对于软件发明的专利适格探析

《专利法》第二十五条规定了六种不能授予专利权的客体。对于此类主题所涵盖的具体成果，无论多么实用、新颖或有创造性，皆一律不被纳入专利保护的范畴。而对于不授权客体的判定，并不像对新颖性或创造性的评述那样需要提供证据来辅助对比，仅靠演绎推理就能直接得出结论；因此，清晰地界定该条款中各项法定排除对象的概念，就显得尤为重要。

“智力活动的规则和方法”（简称“智力活动规则”）是六种不授权客体之一。随着人工智能技术的发展和普及，出现了大量基于计算机实现的软件发明。所谓“软件”是广义的计算机程序，可包含程序代码这种外在的表达形式和程序算法这种内在的操作逻辑。因此，软件发明常常会涉及“计算机程序本身”“计算机的语言及计算规则”“数学理论”等《专利审查指南》（简称《指南》）规定的具体类型的智力活动规则，从而导致智力活动规则与可授权的计算机技术方案之间的概念界线变得模糊不清。

程序代码不适格的规定

《指南》对于不授权主题“计算机程序本身”的定义是：为了能够得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列[1]，具体包括“源程序和目标程序”两种类型。结合该定义和计算机领域的基本概念[2]可知：“目标程序”是指直接用机器语言（即二进制数码）编写的程序；“源程序”是指用汇编语言或者高级计算机语言（如C语言）编写的程序，该程序由计算机自动编译成二进制数码运行。

上述“计算机程序本身”的定义在2001版《指南》中就已出现，且一直保留至今。无论是其中的“源程序”还是“目标程序”，都是用非自然语言的程序代码撰写的，理论上很容易和用普通文字撰写的技术方案区分开。但我国的实际操作中，曾长期将此概念作扩大化解释，譬如2009年的《审查操作规程》就明确规定把主题名称中带有“程序”“指令”等字样的权利要求全部视作“计算机程序本身”，无需审查权利要求中的其他内容，就可直接加以排除[3]。直到2017年修订《指南》时，才严格遵循本意，将“计算机程序本身”的概念内涵限缩回到程序代码。

将“计算机程序本身”排除在专利保护客体之外，是目前世界各个国家地区的惯例和共识。譬如《欧洲专利公约》中明文规定：计算机的程序（programs for computers）不属于可授权的发明[4]。《英国专利法》中也明文规定：计算机的程序（a program for a computer）不是本法意义下的发明[5]。世界知识产权组织（WIPO）的《PCT国际检索和初步审查指南》中更加明确地规定：通常，仅记载程序代码（program code）的权利要求是被排除的主题[6]。《美国专利法》中虽然没有明确排除计算机程序的专利资格，但美国专利商标局（USPTO）的《专利审查操作指南》（MPEP）中，依据美国司法判例将“计算机程序本身”（computer program per se）[7]列为“司法排除对象”（judicial exception），排除在101条的四类法定主题（statutory subject matter）[8]之外。

对于这种普遍存在的法律排除规定的内在理由，目前存在如下两种主流观点。

美国联邦巡回法院认为，无形的信息集合的产品权利要求，即使是由人付出努力创造出来的，也不属于任何法定类别。2007年的微软公司判例中（Microsoft Corp.诉AT&T Corp.,）指出：脱离任何介质的用代码或一系列指令表达的软件，是没有物理实体的想法。因此，不具备至少一种结构限定（例如“装置加功能”限定）的软件程序的产品权利要求，不具有物质的或有形的形式，故不属于任何法定类别的范畴[9]。

这种解释着重强调了发明产物的有形性。但随着计算机技术的发展，发明产物的精华越来越聚集到软件这种无形成果的部分。美国联邦最高法院也注意到了这种发展趋势，因此在2010年的Bilski判例（Bilski诉Kappos案）中明确“机器或者变形测试法”（M-or-T test）这种对发明产物的有形性检验并非适格判断的唯一标准。随后，美国联邦最高法院在2014年的Alice判例（Alice Corp. Pty. Ltd.诉CLS Bank Int'l案）中，进一步给出了适格判断的新标准。2017年，USPTO依据Alice判例制定了Alice/Mayo测试法[10]，该测试法以方案是否具备“发明构思”（inventive concept）这种更上位的属性作为适格判断标准，并明确规定“在Alice/Mayo测试法中，有形性不是必需的”[11]。由此可见，仅因无形性而直接否认程序代码专利资格的理论，实际上已经被美国的专利司法及行政所否定。

