未来生活简史

人类是这世上唯一一种只消费不生产的生物。

——乔治·奥威尔，《动物农场》有了3D打印技术，任何人都可以在家中或附近的工厂生产个人物品、食物和药品。

几年前，我受以色列奥波耶特公司（Objet）邀请，参观他们的办公场所。我询问了一些对材料和制造业颇有了解的朋友，想知道这家公司是做什么的。他们却只冲我眨了眨眼睛，说了一个词——魔法。奥波耶特公司让魔法变成现实。

从外表上看，奥波耶特公司的办公地点就位于以色列的雷霍沃特，这是一个宁静的小镇。这里给人的感觉并没什么神奇色彩。办公楼里还有几家别的公司，看起来和普通的大型写字楼也没什么两样。简短的介绍之后，一位工程师带我来到了两扇打开的大门前。那里，正是通向个性化制造革命之奇迹的大门。

大厅里随处可见3D打印机——比家用烤箱稍大一些。很多还在嗡嗡作响。盖子是透明的，可以看到里面。每一台机器都在制造不同的物品，有珠宝、小塑像、手机壳和假牙，等等。计算机向机器发布生产指令，然后机器就变成了打印物品的孵化器。几个小时后，物品即可成型，而且一般很快就能使用。

最神奇的是，每台机器都能打印出各式各样的东西，而且就是把它搬到自己家去，它也能一样工作。你可以用它生产出任何想要的东西，不费什么力气，不用太多的知识储备，也无须特别的天赋。

这就是3D打印的魔力所在。

让打印立体起来

从喷墨打印机上取下一张刚刚印好的纸，用手轻轻滑过表面，就能感觉到上面的字其实是有厚度的，大概凸出纸面0.01毫米（0.0004英寸）。想象一下，我们把一个字在一张纸上重复印刷很多次，每一次都和前一次完全重合。每次等墨迹干了之后都再重复一次。这样一来，每次重复都是在原来基础上加了0.01毫米的厚度。现在想象一下，我们用的不是墨水，而是熔化的塑料，新的一层加上之后可以立即凝固。成千上万个这样的塑料层准确地叠加在一起，就会产生一个三维结构——一个真实的物体。它可以是一个扳手，也可以是一个水杯。不管怎样，东西一打印出来，就可以使用了。

3D打印技术不止一种，但它们有一个共同的优势：可以取代大工厂所采用的注塑工艺（一种生产工艺，通过向模具中注入类似塑料的材料来制造零件），让普通的非技术人员也可以在家中自在地操纵一些相对简单的机器，打造想要的东西。目前，家用的3D打印机仅限于用塑料打印，但据未来学家和3D打印领域的专家预测，不远的未来将迎来巨变。

其实现在有些工作室和私人居所已经有3D打印机了，用来制造一些私人用品，尤其是一些对性价比要求不高的产品（至少就试生产而言是这样）。豪华车车主可以用3D打印机做出特殊的零部件。艺术家可以用它们创造独一无二的作品，然后出售。导演和制片人可以用它们做好莱坞明星的雕像，比如电影《阿凡达》里的几位主角，然后用这些雕像来测试并调整机位和灯光。一般来说，每一件物品都会是独一无二的，是为用户量身定制的。

这项技术的应用还为需要假体、假牙或助听器等的人们带来了福音。2013年初，5岁的利亚姆·迪彭纳尔（Liam Dippenaar）收到了一只新的假肢，这只假肢是由几个热心志愿者设计并采用3D打印制造的，一共只花了150美元。这只假手他用起来非常合适，相关图样也上传到了Thingiverse.com。任何有类似残疾的儿童或成人都可以到该网站免费下载，调整之后制作使用。

类似的技术还被用于打印各种器官，包括牙齿和耳朵等。与量产不同的是，3D打印可以制造十分复杂且多样的零件，无需额外费用，因为从数字文件到实物的转化完全是自动化的，几乎不需要人工操作。

