割后的各个要素，然后单独挑出申请方案中那些未被在先技术揭示的新颖点（要素），接着看该新颖点（要素）本身是否属于专利法意义上的保护客体。如果新颖点本身属于专利法意义上的客体，则该申请通过客体审查；如果不是，则该申请技术方案整体上也不是专利法上的保护客体。[20](P1077)

“新颖点规则”下的专利客体审查方法显然违背专利审查的客体审查与新颖性审查两个环节的分工习惯：专利法通常先审查一项申请是否构成专利法意义上的客体，然后再依据专门条款审查新颖性、实用性、创造性、充分公开等条件[3](P1058)[34](Note125-127)。在进行第一环节的客体审查时，我们假设这些发明方案是新颖的、实用的并具有创造性[3](P1058)。也就是说，即使一项方法发明的各个步骤与在先的专利方法一模一样，从理论上讲依然可以通过 “是否为客体”的审查。[11]

“新颖点规则”的错误之处不仅在审查环节分工上，而且在于其所采用的“分割要素寻找新颖点”的方法本身是错误的。关于这一点，在后文关于“整体论”的论述中有着详细的分析。这里仅仅举一些案例加以说明。如果按照新颖点规则，In re Miller案中带有刻度标尺的水杯[35](P1392)，In re JONES中的带有明暗图案的圆盘编码装置就可能无法获得保护。[36](P1007)在杯子上印上刻度线，在圆盘上设置明暗区域，似乎仅仅是在先的装置上增加图案――也就是说同在先技术相比，唯一的区别就是增加了不受专利法保护的线条或者色块。因为刻度的存在，的确使得该杯子具备了重要的度量功能，因为圆盘明暗区域的存在，使得装置具备了编码功能，这些似乎都属于实实在在的技术效果。在这些案例面前，新颖点规则无法自圆其说，因此它被淘汰的命运就不可避免了。

美国法院在1969年的In re Bernhart案中明确否定了新颖点规则的正确性。[37]（P1399）[12] 在后来的一系列案子中，美国法院反复批判所谓的“新颖点规则” [13]。如前所述，思维步骤学说的规则2和3不幸采用了这种饱受批评的“方法论”――新颖点规则，这就导致思维步骤学说本身被彻底否定。在 In re Musgrave案中[38](P889)，法院明确指出思维步骤学说的逻辑错误，从而彻底清除了Prater和Bernhart案后这一学说的残余影响。[3](P188)

（二）两步测试法

在思维步骤学说被否定之后，美国联邦法院又选择了另外一种替代性的理论来指导计算机程序相关发明的客体审查。这就是美国联邦法院在经历In re FREEMAN（ Flook案之前）、In re WALTER、Abele（Diehr案之后）形成了所谓的两步测试法。两步测试法的第一步是看权利要求是否对某一算法提出保护要求，第二步在不同历史阶段则有所变化。在In re Freeman案中第二步是看授予计算机程序发明专利会不会导致算法被完全独占 [39](P1245)；在In re Walter案中第二步则变为“看算法是否被应用于具体环境，与前后物理要素之间存在结构性联系（在装置发明中）、或者被用来限制特定的物理步骤（在方法发明中）”。[21](P767) 在In re Abele案中第二步则变成“舍去算法步骤的方案是否构成技术方案”。[40](P907)此案之后，两步测试法基本定型，被称为“Freeman-Walter-Abele Test”。[20](P1087-1088)[Page]

联邦法院发展两步测试法实际上是在响应最高法院在计算机程序算法的专利审查方面的立场。在Benson案中，美国最高法院一方面强调，抽象的数学公式并非专利法意义上的保护客体。在权利要求引用了数学公式（科学原理或者自然现象）的情况下，必须考虑权利人是否试图对该抽象的公式寻求专利保护。[2](P72)法院认为申请人不能以抽象数学公式应用于具体的技术环境的方式来规避这一原则。[41](P589)在法院看来，不具备重要意义的后续工艺步骤（Insignificant Post-solution Activity）并不能使得该不能保护的客体成为受保护的客体，否则，普通的技术人员就能够轻易规避这一限制。[41](P590)然而，另一方面法院又承认如果包含该数学公式的方法从整体上是一个具备一定专利法意义上的功能的方法（比如将物质改变到不同的状态），则符合专利法101关于客体的规定。[3](P1059) 美国最高法院没有能够在这两极之间划定一个明确的界限，因此Diehr案中的法官Stevens在异议意见中指出最高法院这一标准依然缺乏政策上的明确性，没有能够使得专利律师对此有一个明确的预期。[3] (P188)联邦法院在最高法院的模糊判决之下，努力地寻找落实上述思路的操作性的规则。两步测试法就是当时法院的努力的结果。两步测试法在一定程度上克服了Stevens在Diehr案中所述的模糊性，具备了较强的操作性。不过，同Besnon案和Flook案最高法院的做法相比，两步测试法显著扩大了保护的空间。美国联邦法院在后来的一系列与计算机程序有关的案件中均采用了这种方法[42](P835)[43](P1053) [44](P1358)[45](P1370)。美国专利局也全面接受这一方法的指导。[23](P7483)[46](P563)

