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
来源：知识产权学术与实务研究网 作者：崔国斌 时间：2009-06-08 阅读数:
“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)
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。
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”
“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)
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。
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”
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