英国知识产权局曾经从专利审查的可操作性角度解释软件不宜授予专利的理由，认为：专利局没有能力或者存在困难去审查软件类专利，这直接导致产生质量很差的专利，进而阻碍该产业发展[12]。WIPO也从审查角度在PCT细则中规定：在国际检索单位不具备条件（is not equipped to）检索与程序有关的现有技术的程度之内，计算机程序是被排除的主题[13]。我国学者郑成思亦从该角度作过更为具体的诠释：“如果给软件以完全的专利保护，则新颖性的检索就是第一个将面临的难题。世界上每年出现的软件产品，比每年研究出的新发明要多得多，一件申请专利的软件是否具有新颖性，将很难确认。”[14]

但此类论断提出之时，论断者恐怕难以预见全球发明专利申请量的持续暴涨。根据WIPO统计，2005-2019年，全世界的发明专利申请基本保持逐年递增，仅2019年的单年申请量就超过300万[15]。此外，单项权利要求的篇幅也越来越长，达到千字以上的权利要求比比皆是。但在审查实践中，绝不能以相关文献量过多、权利要求篇幅过大导致检索和审查困难为由，便否定其申请专利的资格。因此，结合现有的实际情况来看，审查难度也不是将程序代码排除在专利客体之外的充分理由。

由此可见，随着技术发展、情势变更，旧有的学说已不足以充分支持将计算机程序排除在专利客体之外的人为规定。欧洲专利局（EPO）甚至根据欧洲专利局申诉委员会T117/97号决议，早在2001年版的《欧洲专利局审查指南》中就作出了与《欧洲专利公约》存在矛盾的变通规定：尽管“计算机的程序”被纳入《欧洲专利公约》第52条第(2)款所列举的项目之中，但是如果请求保护的主题具有技术属性，那么它就没有被《欧洲专利公约》第52条第(2)和(3)款的规定所排除[16]。该规定一直沿用至今，仅在措辞上稍作调整[17]。可见，在EPO客体审查的实际标准中，对不适格的“计算机程序”的内涵加以了限缩。

虽然EPO有了较大的规则突破，似乎连计算机程序代码也能成为授权客体，但实际上，几乎无人会把程序代码作为专利申请的权利要求，因为程序代码缺乏自然语言的概括能力，保护范围过于狭窄。所以，上述规定对于实践的意义主要在于进一步判断计算机程序的内在构思——程序算法是否专利适格。

程序算法的适格判断难度

算法是指对程序操作的描述，可以用自然语言表示[18]。对于计算机程序的算法，世界各地的专利法都没有明确予以排除。事实上，计算机领域的许多软件发明也正是通过用自然语言描述的算法来获得专利保护的。但各地的专利法会明确排除许多与之密切关联的主题，譬如USPTO的“抽象想法”[19]、EPO的“数学方法”“智力活动、游戏或商业的方案、规则和方法”[20]等。我国规定的智力活动规则除了“计算机程序本身”，还包括“组织、生产、商业实施和经济等方面的管理方法”“数学理论”“各种游戏、娱乐的规则和方法”“统计、会计和记账的方法”等等[21]，这些主题也都可用计算机程序算法来表述。因此，用自然语言描述的算法仍有可能落入上述范畴而被判定为专利不授权客体。

从理论上说，判断涉及算法的方案是否专利适格，只需判断该方案是否具有“技术属性”：若有则属于专利客体，否则不属于。但这种标准的实际操作难度在于：把专利这种工业产权认定为技术，是不言而喻的结论；而对于起关键解释作用的基本概念——什么是“技术”——却很难再作进一步界定[22]。如果不能有效把握更为本源的基础概念，那么仅用“技术属性”解释“专利客体”便会产生循环论证。

我国《指南》对于“技术方案”的解释是：对要解决的技术问题所采取的利用自然规律的技术手段的集合[23]。针对“涉及计算机程序的发明”，还采用技术问题、技术手段和技术效果这“三要素”辅助判断是否属于技术方案。这“三要素”能从“问题”“手段”和“效果”三方面进一步诠释什么是“方案”，但对于关键难点——什么是“技术”仍然是同义反复。因此，采用这套判断方法，并不比直接采用“技术方案”解释“专利客体”更容易操作。

EPO在2018版《审查指南》中对于发明排除的主题做了大篇幅的修订，主要集中于与软件发明相关的主题，将“必须产生进一步的技术效果”[即“超出程序（软件）与运行程序的计算机（硬件）之间‘正常’物理互换的技术效果”]这一要求调整到了最前，作为首要考虑的因素；而对于“应在不参考现有技术的情况下评估是否存在进一步的技术效果”的要求，则被调整到上述要求之后，成了前者的有效补充。EPO还依据其上诉委员会的判例，诠释了“不参考现有技术的情况下”的具体情形：譬如，面对相同的任务，计算机程序比“现有技术程序”花费更少的计算时间，或比人工执行得更好，都不足以确认该计算机程序具备进一步的技术特性。