两步测试法与思维步骤学说相比，没有赤裸裸地强调在客体审查环节要找出发明方案的新颖点，然后看该新颖点单独是否构成专利法意义上的客体（新颖点规则），但是它与“思维步骤学说”一样，也采用了分割发明要素的审查方法。和思维步骤学说一样，定型后的两步测试法在判断是否为专利法保护客体时，对程序算法进行特殊对待，将其完全排除出专利性的审查之外，然后考虑剩余物理要素是否具备专利法上的客体属性。从这里我们也可以清楚地看出，两步测试法依然秉承了机械时代区分抽象思想和技术发明的经验性规则――“法院对于工艺流程的“工业”（industrial）或者“物质转变" 等特征的强调，[20](P1090) 实际上就是要求发明方案在排除程序算法之后，依然符合传统的方法发明的审查要求：存在切实的物理步骤以及与之伴生的必然结果――物质状态的改变。

鉴于两步测试法存在上述方法论上的问题，美国联邦法院在Diehr和Chakrabarty案以后就很少适用两步测试法。[5](P1374)在In re Alappat案联邦法院则非常明确地否定了两步测试法的合理性。因此，In re Schrader案后美国法院就不再适用两步测试法。[6](P1140)

（三）客体审查的整体论

在否定思维步骤学说、两步测试法、新颖点规则等学说规则的过程中，要求综合发明各要素进行整体判断的整体论在客体审查实践中取得了统治地位。所谓“整体论”，是指在专利法上权利要求必须作为一个整体来对待，是专利法上的一项基本原则[3](P1059)[47](P32)[48](P1385)。专利法在新颖性与创造性审查、侵权认定等场合均强调这一规则。在整体论看来，绝大多数的发明都是一系列已有要素组合的结果（比如一台机器、一个流程），我们不能单独通过各个要素是否具备专利性来决定该发明是否具备专利性[49](P21-22)。具体到客体审查环节，我们不能分割发明方案的各个要素，然后考虑各个要素特征单独是否应该成为专利法意义上的客体，也不能刻意忽略掉部分已有要素或者非技术性要素之后再考虑剩下的要素是否构成一个发明方案，而应该综合发明的各个要素从整体上看这种结合是否具备了所谓的“机器、制造物、物质、方法”的构成要件。也就是说，“整体论”认为在客体审查环节人为地分割发明的各个要素、区分所谓的新的要素还是已有要素、区分技术性要素和非技术要素不仅没有必要，而且是错误的。

美国最高法院在1981年的Diamond v. Diehr案中接受整体论的指导，历史性地为软件专利保护打开了大门。此后，美国联邦法院开始在整体论的影响下，大大拓宽了计算机程序专利的保护范围。[50](P1583)[4](P1584)[19](P1526) 在对计算机程序相关发明进行客体审查时，整体论要求法院将程序算法步骤和具体的物理步骤结合起来，从整体上考虑该方法是否构成专利法意义上的技术方案。[14]

在计算机程序相关发明的客体审查上，整体论在一定程度上突破了传统的“思维步骤说”、两步测试法等学说规则的束缚。它强调不应人为将相关技术方案分割成算法要素与传统的物理要素，也不能对程序算法要素进行歧视、排斥。但是，整体论的理论突破是有限的，法院在整体论强调程序算法应该与其它要素一起被综合对待，却没有直接承认程序算法本身就是专利法意义上的方法发明，从而可以直接成为专利法上的客体。美国法院从1981年到1994年，甚至到现在似乎都还在维持着这一认识。在中国，这也就是大家所熟悉的软件与硬件相结合的保护策略。因此，专利法上的现行的整体论实际上还是回避了单纯的计算机程序算法本身的客体地位问题，而是在综合其它要素进行综合判断的名义下，继续依赖发明中程序算法之外的物理步骤来确保专利法客体审查的正确性[51]（P241）。也就是说，传统观念中对于方法发明的物质状态改变的要求，依然在顽强地左右着计算机程序发明的客体审查。

四、程序算法与思维步骤

在过去形成的计算机程序相关发明的审查理论学说中，计算机程序算法需要与传统的工艺结合，才可能成为专利法意义上的保护客体。而计算机程序算法本身在这些学说中无一例外地被视为抽象的思想或者思维步骤，被当然地排除出客体范围。其实，美国判例法广泛接受的这一理论前提，并没有想象中的那么可靠。它并不能经受住法律逻辑的考验，甚至违背基本的社会常识。接下来，我们具体揭示专利法排斥思维步骤、计算机程序算法被贴上“思维步骤”的标签的原因，以及标签背后的存在的错误。