目前，3D打印机已经渗透到了各个行业，很多专业的工匠都在使用。但是，要迎来最重要也最有趣的突破，还要过几年。到那个时候，所有的学校、图书馆和家庭就都可以使用先进的3D打印机了。受访的未来学家中有70％的人认为，到2030年（平均时间是2025年），发达国家30％的家庭将拥有自己的3D打印机。

我担心这种预测过于乐观了，恐怕前路漫漫。不过，一旦过了某个关键点，3D打印技术确实可能彻底改变我们的生活。所以我们要问自己的是：“在3D打印机走进普通人的日常生活之前，还要经历哪些过程呢？”

未来几年里的进展

奥波耶特公司在1999年成立于以色列，一直致力于生产高度精密的3D打印机。该公司的打印机能够打印两种不同类型的材料，并将它们组合在一起，让成品真正实现设计需求，有硬化的部分，也有灵活的部分。奥波耶特公司是以色列最大的3D打印公司，与斯特塔西公司（Stratasys）合并之后，它成了全球业界巨头的一部分。

丹尼尔·迪科夫斯基（Daniel Dikovsky）博士担任斯特塔西公司数字材料团队的主管。他一直对3D打印机的核心技术十分着迷，不过也很清楚这些技术的局限性。

他说：“要打造自己的3D物品，你只需买一台家用打印机，或者按照在线攻略自己做图样，然后把文件发给打印店。它们跟那些拍照立取的商店差不多，可以把成品寄到你家里。这个市场很有意思，所以3D打印才吸引了这么多目光。甚至有媒体认为它代表了一场工业革命。那么，慢慢地，人们就可以自己在家里打印东西了。我觉得这种可能性绝对存在！但是，在这之前，人们应该还是会用到打印中心。你不必再进实体商店去搜寻想要的东西，可以直接下载设计图样，发给邻近的打印中心，然后第二天早上就能收到物品。”

确实很难相信3D打印机能瞬间成为无处不在的家用电器。目前，这种机器出现还不久，主要还是打印店应用比较多。你可以去那里打印物品。一些传统打印店也会引进这种新技术，购置3D打印机。这样，顾客就可以把3D图样发送过来，然后在几个小时之内拿到打印好的物品，就跟以前去商店洗照片差不多。

这一切听起来着实不错，但目前的实际情况如何呢？今天，3D打印机仍不多见。只有那些整天关注最新科技或者特立独行的人才会去炫耀自己的3D打印机。不过话虽如此，3D打印机的价格却在不断下降（现在最便宜的家用打印机只要100美元），3D打印的话题也总能吸引人们的眼球。照此情况，3D打印机会越来越流行。不过，它的成功普及还需要另外一个条件，就是将这项科技推广到世界各地去。拿以色列来说，罗伊特研究所（Reut Institute）就已经着手建立公共打印中心了。

公共打印中心

罗伊特研究所是一个无党派、非营利机构，关注以色列的生存、安全和繁荣。与其他致力于制定公共政策的机构高管们不同，罗伊特研究所的管理者们深知，在21世纪的今天，科技才是竞争的关键。

近年来，罗伊特研究所一直在推动“以色列15愿景”（Israel 15Vision），旨在用15年时间将以色列人民的生活水平带入世界前15位。

研究所的几位负责人指出，推进“以色列15愿景”的关键之一就是科技创新。这也是以色列的特色之一。正是这种创新精神，让以色列重新树起了创业与高科技（集中体现在编程和信息技术上）的大旗。研究所负责人还决心改变以色列的科技面貌，而突破口就在于个性化制造革命。正如罗伊特研究所前首席执行官罗伊·基达尔（Roy Keidar）所言：“从某种程度上说，要想实现繁荣，就必须走在世界科技创新的前沿。”

基达尔说：“这种主张‘自己动手'的技术革命是全球技术创新领域的核心主题。这场革命背后的理念在于，某些过去昂贵而难以操作的生产活动如今已经变得便宜而易于掌握。因此，在居所附近自主制造产品，这完全是可能的。”他还说：“3D打印机和数字制造技术的普及已经开始改变设计和制造领域，并为设计和制造小众商品提供了新的可能。通过个性化制造，便可以根据不同人群的独特需求来调整产品了。”