可以说，这种判断规则比我国《指南》中的“三要素”规则要求更高。它不仅要求适格的软件发明具有技术效果，还要求该技术效果不只是计算机所必然具备的通用技术效果。不过这套规则仅能适用于“纯软件”的权利要求，一旦权利要求中还明确限定了实施程序的计算机或者记录程序的计算机可读存储介质，那么整个方案就被认定具有技术特征，成了“计算机实施的发明”，进而满足《欧洲专利公约》第52条第(1)款的适格要求。在EPO 2018版《审查指南》“商业方法”中也有与此呼应的规定：“如果要求保护的主题限定了商业方法至少一些步骤是通过技术手段实现的，例如计算机、计算机网络或其他可编程装置，则不属于被排除的主题”[24]。显然，这是一种过于注重撰写形式的判断方法。

相比而言，目前USPTO的适格判断方法——Alice/Mayo测试法更加注重方案的实质。该测试法回避了“技术”这个模糊概念，也不刻意查找方案中记载的“计算机”等技术特征，而是首先找出权利要求中记载的“司法排除对象”，把“司法排除对象”之外的其他特征（包括技术特征）统称为“额外因素”（additional elements），若后者能“明显超过”（significantly more）前者，则专利适格，反之则不适格。例如，权利要求中仅提到用计算机实现某种抽象想法，就不能达到明显超过的程度[25]，即使其记载了“计算机”等技术名词，整体方案也不属于专利客体。

Alice/Mayo测试法虽然更能把握方案本质，但将导致对“明显超过”的判断存在新难度，仍然会产生很多不确定性甚至误判。譬如，在2011年的Content Extraction & Transmission LLC判例（Content Extraction & Transmission LLC诉Wells Fargo Bank, N.A.,案）中，涉案专利要求保护一种应用程序接口，包括从实物复印文档中提取数据的扫描仪，从提取的数据中识别特定信息的处理器，以及存储所识别的信息的存储器。联邦巡回法院判定该权利要求是有关“数据采集，识别和存储”的抽象想法，不符合专利适格要求。该方案由诸多确定的硬件（扫描仪、处理器、存储器）构成，且不涉及明显的抽象想法，十分接近于传统意义上的扫描仪，却仍被判定为实际上属于保护“想法本身”（an idea “of itself”）[26]。可以说，这是Alice判例过于极端的类比论证，该结论也超出了一般人的直观感受。

从“映射”分析程序代码的不适格性

美国的“Alice/Mayo测试法”打开了一个新视角，启发专利界同仁从更多的角度去把握专利不授权客体的内涵。

专利作为一种以公开换取保护的信息产权，信息的对等映射十分重要。有研究指出：专利记载的内容与技术方案之间的准确映射关系一直以来是专利文件中最关键的一环。[27]换言之，发明人所主张专利保护的权利要求，需要通过字符等信息载体，在阅读者的头脑中准确地映射出技术方案的信息。而准确映射信息的效果，很大程度上取决于信息载体的可靠性。在实际的专利申请中，一项技术发明若要在某国得到专利保护，必须以该国通用的官方语言文字撰写权利要求和说明书。这不仅关系到国家主权的政治问题，也关系到信息映射准确度的技术问题。

从这个意义上说，将“计算机程序本身”排除在专利客体之外，是一项合理的规定。对人类而言，即使是采用高级计算机语言撰写的程序代码，也不如用母语撰写的算法流程文字易读易懂，更勿论专供计算机识别的二进制数码。用程序代码描述权利要求，类似于用某种外语表述，虽然也可以加载发明信息，但显然不便于专利保护国的公众理解发明内在的构思，也就无法通畅而准确地形成信息映射。

专利对于公开的根本要求，决定了应当以最有效的方式明示这种无形产权的边界。因此，应当以信息传播最为流畅的官方通用文字在保护国公开专利信息，而不是以外语、C语言等半密码的形式予以公开。因此，各国或欧洲地区的专利法将“计算机程序本身”排除在专利客体之外的规定，不宜随着软件技术的重要性提升而发生更改。即使计算机程序的内在算法“具有技术属性”，也不适合以程序代码的形式撰写权利要求得到专利保护。