（一）  什么排斥思维步骤

专利法意义上的思维规则，是指人的大脑执行的思维步骤、方法等，最为典型的应该是数学理论规则等。[15]思维方法（步骤）例外与专利法传统中对于方法发明的理解，有着高度的契合：由人脑思维活动所执行的步骤，比如选择、判断、观察等，缺乏对物质世界的直接操控，[52] (P10)也没有有形的结果产生。因此，专利法直接将思维规则视为抽象理论排除出专利法保护客体范围的就一点也不奇怪了。

专利法否定思维规则的专利性，也有另一方面的解释：如果一项发明的实施过程，需要人的主观思维判断能力的介入，则发明方案的技术效果依赖于不同人的主观思维能力，具有不确定性。也就是说，该发明方案不具备客观性（可重复性），发明人无法在专利申请文件中实现所谓的充分公开从而保证普通技术领域的能够独立实施该技术方案 [33](P907)[53](P886) [16]。当然，方法发明对于所谓人的主观介入的排斥，也不是完全绝对的――很多方法发明中的物理参数（温度、时间、色度等）常常需要人来把握。只是这些判断活动并不过分依赖于个性化的思维活动。

从公共政策的角度否定思维规则的可专利性也有相当强的说服力。社会普遍认为人类思想领域应该保持自由开放。个人思想的自由与保护个人创造物具有同等的价值[52](P11)。专利法禁止对思维步骤提供专利保护，是为了防止专利权人利用专利法禁止他人在大脑中利用该思维规则，给予过宽的保护。[52] (P4) 事实上，用专利法来干涉人的思维自由是非常不现实的――侵权活动很难察觉。即使这种干涉是可能的，社会也无法接受这种粗暴干涉。

（二）程序算法与思维步骤

程序算法的产生过程与思维步骤有着非常紧密的联系。人们深受这一联系的影响，无法客观地对待程序算法，从一开始就将其视为思维规则。计算机程序算法一般是程序员在大脑中利用某种数学模型而设计的一步接一步的运算步骤方案。在应用于计算机之前，程序算法作为一个独立的抽象方案就已经在人脑中存在。因此法院很容易接受这样的观点：“程序算法代表思维过程，没有应用于现实的物理要素或者方法步骤”。在Benson案以前， 美国专利商标局一般认为如果程序步骤能够由人的大脑单独或者在纸笔协助下演算完成，则不能受到专利法保护。[20] (P1044) Benson案法院就倾向于就认为计算机执行算法的过程与人脑进行思维规则的过程是一致的。[2](P65)为了说明程序算法与思维步骤的一致性，有学者还引用近三十年来认知心理学的研究成果：“认知心理学已经认为人的行为表述是可计算的。人的思维从某种意义上就是借助于算法进行的。思维步骤序列和算法是相同的事情。”[54](P1024) 在上述认识背景下，尽管计算机在执行程序算法的过程中，无需人脑的介入，不属于典型的思维过程，法院依然认为计算机不过是人脑的替代物，将程序算法与思维步骤等量齐观。

程序算法作用的对象是抽象的数据信息。虽然程序算法被运行之后会导致信息的变化，但是社会普遍将信息与载体分离，认为信息只是一种抽象的内容，并不具备物质形态，因此信息状态的变化并不被视为物质结构的变化。依据前文所述的传统专利法对于方法发明客体的基本要求，程序算法即使不被视为思维规则，也不能获得专利法上的客体地位。[Page]

程序算法受到排斥的另外一个主要原因就是算法与数学的天然联系。专利法过去当然地认为数学和自然规律的发现，都不可能获得专利保护。程序算法实际上就是基于各种各样的数学模型设计出来。对程序算法谋求专利，很容易被认为是对数学规则谋求专利保护。因此，有学者指出：“随着计算机的出现，纯的数学和技术之间的界限被打破。专利法可能面临着将保护延伸到自然科学领域的风险。” [54] (P1026)

（三）操作机器的方法

在程序算法与计算机发生联系之前，将其视为抽象规则表面上还有一些道理。一旦程序算法和计算机联系起来，成为与计算机程序中所包含的操作计算机的方法步骤，则立即具备了与思维步骤迥然不同的一面。如我们所知，人脑的介入是思维步骤之所以成其为思维步骤的必要条件，[55](P63)而程序算法实际上是由电脑（机器）执行的方法步骤，从定义上显然不能直接归入所谓的思维规则这一类别。程序执行过程中，完全独立于人的思维，无需人的思维判断能力的协助。[56](P689)正因为如此，在 In re Prater案中法院认为，如果程序所揭示的步骤能够通过抽象的思维步骤进行，也可以通过非思维的操作实现，则不能排除该程序步骤的专利性[57](P1399)。法院在In re Musgrave案中指出，“那些能全部由装置执行的步骤，并不会因为这些步骤的部分或者全部也能够通过人的思维执行，就不再是专利法意义上的保护客体。也不能因为执行这些步骤中需要执行者的思考，就否定其为保护客体。”[38](P893) In re Musgrave案因此也被专利法得权威学者称为体现专利法在这一领域的最高水准的司法判例。[24](P971)