个性化制造革命即将把制造能力从大型工厂和富人那里转移到普通大众手上。这种成就有点类似于普罗米修斯从天上盗取火种，再赋予人间。罗伊特研究所正在努力让以色列民众——无论在人口稠密的发达地区，还是在人口稀少的乡村——都有能力自行制造需要的物品。

基达尔预言：“再过不到20年，很多家庭都会拥有3D打印机，就像现在很多家庭都有喷墨打印机一样。”那么，接下来这几年究竟会发生什么呢？

基达尔详细介绍了罗伊特研究所未来10年的计划：“全国各地的公共技术中心——学校、社区中心、购物中心和城市中心——都会提供高质量的3D打印机供人们使用。人们可以在这些技术中心设计、计划并制造个性化产品。”他预言，大都市相对于外围地区的优势会被削弱。

虽然现在这些工具和信息还都集中在城市中心区，但会逐渐覆盖整个外围地区。人们只要具备基本知识，就可以从单纯的消费者转变为制造者。

为了推动这场革命向前发展，罗伊特研究所成立了创新实验室网络XLN。其成员其实就是公共实验室，是遍布全国的技术研究场所，向公众开放。任何人都可以在那里试验机器、工具、材料和设计，开放代码软件和产品制造。这样便可供人们研究、开发、制造物品，同时记录社区的新发展。在社区里发挥功用的同时，各实验室也可以了解更多个体的不同需求，并据此改善计划和设计，制造出大家需要的东西。这样，实验室网络也将为以色列的创新发展出一份力，为以色列人带来诸多益处。

罗伊特研究所的目标是让XLN实验室遍布以色列各地，特别是在非中心地带。2013年，有两个这样的公共实验室已经开始运作，一个在特拉维夫，另一个在海法。其他实验室也快准备妥当了。罗伊特研究所想在全国范围内部署实验室，但资金在哪儿呢？

基达尔说：“前三个实验室的资金主要来自捐赠，市议会也会参与。以后，一部分实验室会通过商业途径获得运营资金，比如向来访者收取实验室服务费等，但不会违背国家准建实验室的初衷和教育目标。”

换句话说，人们可以像从前的大工厂和大公司一样在这里设计、开发和制造物品，但要向实验室交纳少量费用。人们还可以把图样发送到实验室的打印机，然后付费打印。每个公民都可以从网上下载玩具、装饰品或精美玻璃器具的设计图样，发给附近的XLN实验室进行打印。

如前所述，所有这些都将在未来10年内变成现实。但是，3D打印机在普通家庭中普及后会发生什么呢？

3D打印走进消费者家门

家用打印机市场的渗透率取决于它的价格、性能以及是否适合频繁使用。首先，打印机的价格相对容易预测。过去几年，家用打印机价格稳步下降，最便宜的只要100美元不到。其实，很多3D打印机制造公司都已经经历转型，现在可以试着降价销售，甚至亏本出售。它们还计划通过出售“墨水”来赢利。种种迹象表明，即使是再过几年才会有的高端打印机，价格也不会太高（相对于开发和制造成本来说）。

那么这些打印机的性能如何呢？其实这主要取决于使用者的需要。

打算买家用打印机的人，很少会只满足于打印脆弱的塑料制品。受访的未来学家中，有超过80％的人预测，10年之内3D打印机就可以同时用多种材料，比如金属和塑料来进行打印，制造精密物品，可以做变形金刚，也可以做门把手。

创新，为大众

这项技术在家用市场的不断渗透将为制造业历史带来前所未有的转折。每一个人，包括孩子，只要别出心裁，胸有成竹，都可以花几个小时把心中所想的东西打印出来。

迪科夫斯基解释说：“这是这个时代最简单的生意，只要有必要的创造能力就行了。而在此之前，你首先要有个想法，制成设计图样，做出原型，然后，比如说让一个中国的工厂大规模地生产这种产品，储存起来，再安排物流运输。而现在，你只要在Shapeways.com上开一个虚拟商店，上传你的设计，就可以马上开始销售了。”