以“同构”判断程序算法的适格性

同构：双向信息映射

专利的权利要求不仅要在阅读者头脑中形成单向的信息映射，还要在侵权判断时，与相关产品实体进行双向的信息映射检验。判断一项权利要求与一种实体是否相同或等同，显然不是比较字符与零件之间的外形相似度，而是比较两者内在信息的匹配度。研究人工智能理论的美国学者Hofstadter（侯世达）根据数理逻辑理论提出了“同构”的概念，具体定义为：“两个复杂结构可以相互映射，并且每一个结构的每一部分在另一个结构中都有一个相应的部分。”[28]可以借用这个概念来表达权利要求与侵权实体这两种不同标的之间的信息对等关系。

从信息“同构”的角度来说，如果文字描述的方案根本无法在现实世界找到“同构”的实体，那就没有必要把此类文字信息作为专利保护客体——既然没有可以“同构”的实体，也就无法体现生产、使用、销售等产业排他权。从这个角度也可理解为什么各国家或地区的专利法普遍要将纯主观思维一律排除在专利客体之外，以及为什么美国法院在判断专利客体时曾经十分强调发明产物的有形性。

而计算机软件这种所谓的无形产品，不同于仅在头脑中形成的纯主观思维那种无形物，其实际上隐含了能够借助于计算机等通用硬件加以定形保存，即软件发明有条件在现实世界中找到相关的实体产品。但是，能产生实际效用的软件产品必然是根据客观需求设计出来的具体算法，所以，实际应用的软件产品只可能与具体翔实的算法权利要求形成“同构”，而难以与笼统抽象的算法权利要求达到“同构”的程度。因此，对于算法权利要求的适格判断需要具体情况具体分析。

用“同构”分析《指南》案例

2019年《指南》修订版中增补了两个非常翔实的审查示例，从正反两个方面诠释了对程序算法的客体审查尺度。这两个案例均涉及计算机神经网络的建模。案例1的方案概述为“将与第一分类任务相关的其它分类任务的训练样本也作为第一分类任务数学模型的训练样本，从而增加训练样本，……提高建模的准确性”。[29]案例2是一种卷积神经网络CNN模型的训练方法，方案概述为“在各级卷积层上对训练图像进行卷积操作和最大池化操作后，进一步对最大池化操作后得到的特征图像进行水平池化操作，使训练好的CNN模型在识别图像类别时能够识别任意尺寸的待识别图像”。[30]

《指南》从“三要素”的角度认定案例1“处理对象、过程和结果都不涉及与具体应用领域的结合，属于对抽象数学方法的优化，且整个方案并不包括任何技术特征”，因此，该专利申请不属于专利保护客体；而认定案例2“明确了模型训练方法的各步骤中处理的数据均为图像数据以及各步骤如何处理图像数据，体现出神经网络训练算法与图像信息处理密切相关。该解决方案所解决的是如何克服CNN模型仅能识别具有固定尺寸的图像的技术问题，采用了在不同卷积层上对图像进行不同处理并训练的手段，利用的是遵循自然规律的技术手段，获得了训练好的CNN模型能够识别任意尺寸待识别图像的技术效果”。因此，该发明专利申请属于专利保护客体。[31]

案例1通过“增加训练样本”构建精度更高的数学模型，该建模方法显然也不是纯主观的想法。而案例2的建模方法只有“卷积”“池化”“迭代”等数学计算术语，并不涉及典型的作为技术特征的硬件。可以说，两个方案的区别更多体现在描述发明个性改进的详细程度不同。

具体来说，案例1中所述的通过增加训练样本的数量来提高建模的准确性，这是计算机神经网络算法的通用原理，而能够体现发明个性改进的是如何有效增加训练样本的数量。但对于具体增补的“第二分类任务的训练样本”，权利要求仅提及“与所述第一分类任务相关”，无法知晓这两类自定义的训练样本的实质差异和关联。这使得能体现发明个性的内容仅有纯主观的模糊自定义，导致整个方案仍然停留在“数学理论”层面，因而落入智力活动规则的范畴。

相比而言，案例2详细描述了在建模过程中针对不同阶段的特点采用具体的计算手段，最终达到动态调节图像识别分辨率的效果。这种体现发明个性的内容具有较强的客观性和针对性，不再属于CNN模型的通用基础理论，所以不被认为落入智力活动规则的范畴。

对于计算机常规功能改进的发明，美国MPEP也要求公开内容必须提供充足的细节（must provide sufficient details），使得本领域普通技术人员能够认识到要求保护的发明提供了改进，才能构成适格方案，并且规定：所要求保护的发明产生改进的迹象可以包括在说明书的论述之中，该论述确定了技术问题，并解释了非常规的技术解决的细节，还在权利要求中加以表述。[32]