同样的我们也不能因为算法步骤本身和数学规则（思维规则）存在对应的联系，就将计算机操作步骤理解为由人来执行的思维规则。In re Chatfield 法院认为，所有的机器的物理功能，都能够被数学模拟。我们不能仅仅因为发明的新颖之处能够为数学规则所描述，就否认这些机器不是专利法意义上的客体。我们不能惩罚那些通过揭示内在的非显而易见的数学联系并利用该发现作出发明的发明者，而对那些虽然不了解内在数学联系通过盲目尝试而获得相同机器的发明者给予奖励。[15](P158) In re Berhart案中，法官认为“所有的根据物理规律运行的机器，都可以用数学的方式加以模拟”。[37](P1399)  State Bank案中法院引述 In re Iwahashi案，认为在任何一步接一步的操作方法, 无论是电子的、化学的或者机械的，都涉及宽泛意义上的算法。[5] (P1375)

专利法将客体范围延伸到程序算法，并不意味着放弃抽象思维规则不能申请专利的基本原则。程序算法完全由计算机独立运行，这一过程中并不需要个人主观判断力的过度介入。因此，不存在专利法在否定思维规则专利性时所担心的无法充分公开、不可重复再现等方面的问题。程序算法专利保护的后果是他人不得按照该程序算法运行（操作）计算机，不会导致算法思想在计算机程序以外领域的使用受到限制，也不会妨碍个人的思想自由。从这里我们也可以看出，程序算法依然对现实世界的物理因素（计算机）有着直接的依赖，也正是因为这种物质依赖保证程序算法从本质上时操作现实世界里存在的机器的方法，而不是抽象的思维规则。也就是说，在程序算法的客体审查过程中，我们依然坚持了机械社会形成的区分技术方案与抽象思想的经验性的标准――对物理因素的利用。

五、承认程序算法的客体属性

（一）程序算法与“物质状态改变”

在澄清了专利法将程序算法视为抽象思维规则的错误认识之后，我们进一步按照专利法区分抽象思想与具体技术方案的传统标准来考察计算机程序算法的专利客体属性——计算机程序算法作为一种方法被运行之后，是否导致“物质状态的改变”？如前所述，程序算法作用的对象是各种数据信息，作用结果是固化在载体上的信息状态发生变化。但是，载体上的信息文本的固化和变化并不被视为专利意义上物质状态改变 [20](P1106-1112) [17]  。 这一认识实际上只是一种偏见，不存在逻辑和事实基础。

操作传统的机器实现某一目标的方法，作为方法发明属于专利法保护的客体。[58](P647) 传统的机械系统，是一种物质体系，在外力的操作下进行运转，必然会导致物质状态发生改变——要么是机械系统本身，要么是其作用对象。因此，操作传统机器系统的方法，通常都能够通过方法发明的客体审查环节。当然，该方法能否最终获得专利授权，还要看其它要件是否得到满足。[18]

计算机程序算法实际上操作计算机这一特殊机器的一种方法。计算机不过是一种具备传统机器物理特征（需要消耗能量、具备物理形态、能够被人为控制）的特殊机器系统。传统的操作机器系统的方法可以导致物质状态发生改变，为什么操作计算机这一特殊机器的方法就不能呢？这一逻辑上的矛盾迫使我们回过头来检讨计算机程序算法与“物质状态改变”之间的因果关系。其实，计算机这一物理装置按照程序算法一步一步运行时，是对物理力量的利用。程序运行的每一步骤，都导致计算机处于不同的电子或者磁力状态。[59](P139-140) 程序运行的结果表面上是信息的变化，实际上是物质物理状态的变化。因为信息与载体在物理世界中是密不可分的，对计算机来说“载体就是信息” [59](P113)，信息本身被改变，也就意味着带有信息的载体的物理状态被改变。对此，有学者提供了一种更深层次的解释：“在最基础层面的布尔代数（Boolean Algebra）中的“与”（AND）、“或”（OR）功能的实现，都是由串连或者并联的晶体管实现。显然，不同结果的输出，背后对应的元器件的物理状态是不同的。因此，甚至一个输出信号都是物理的。”[9](P430) “所有的方法客体都是思想……计算机程序也可能是一种思想，但是它不是像重力法则式的抽象思想。程序像所有的方法步骤一样，针对具体的物质表象（material manifestation）。 即使是最抽象的程序也必须有代表“0、1”的电路与之相对应。” [9](P429)