让我们再仔细研究一下迪科夫斯基所举的例子。假如，有个名叫保罗的人是美国的一位管道工。他很有创造力，最近提出了一个管道阀门的新设计，但还只是电脑上的设计图而已，要让它变成现实，保罗就需要创建一个原型——阀门的实物样品。如果保罗是某所大学的高级职员，拥有自己的工作室，或者是一家大型工业公司的高级工程师，那他就可以在工作的地方做这个原型。可惜，保罗既不是教授也不是高级工程师，只是一个勤奋工作的蓝领。那么，他可能就得从远东地区订购一个样品，还要支付数万美元给宜家公司，让其充当中间人，翻译各种说明和图表，花钱打通关系，然后过好几个星期，订购的这片小塑料才能漂洋过海运过来。

说不定海关还要再拖两个月。

别忙，这场长征还远未结束。他眯起眼睛，仔细检查做好的原型，马上就发现阀门和他想象的并不一样。他试着把它装到管道上，却发现阀门的开度太小。保罗立即坐到电脑前面，修改图表中的阀门开度，然后把新的设计发过去……是的，还是那远在天边的远东地区。跟中间人交涉，远渡重洋，与海关纠缠，所有这些都要再来一遍。他再一次打开包裹，却发现有一位工人把阀门换成了一块不知道是什么的塑料。好的，这个远渡重洋的悲惨故事就要再一次上演了，反反复复，没完没了。

故事的结局倒还不错。经过几个月的时间，交换图样，通过中间人与工厂沟通，并不断地与美国海关软磨硬泡，我们的保罗终于成功拿到了符合预期的原型。这时，他已经花了几千美元，现在还不得不花更多钱从远东订购几千个这样的特殊阀门。他把这些东西放在客厅，苦苦等待着感兴趣的买家，期待将它们一个一个卖出去。

管道工保罗的故事就发生在大部分人还没有用上3D打印机的现在。可未来世界将与此大不相同。假如保罗有一台3D打印机，他完全可以在家里花几个小时自己做原型。如果不满意，他可以第二天再打印一个新的。与目前的情况相比，设计和制造的过程将大幅简化。

不要觉得这不算什么，想想看，如果有3D打印机，保罗就不用先制造出一大批零件，再努力挨个卖出去了。他可以先做一个，然后拍照发到购物网站，想买阀门的人可以在线付款。保罗拿到订单之后再去打印商品邮寄出去就行了，皆大欢喜。

想象一下这样一个世界，只要一个人心中有创意，就可以像保罗一样，花几个月时间掌握些必要的技能，绘制3D设计图，打印产品，然后在家中出售。3D打印机就像从前美国的爱尔兰移民、中国移民以及犹太移民用的老式缝纫机，这些移民会出售女装或者其他漂亮衣服来贴补家用。有了3D打印机，普通人就可以花最少的力气同时变成企业家、生产商和供应商。甚至孩子也可以做设计。全球创新速率将大大提升。这将成为《经济学人》杂志所定义的第三次工业革命，也就是本书中所探讨的个性化制造革命。

然而，每一场革命都要为进步付出代价，这一次也不会例外。

就业与失业

如果每个人都可以为自己和家人制造个性化物品，那么现有的一部分制造、运输和销售系统就没有用了。虽然确切数字很难统计，但是这每个行业应该都为数百万人提供了就业机会。当然了，不会每一个行业（商业和运输模式）都受到3D打印机的影响，不过即使每个行业中只有10％的人失业，世界范围的失业率也将飙升。

如何防止相关服务需求的减少导致大规模裁员？这确实是个难题。

到那个时候，就没人雇卡车司机去横跨欧洲大陆送货，因为人们可以直接在家里或者城市里的生产中心制造需要的东西。实体店的收入会下滑，因为不会再有那么多人去逛商场。当然，一些雇员较多的家居用品公司会面对严峻的财务压力，不得不大规模裁员。