从“同构”的角度也可以理解判定案例1不属于专利客体的合理性：由于“第二分类任务的训练样本”这个体现发明个性的信息是主观而且模糊的，因此无法在现实世界之中准确地找到与之严格对应的部分，进而导致该权利要求无法与现实世界中的任何一种软件产品形成“同构”。

由此可见，未限定发明个性细节的权利要求，即使存在相关实体，彼此也无法达到“同构”的程度；因此，未体现发明个性改进细节的上位化算法不宜作为专利保护的客体。

值得一提的是，要求体现发明个性改进细节，并不等于禁止权利要求作上位概括。专利适格的上位权利要求是由一系列具有类似属性的下位概念所组成的集合，并且其中每一个下位概念对于本领域技术人员来说都是明确的。譬如，权利要求记载了用金属制成的导线，本领域技术人员可以清晰地知晓其中包含了金导线、银导线、铜导线、铁导线等一系列具体的金属导线。而如案例1所述算法权利要求的上位化，本质上是由于对关键特征使用主观的自定义“第二分类任务的训练样本”所产生的信息模糊化，因此，本领域技术人员难以从中准确地提取可以落实的下位概念。

软件发明适格标准精细化的社会意义

对于传统发明，发明的对应产物最终都能落实到具体结构中，所以，上位权利要求是否可以下位化一目了然。但对于软件发明，由于发明产物的虚拟性，导致其较难按照传统标准判断上位化权利要求的落实情况，因此也难以断言整个方案是否存在“不清楚”“不支持”“公开不充分”等法律问题。

这类上位化的软件发明不仅难以用“不清楚”等条款否定，还由于其手段虚拟、想法超前，不易找到现有技术或公知常识否定其创造性。一旦授予此类软件发明专利权，可能造成的隐患是：超前提出这类关键手段模糊却总体可行的上位方案并不困难，但他人克服实际困难创造出了实际可行的成果后，却会落入其保护范围、面临侵权诉讼，这显然是一种不公平的后果。

进入21世纪后，在美国泛滥的“专利蟑螂”使这种隐患成为了现实。“专利蟑螂”的主要诉讼工具就是软件专利，令美国实业界不堪其苦。据美国国家经济委员会等行政机构统计，2010-2012年期间，不从事生产的“专利主张实体”（以“专利蟑螂”为主）共发起了2500件侵权诉讼，主要集中在信息技术领域，近82%的侵权诉讼源于软件专利。[33]

专利讹诈的频繁出现，从某种程度上应验了上述英国知识产权局的担忧：由于审查困难导致产生了质量很差的专利，进而阻碍产业发展。因此，采用专利不适格这条人为划定的法律红线排除特定主题，是最为便捷有效的遏制手段。这也是为什么美国的专利商标局和各级法院扬弃了1981年Diamond判例（Diamond诉Chakrabarty案）中“普天之下凡是人造之物皆可专利”的原则，逆行于当今世界普遍降低专利客体准入门槛的潮流，对于软件发明制定了愈发严苛的适格标准。

软件发明既不同于传统技术中的实物发明，也不同于头脑之中的纯主观思维，是专利客体判断所面临的新问题。近年来，世界各主要国家或地区都不约而同地对专利适格标准作出频繁修订，主要就是针对该新问题制定规则补丁，以使旧有的专利制度理论兼容这种蓬勃发展的新生事物。各国家或地区依据实际情况，对于软件发明中不授权客体的内涵进行必要的放缩，也使得各国家或地区对于软件发明专利客体的内涵定义和适格标准都出现了较大的差异，这从本文梳理的中、美、欧等国家或地区的相关法律及审查指南的沿革中即可见一斑。

但从信息映射和同构的新视角，可以观察到不同国家或地区的软件适格标准之间内在的统一要求。基于信息映射的准确性要求，可以理解将计算机程序代码一律排除在专利客体之外的合理性。而基于信息同构理论细化计算机程序算法的适格标准，重点考察算法权利要求是否记载了充分的改进细节，也与世界各地适格审查的主流趋势相一致。

在开源共享的信息时代，只有细致合理地从软件发明中筛选出适宜专利保护的主题，才能调和社会资源共享与个体创新热情之间的矛盾，使专利制度与时俱进，既能避免“专利蟑螂”的泛滥，又能促进社会经济与技术的发展。

（来源：中国知识产权杂志）（图源网络，侵权必删）