美国法院虽然没有接受程序算法运行后导致物质状态的观点，却事实上承认了这一观点背后的推理逻辑。美国法院在二十世纪九十年代以来的一系列案件中实际上认为程序等信息存入磁盘载体，导致计算机或者磁盘本身物理结构发生的变化。[19]  沿着这一逻辑，法院就不可能否认计算机程序算法在操纵计算机运行之后，的确会导致现实世界的物质（信息载体）的物理结构发生变化。也就是说，即使按照专利法上区分抽象思想与具体技术方案的传统标准，程序算法也是一种导致物质状态发生改变的具体技术方案，并非独立于客观物质世界的抽象思想。

（二）“机器”与“方法”自由切换的含义

通过对方法发明客体审查理论的纵向分析，前文的结论是程序算法应该视为专利法意义上的方法发明。除此之外，横向考察专利法在计算机程序相关发明上的立场，我们也发现：专利法一旦承认普通计算机属于专利法意义上的机器，承认带有特殊程序运行的计算机是专利法意义上的机器，那末承认程序算法属于专利法意义上的方法就不可避免了。

专利法保护的发明客体在理论上有着两种鲜明的分类类型——产品和方法，但是在实践中这两种分类并不象理论上想象的那样泾渭分明。在很多场合，专利法上的所谓功能限定性权利要求模糊了方法发明和装置发明之间的界限。[60](P1146)发明人可以利用功能性限定语言将实现某一功效的方法描述成实现某一功效的装置系统，从而实现装置（Apparatus）权利要求与方法权利要求的简单切换。[60](P1146)因此，在客体审查环节区分装置权利要求权利要求还是方法权利要求并以此来决定是否属于保护客体，并没有法律意义。State Street Bank案法院也认为如此。[5](P1374)

 计算机程序相关发明一方面以产品（装置）权利要求的形式寻求保护，将相关发明表述成带有特定程序算法的机器系统；另一方面以方法权利要求的形式寻求保护，这就是前文所说的将程序算法表述成操作计算机机器系统的方法。[6](P1130) [20]计算机装置发明与程序方法之间并没有本质的界限。利用权利要求的撰写技巧，“专利申请撰写者可以轻易地将计算机程序相关发明定义为方法或者机器发明，或者同时是方法和机器。”[59](P139-140) 美国法院判决的诸多案例也正好反映了这一现实。[21] 因此，在计算机程序相关发明的客体审查环节，刻意区分所谓的装置和方法权利要求，并以此作为客体审查结论的基础，同样没有意义。

现在，专利法已经无法否定带有特定程序的数字计算机的专利客体地位，于是“按照特定程序算法操作数字计算机的方法”就不应该受到区别对待。否则，专利法将陷入自相矛盾的境地[19]（P1567），鼓励申请人在撰写计算机程序发明的权利要求时玩“装置”和“方法”的文字游戏。美国联邦法院的著名法官RICH在In re Benson（1971）案中就非常坚定而明确地阐述了这一思想。“Benson的方法除了能够使计算机更快地运行外，并没有其它特殊的用途。而如我们所知，计算机是一种机器，这是毫无疑问的。作为机器，肯定是实用技术的一部分，而不是自由艺术（Liberal Art）。我们怎么能说，让这些机器运行得更迅速、更有效的方法不是技术，不具有实用价值呢？”[56](P688) 

（三）终结客体审查理论的混乱局面

美国法院在1968-1972年期间，在一系列案件中对与计算机程序相关的发明表现出宽容的接纳态度。[38](P893) [57](P1393) [61](P856)按照美国联邦法院在这段时间的思路，程序背后的算法步骤能够为机器所执行，自然不是所谓的抽象的思维步骤，不存在专利法上的障碍。[56](P689)至此，程序算法获得专利保护的障碍几乎被完全消除了。[20] (P1104)[24](P961) 然而，美国最高法院在1972年Benson案的判决中，否定了美国联邦法院在上个世纪60年代形成得合理结论，引发了旷日持久的争论。美国法院在70年代到90年代初期在计算机程序保护方面陷入混乱状态。[8](P1046) [20](P1025)[62](P2187)[Page]

Benson案法院旨在限制对那些基础性的算法进行独占，而Flook案却走得太远，甚至否定程序算法在具体技术领域中的应用方案的专利性。此后，最高法院在Diehr中不得不对先前的方向作出修正，回到程序算法结合传统工艺背景可以获得专利保护的老路子上来。最高法院在Benson－Flook－Diehr一系列案子中的摇摆不定的立场，导致联邦法院在计算机程序发明相关案件中陷入混乱。前文对“思维步骤学说”、“两步测试法”、“整体论”等学说规则的阐述已经充分揭示了这一点。直到90年代，美国联邦法院在一系列案件中对Benson案作出限制性解释又重新回到了正确的轨道上来[15](P160)。[22]