这场革命的影响是可以预见的，不必太意外。以往的每一次工业革命都在就业市场上留下了印记，也都导致了大批工人失业。印刷术让书籍抄写员消失了，英国发明机械织布机的时候（这正是第一次工业革命的开端），也有很多熟手织工失业，规模很大。第二次工业革命期间也发生了类似的事，装配线投入使用后，取代了大量劳动力。自然，第三次工业革命的影响也会类似，不难预见。

不过也不用太过忧心，毕竟每次工业革命最终都会全面提升普通百姓的生活水平。机械织布机不仅为英国人带来了高质量的服装，还使英国成为世界级的制造商和出口商。美国的装配线为数千万人创造了就业机会（只是待遇比较低），也推出了大批价格亲民的产品。每次工业革命的好处都是在它尾声奏响的时候才显现出来，但它的弊端却在一开始就摆在那里了。未来几年，我们也必然会体会到这些弊端。

未来的消费文化

当革命的车轮滚滚向前，我们的生活又将迎来怎样的变化呢？或许，未来会有人这样记录和评述生活：

今早起床，刷了牙，然后打开衣柜去拿件衬衫。发现衣柜的把手掉了。不过没事儿，我去宜家的网站上下载了衣柜把手的设计代码。不到10分钟，我就打印了个新的。

新的消费方式也是新工业革命的一部分，它会像音乐和视频的消费方式一样逐步发展。如果大家都能自己在家打印漂亮名贵的花瓶或用多彩的金属制作夺目的珠宝，那么某些零售商店将成为历史。宜家、玩具反斗城、H＆M以及一些小公司可能就要增加新的服务项目。就像亚马逊在纸质书之外加入了电子书一样，这些公司可能也不会单纯地生产和销售实体商品，他们应该会在线出售相关的产品信息和设计图样。

安装完衣柜把手，iPhone提醒今天是儿子的生日，我差点忘了！我赶紧坐到电脑前面。给他打印个变形金刚？我登录了玩具反斗城的网站，查看了在售的变形金刚模型。太贵了。但是我想到了个不错的主意。我在网上找了些盗版的设计图样，很快就找到了比较满意的模型。我把图样下载下来发到打印机，只用了几分钟。三小时后，一个炫酷的变形金刚玩具就摆在面前了，上面还有玩具反斗城的标志。真是幸运满分，那些盗版商买了变形金刚玩具，完完整整扫描下来，还把图样免费传到了网上。

一旦产品实现了数字化，而且图样发到了客户手上，就会出现网络盗版。就像今天，你买一张包含十几首歌的唱片，就可以复制到电脑里，然后免费放到网上。其实一大部分的实体产品也都可以复制和分享。说到盗版，其实就是一些倡导信息自由的在线用户在免费分享电影和音乐资源，他们会购买各种各样的商品，扫描之后上传到网上。当然，不是每个人都有3D扫描仪，也不是每个人都有拆解变形金刚、逐个扫描零件的天赋。但是，在数以百万计的3D打印机用户中，必然有几千人有这些必要的技能，而他们就是这些盗版图样的来源。

这种未来离我们并不遥远。其实，现在盗版网站海盗湾（PirateBay）就有一个专门的分区，可以下载从微型变形金刚到枪支的各种产品的3D版本设计图。

迪科夫斯基强调：“打印材料的盗版是没法杜绝的。就像有人要把蒙娜丽莎拍下来，打印出来挂在墙上，你也没办法阻止。一样东西只要能扫描，你就可以打印。没人能阻止你。如果我设计了一辆新车，就可能有人来扫描它，然后打印出来。不过只要是他自己使用，我也无能为力，没人能说什么。就像现在大家也不再抱怨有人在摇滚音乐会上录像一样。”