美国法院在计算机程序算法的客体审查问题上虽然回到正确的轨道上来，不再全面否定程序算法的客体属性。但是，美国法院却没有沿着正确的轨道走到底。在论证程序算法作为一种方法发明的客体属性的时候，美国法院在新近的案子中不按照本文前面的逻辑直接强调程序算法是导致物质状态发生改变的操作机器的方法，而是选择了另外一种策略：强调区分一种程序算法是方法发明还是抽象思想的关键是看该程序方法处理的信息对象本身是否代表有现实的物理意义。[5](P1375) [21](P768)如果处理的信息本身代表着现实的股价、金融、温度等信息，则这一处理方法本身可能就是保护客体；反之，如果处理信息本身仅仅是数学数字，没有物理的意义，则不属于专利法上的保护客体。[5](P1373) 这实际上是根据该算法的结果的不同，区别对待算法本身的技术性。[58] (P657) 美国法院这一做法背离了专利法客体审查的传统，将方法发明的客体审查与实用性审查混同起来，人为地制造理论上的混乱。[63](P226) 程序方法本身具备了方法发明的物质表象，就应该从专利法上确认其专利客体地位。至于该方法运行之后的结果是否具备现实的有用性，那是实用性审查要做的事情。我们不能将实用性审查作为客体审查的一项条件。[23]决定算法属于专利客体的因素是算法本身是操作机器的过程，不是程序运行产生的特殊结果。至于结果是否具有产业上的意义，应当在实用性审查环节加以考虑，但是这显然不能成为拒绝算法作为计算机运行方法作为专利法保护客体的合适理由。

现在信息技术已经有了长足的发展，社会对信息技术的观念也发生了很大的变化。众所周知，按照一定的程序算法的安排运行计算机，将使得计算机具备了新的功能。比如，多窗口的任务管理、文本格式转换、加密措施、笔迹的识别、语音识别、多路径选择等等[24]。人们可能已经习惯了认为对抽象信息进行机器处理的方法，在导致信息状态发生改变以后，就的的确确具备了实实在在的功效，因而不论人们是否了解这一操作过程是如何进行的，也不论人们是否意识到存在所谓的物理状态的改变，人们已经自觉或者不自觉的接受了此类发明的技术性。因此有人提出“对信息进行加工的方法”也是专利法意义上的发明方案。

在当下的信息时代，依然强调以机械时代建立起来的区分抽象思想和具体技术方案的标准来审查程序算法的客体属性，多少显得有些迂腐。但是，本文认为事情还没有发展到这种地步：“专利法上的技术典范是工业革命以来的机械创新模式,无法适应信息时代的算法创新模式”。[64](P9,Note2)

通过前文的分析，我们已经指出专利法传统理论中关于方法发明的客体审查标准，并不否定程序算法的专利性，相反，这一标准可以用来支持程序算法的客体属性。不仅如此，这一标准依然是区分抽象思想和具体技术方案的有效的武器，“信息状态改变”并不能真正替代“物质状态改变”而成为信息社会专利客体审查的新标准。仅仅注重信息前后状态的改变，不注重方法的物质性，并不能有效区分思维规则与具体的方法发明。的确，社会公众对于信息技术有着更为直观和简洁的解读方法，公众完全可以忽略信息与载体的关系，忽略专利法上对所谓物质状态改变的强调，但是，专利法的学者不能就此忽略这一标准背后的真正含义和目的。在计算机程序算法上，我们可以按照社会公众的理解为程序算法的客体属性提供表面的肤浅的解释方案，不再需要带着传统理论的脚镣跳舞。但是，背后真正的原因是因为程序算法已经通过传统理论的审查，而不是专利法接受了新的迎合计算机程序的审查标准。

六、结论

“抽象思想不能获得保护”已是专利法上的经典原则，相应的如何区分抽象思想与技术方案也就成为专利法上的古老话题。专利法最初将保护客体从具体产品延伸到方法发明的时候，摸索出一套行之有效的区分抽象思想与具体技术方案的方法，其中最为核心的判断标准就是方法发明在运行之后应该导致物质状态的改变。

程序算法虽然可以理解为操作机器的方法步骤，但是传统上专利法基于算法和数学的密切关系，将其视为所谓的抽象思维规则。在方法发明须导致物质状态改变的理念引导下，专利法上先后出现了“思维规则学说”、两步测试法、整体论等客体审查规则。这些学说都对程序算法本身持歧视态度，要求程序算法必须和传统的工艺流程相结合，才能够成为专利法意义上的方法发明。思维规则学说、两步测试法都因为其方法论方面的错误，最终被专利法所抛弃，而整体论则暂时取得了主导地位。浮沉变幻的学说背后有一项理论基石并没有发生质的变化：客体审查学说始终要求传统的工艺流程步骤存在，从而保证包含程序算法在内的方法发明能够满足“物质状态改变”的传统要件。