开源的材料

今天，有许许多多的专利及著作权法来保护商标甚至某些产品的外观。这说明，我们或许能够限制盗版的传播。毫无疑问，各大公司一定会跟这种新的共享趋势斗争到底，并尽其所能把那些惯犯送上法庭，以儆效尤。然而，他们无论怎么努力，都没办法阻止网络盗版。就像今天音乐公司和电影工作室也根本没办法阻止在线分享音乐和电影一样。一旦大众得到信息，也掌握了相关操作，就会吸引越来越多的人浏览、下载并实时制造这样的内容。

孩子勉强接受了变形金刚，但还是没办法挤出一句谢谢。过了一个小时，我看见他在电脑前用3D设计软件弄着什么。我没有打扰他。第二天早上我看到床头柜上有一个崭新的变形金刚，和我昨天下载的那个很像，但是孩子用的是原始设计，加上了几个零件。他还把变形金刚的头换成了我的头。胸前加粗写着：小气鬼！

既然这种共享的方式是大势所趋，那么聪明点儿的公司就应该利用这种趋势，完善自己的产品。有些人，包括孩子，可以下载真实产品的3D设计文件，然后自己去加以完善，并且加入一些定制的元素，再把设计上传到网上，贴上新版或改进版的标签，与公众分享。如果某些公司能想到办法利用这些设计者的创造能力，比如说举办比较正式的比赛（需要提一下的是，罗伊特研究所和XLN实验室最近开展了相似的竞赛，都是要为老年人开发一些需要的产品），他们也许能获得些创新的源泉。

未来，定制物品将随处可见。如果我想要一个特别的杯子，让它完全适合我的独特握法，可以轻松下载一个马克杯的3D设计图样，重新做一个把手。给手指拍照，然后用专门的编辑软件来做就行了。我也可以在杯子上做我或我妻子的面部浮雕或者其他造型，让它和车上的杯架完美契合。

其实汽车本身也可以做一些改进和调整。美国著名脱口秀主持人杰伊·雷诺（Jay Leno）拥有大约190辆车。其中很多都是非常老的车型，零件已经停产。他要是想换零件，就不用再费工夫给制造商打电话，可以扫描旧零件，然后用3D打印机做个新的。雷诺的现在就是我们的未来。未来还蕴藏着无限的可能性，这些可能性都是个性化制造革命这种未来的一部分。

武器、恐怖主义和犯罪

肯定还会有人用3D打印机制造武器。即使是今天，分布式防御组织（Defense Distributed）的工程师们也在努力设计一种可以3D打印的实用手枪或步枪。他们成功策划、设计并打印突击步枪的枪体，但是这把枪只射击了六次就坏了。不过测试还在如火如荼地进行着。也许下一版步枪就能更加坚固耐用。

目前分布式防御组织开发的枪支需要实弹。如果某种气枪或步枪弹射力特别强，原则上就完全可以生产。这类武器就可以发射子弹，力量强劲，可以穿透敌人的皮肉。

根据以色列特拉维夫大学跨学科技术分析与预测中心的一项国际研究（我是该中心的研究人员），民用3D打印机的管理将变成一个难题。人们可以用3D打印机制造各种武器，政府监督很难触及。即便打印机内置了可以阻止某些产品的安全保护措施，也很难经受住黑客攻击，毕竟在这个时代，连新版iPhone的系统都会在几周之内被攻破。

拿以色列为例，可能有些愤世嫉俗的市民很难相信，以色列警察已经竭尽所能在抵抗新威胁了。以色列警察署政策部由丹·费希尔（DanFisher）领导，负责环境和组织评估，找出新的威胁并提出建议。有时候，这些建议可能会极大改变警察们的行动策略。费希尔觉得，可能不久以后就需要这样的改变了。

费希尔说：“打印机的成本正在迅速下降。目前的平均成本在几千美元，但是几年前还要花十多万美元。3D打印机正逐渐走向大众。一旦可以打印刀具和枪械，就会造成巨大威胁。”

费希尔认为，武器打印将改变人们对犯罪之源的看法。所谓的“犯罪之源”指的就是手枪、步枪或任何可以被轻易制造和使用的致命武器。一旦人人可以制造这种武器，警察和州检察院将不得不着手遏制这种制造手段。