本文认为程序算法是为了某一目的运行那些独立于人脑的物理系统（计算机）的具体方法步骤。程序虽然以抽象的数学语言被描述，但并非抽象的思维规则。程序算法被运行之后，的的确确会导致传统专利法意义上的“物质状态改变”。专利法的传统理论有意或者无意地忽略了这一物质状态的改变，因而在计算机程序算法问题上陷入长达数十年的混乱状态。现在专利法承认“程序＋计算机”可以以机器的形式成为保护客体，这使得专利法拒绝“操作计算机的方法（程序算法）”客体属性的错误更加突出。美国法院在上个世纪九十年代以来逐步回归到正确的轨道上来，但是至今未在程序算法问题上做出最后的澄清。美国法院在确认某些程序算法的客体属性时，选择了另外一种饮鸩止渴的方法――将实用性审查和客体审查混同起来为。这一策略在一定程度上舒缓了计算机程序算法谋求专利保护的给专利法带来的压力，但是它又一次给专利法的客体审查理论带来新的混乱。

本文认为问题不在于机械时代的客体审查理论自身，而在于社会上广泛存在的误解。传统的区分抽象思想与具体技术的标准并不象某些学者想象的那样会否定程序算法本身的客体属性，相反，它直接从正面支持程序算法成为专利法上的方法客体。本文认为到目前为止，专利法并没有获得新的可信客体审查标准，依然有必要坚持机械时代摸索所得的强调“物质状态改变”经验性客体审查规则。物质状态改变对于分析发明是否具有实际产业价值，并无现实帮助，但是对于判断该发明是否为抽象思想则有着重要意义。沿着这一思路对专利法的传统理论进行整理，专利法能够最大限度地尊重专利法的历史传统，消除专利法理论上的混乱，同时又非常及时地消除了技术进步对客体审查理论的挑战。

最后，需要强调的是，本文仅仅是通过对专利的传统理论的梳理，得出传统的专利客体审查理论支持程序算法客体合法化的结论。本文并不排除立法者基于产业政策上的原因否定程序算法客体地位的可能性。中国现在的产业政策是否支持对算法进行保护，尚要深入研究，本文无意涉及。[Page]

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[①]  抵制这些主张的是 “思维规则学说”、“新颖点（Point of Novelty）规则”、“印刷物规则”、“商业方法例外”等等。在计算机程序专利保护的争论中，这些规则有些被直接否定，有些被宣布不适用于计算机程序。在1998年State Street Bank & Trust Co. v. Signature Fin. Group案以后，计算机程序在美国专利法上取得胜利，几乎突破了专利法在客体问题上的所有传统障碍。

[②]相关案例可以参考Mackay Co. v. Radio Corp., 306 U.S. 86, 94；Rubber-Tip Pencil Co. v. Howard, 20 Wall. 498, 507；Le Roy v. Tatham, 14 How. 156, 175；Funk Bros. Seed Co. v. Kalo Co., 333 U.S. 127, 130等。

[③]中国学者讨论这段历史的论文很难看到，应该能说明这一点。

[④]英国最终通过司法判例（代表性的案例为Crane v. Price, 1 Web PC 393 (1842)）将制造物（Manufacture）的覆盖范围延伸到方法发明。

[⑤] 在Cochrane v. Deener, 94 U.S. 780； O’ Reilly v. Morse, 15 How. 62等案中，美国最高法院对所谓过宽权利要求的否定态度，实际上很大程度与当时法院对“抽象”的方法发明的排斥态度有关。这也是O’ Reilly v. Morse案异议法官在异议意见中详细论述方法专利保护正当性的原因。

[⑥] 在 National Research Development Corporation’s Application案中法官系统地阐述了澳大利亚法院对于Set. 6 of the Statute of Monopolies的“Manufacture”拓宽解释的历史过程。

[⑦]美国专利法1793年专利法中规定的保护对象就是任何有用的“方法（Art）、制造物、引擎、机器、装置”等。此后，这一表述除了经历了个别文字上的调整外，没有发生重大变化。但是，一般认为在美国最高法院在有着划时代的意义的Cochrane v. Deener案之前，专利法对于方法发明的保护处于不确定状态。

[⑧]从Diamond v. Diehr (1981)到State Street Bank & Trust Co. v. Signature Fin. Group(1998)美国法院在一系列案子中都是在整体论的名义下肯定计算机程序相关发明的客体地位的。

[⑨] 一般认为In re Abrams (1951)是开创这一学说的案例。不过，有学者指出，此前已经由一系列相关的案例，比如Ex parte Read ，123 U.S.P.Q. (BNA) 446 (Pat. Off. Bd. App. 1943)，Ex parte Meinhardt ，[1907] Dec. Com. Pat. 237.. Ex parte Toth, 63 U.S.P.Q. (BNA) 131 (Pat. Off. Bd. App. 1944).等等。

[⑩] 本文认为这一前提是错误的，参见后文第四节的讨论。

[11] 关于新颖点规则的介绍和评论可以参考In re Bernhart(1969), In re Freeman(1978),In re Walter(1980)等。美国专利商标局在一系列案件中基于新颖点规则认为计算机相关发明同在先技术的区别仅仅在于算法，从而否定计算机程序相关发明的专利性。

[12] 美国法院指出，“有一种主张认为‘如果发明的权利要求的新颖之处仅仅在于一种表达，其它部分均是已有技术，而表达本身不是专利法意义上客体（比如机器或者机器部件），则整个发明不是专利法保护客体’。 我们认为这种依据现有的专利法成文法和案例法，这种观点是错误的。”

[13]比如 In re Chatfield（1976），In re de Castelet（1977），In re Freeman（1978），In re WALTER(1980), In re Lowry(1994)等。

[14]代表性的案件是In re Alappat、In re Warmerdam、In re Lowry等。在这些案件中，计算机程序相关发明以方法或者产品发明的形式交替出现。法院基本上从整体上看方法或者产品中物理要素存在与否，来决定是否可以获得专利法上的保护。对于整体论的强调，最新的案例应该是State Street Bank & Trust Co. v. Signature Fin. Group案、AT&T v. Excel等。对于机器形式的权利要求，整体论在判断其是否为专利法意义上的客体时，仅仅需要考虑的是发明方案整体上是否为机器，而无需看该机器同已有机器是否发生了结构性的改变通用的数字计算机是专利法意义上的机器，是专利法保护的客体。那么，安装有特定程序而具备特定功能的计算机自然应该视为专利法意义上的机器。这一机器的专利客体属性，并不因为增加了计算机程序而有所变化。

[15]中国《专利审查指南》第一章第3.2节有比较详细的说明。“智力活动，是指人的思维运动，它源于人的思维，经过推理、分析和判断产生出抽象的结果，或者必须经过人的思维运动作为媒介才能间接地作用于自然产生结果，它仅是指导人们对信息进行思维、识别、判断和记忆的规则和方法，由于其没有采用技术手段或者利用自然法则，也未解决技术问题和产生技术效果，因而不构成技术方案。”

[16] Katharine认为思维步骤学说一开始是因为与人的思维判断有关的发明无法充分表述或者充分公开（美国专利法112条上的要求），但是却阴错阳差地成为否定专利法101条客体的规则。Jeffrey认为，依据所谓的思维步骤学说，思维步骤即使能够为物理装置执行（例如利用纸、笔计算）也不能成为保护客体，因为这些操作需要人的思想介入并作出决定。

[17] Pamela认为美国最高法院始终没有改变对于物质状态改变的要求，因此在计算机程序上不能由法院自动放弃这一要求。不过，她认为文本的固化并非专利意义上物质状态改变，反对Chisum关于算法作为方法应该受到保护的观点。Pamela认为虽然有些算法比如炼钢的程序控制算法等有作用于工业原材料的工业应用。但是，另外一些算法（比如Benson案的算法、分析巴尔扎克小说句子结构的算法等）仅仅和应用该算法的文本有关联，并非传统专利法意义上的实体应用。

[18] 比如操作方法虽然改变了物质状态，但是没有任何现实意义，就会在实用性审查这一环节被否定。新颖性、创造性等审查环节也有可能否定该方法的专利性。

[19] In re Lowry、In re Alappat、In re ALAPPAT、In re Beauregard、State Street Bank & Trust Co. v. Signature Fin. Group、AT&T v. Excel等实际上都是沿着这一思路寻求合理化的解释。在这些案件中，“结构性变化”被用来否定某些反对将这些客体合法化的学说尤其是印刷物规则，说服力有限，备受批判。但是，这并不妨碍本文利用这些判决来证明程序算法在被运行之后的确会导致物质载体发生结构性变化这一论点。

[20] “计算机程序本身虽然是一系列抽象的指令，但是特定的机器（通常是计算机）依据该指令去完成一系列动作以实现某一结果。因此，将计算机程序将其描述成操作计算机的一种方法，是一种自然的选择”。

[21] 比如In re Lowry、In re ALAPPAT等案就是如此。

[22] Rich在In re Chatfield中指出，In re Prater揭示了专利法上的无可争辩的事实和原则――“新的程序使得就得计算机变成新的机器”，但是直到最近（1994）这一原则才被法院再次遵循。

[23] 将实用性引入客体审查，也许并不会严重影响程序算法的保护范围。但是，这一做法本身会严重破坏专利法在客体审查和实用性审查等不同环节的理论传统，使得专利法不再能保持这些局部理论前后的协调一致。

[24]比如，1988年Karmarkar发明的有效分配资源的Karmarkar算法 (U.S. Pat. No. 4,744,028), 1987年 Bracewell的 Bracewell变换算法 (U.S. Pat. No. 4,646,256), 1988 TRW的squared radix discrete Fourier transform 算法 (U.S. Pat. No. 4,768,159), 1989 年柯达（Eastman Kodak）公司的容错图像压缩算法(U.S. Pat. No. 4,797,729)等。 [Page]