费希尔还表示：“将来无疑会有法律禁止用3D打印机制造某些特定类型的武器。也许还会有法律可以让警察在制造过程中就逮捕违法者，而不必等到制造结束之后。这样，我们就可以将恐怖主义行为和犯罪活动扼杀在萌芽中，而不用在损害发生后才采取行动。”

可是，要怎样监控打印机制造武器的过程呢？费希尔设想，未来可以与打印机的制造商或进口商协调，控制每一台打印机。警方会与其他执法机构协调监控这些设备。“这就需要建立警察管理中心，设计并采用一些‘特工'程序，监控打印活动。并针对未经许可的武器打印行为生成情报报告，甚至可以远程拦截打印活动。”

费希尔表示，控制和拦截的策略是多种多样的，比如可以要求所有的打印软件将加密数据（例如二维码）发送到中央监控站。监控站将检查所有的打印任务，然后指示打印机继续或停止运行。只要有打印机试图打印未授权物品，中央监控站就可以禁用该打印机。

我无比好奇地看着费希尔，不禁纳闷：以色列的警察到底有多大能耐，可以阻止所有的自主打印步枪和手枪的行为。他也还无法回答这个问题，于是我开始想象这样的未来：每一个孩子都能制造武器，每个被妻子抛弃的男人都能快速打印枪支，每个潜在的恐怖分子都能购买3D打印机，一夜之间就能制造自己的枪。

3D打印技术一旦走向大众，我们，包括政府必然要重新审视武器装备的问题。分布式防御组织的研究人员雄辩地写道：“这个项目可能会改变我们对于枪支管控和消费的看法。如果有一天，每一位公民都可以几乎随时通过互联网获取枪支，政府该怎么办呢？我们不妨思考一下。”

我们就要开始探索答案了。2013年5月初，分布式防御组织的CEO宣布，他可以用塑料打印包含16个部件的枪支，并且可以把设计传到网上。美国政府迅速果断地采取行动，迫使该组织在政府出台正式决议前，从其网站上删除了所有相关设计。但是，政府还是晚了一步，据该组织称，虽然这些图样在线的时间很短，还是有10万多名用户设法下载了。图样即便已经删除，还是可以在海盗湾等文件分享网站上找到。

枪到底有多危险？美国情报部门曾发布过一份备忘录，执法机构担心的主要是3D打印的枪支无法用简单的金属探测器识别。为解决这一问题，我请XLN实验室的朋友帮忙打印了一把新枪。他们非常认真地做了，还修改了图样，避免真的可以射击子弹。最终的产品是一把枪的模型——比我的手掌稍大一点——我可以轻而易举地拆开藏在裤子和外套里面。

我用塑料枪进行了一系列严格的测试。近距离的手持金属探测器无法探测到它。即使是机场内灵敏的金属探测安检门也无能为力。我还通过了类似的金属探测器的检测，成功上了火车，并可以在火车的卫生间内用不到一分钟的时间就把这个致命的小武器组装起来。

所以说，世界各地机场的安保人员根本查不出这些枪支，除非他们采取物理检查方法，但那样做又可能会侵犯旅客，总不能要求乘客把衣服都脱掉。

当然，目前还很难用打印的枪支来进行大规模的恐怖袭击，因为它每次只能发射一颗子弹。有关部门主要是担心有人借此劫机（用这种单发子弹的枪也可以办到），或者无法用金属探测器来帮助确保重要人物（如美国总统）参加的活动安全。这意味着，机场安检人员将不得不强行触摸并拍打每一位旅客。这是非常扰人的举动，一般旅客都不会接受。

3D打印产品的快速发展

许多人觉得打印枪支不过是噱头。也许，枪只是个开始，未来人们还能自己打印更多工具。这些工具可以提高生活质量，当然也可能威胁他人生命。随着产品的加速进化，情况可能越发棘手。

什么意思呢？我们再回忆一下保罗的例子。这位富有创新精神的管道工想到了一个好主意，制造一种新型阀门。放在过去，他可能要花几个月才能把产品投放到市场，但是现在只要几天就够了。同样，以前开发一款新枪可能要举全公司之力，精心制作枪支原型的每一个部件，同时耗费大笔资金。一般只有实力雄厚的大公司才能负担得起。

未来就不必如此。任何人都可以从网上下载枪支的设计图。如果你才华卓越，有能力也有决心，那你还可以改进设计，然后把设计快速回传到网上，迅速传播。这样一来，枪支必然会迅速进化，因为在成千上万下载设计图的工程师中，必然有一些人可以真的改善设计。

快速回顾一下枪支打印的演变就会发现产品演化的范式更新有多快。原始设计是在2013年5月3日上传到网上的，不到一周就有10万多名用户下载。当时一些负责检查枪支的执法人员马上判断这些枪没什么杀伤力，认为它就算伤到枪手，也伤不到目标。但是，5月20日，一位来自威斯康辛州的匿名工程师对枪支的设计做了几处小改动，并打印出了新枪。新枪在射击9次之后仍完好无损。两个半月后，在8月8日，设计再次得到改进。这一次，发射装置被整合到了一支全3D打印的步枪中。步枪的主人说这把枪能够连射14发子弹，而且他对产品质量有绝对的信心，所以将其握在手中并扣动扳机。自然，他也把这个成功的设计传到了网上。

短短三个月，这支打印的枪经历了至少两次（我们所知道的）大的改进，成了一支像模像样的步枪。然后呢？没人知道。这样发展下去，现在所有的安全机制都将变得形同虚设。即便是经过仔细编程，专门用来寻找枪支形状的扫描仪可能也收效甚微。正如分布式防御组织的负责人科迪·威尔逊（Cody Wilson）所说的那样：“（他们）还落后一步，而我们可以把枪做成任何形状。”

所有看似无害的东西，不管是手杖柄还是钥匙扣，都可以在飞机上重新组装成枪。在这种新的威胁面前，X光也将束手无策。执法机构不得不设计采用新的方法来保护民众。我们从现在起就必须设计新的安全理念来满足未来需求。我也参与了一个国家级的项目，分析新的安全需求，希望确保一个更好、更安全的未来。

我认为，要找到最合适的解决方法，就需要在社交网络中安置特工，以便联系到那些会使用3D打印机的设计师和工程师，同时识别那些可能用于打印武器的关键设计元素。费希尔提出了另一个解决方案：

严格监控3D打印机的销售和运营。这个方法或许行得通，但是我担心这样会让很多独立制造商的生意很难做，这样就没办法推动未来的市场发展。费希尔试图着眼大局。他认为这种监控系统可能还有别的作用。

警方深知，再过不久他们又得着手解决侵权问题。

费希尔说：“黑客和盗窃版权也是一种犯罪，以色列警方有义务正确对待。未来很可能出现电子黑市，黑市参与者会买卖艺术家和设计师付出大量时间设计的作品。这种黑市会让那些勤劳致富的人们很受打击。因此，未来几年，要集中精力建立包括调查人员、侦探和情报人员的联合工作组，希望能够强有力地应对盗窃知识产权等网络犯罪活动。”

费希尔讲述阻止知识产权在网上流转的计划时，我不经意间皱起了眉头。十几年来，音乐公司和电影制片厂一直在努力阻止音乐和视频文件的在线共享，但是十几年过去了，还是以失败告终。要想获得成功，哪怕是暂时的成功，就只能“窃听”并监控每一台打印机。如果我们的隐私权受到了强烈侵犯，我们还会无动于衷吗？

费希尔很清楚自己的计划颇有侵犯性，但绝对有必要。他总结道：“我所建议的管控机制确实会侵犯个人的隐私权，但是可以说，（以色列）禁止购买无照枪支也是对隐私权的侵犯。在世界上的很多地方，为了保障个人的权利，警察被赋予了极大的自由，比如为了保障社会安全，可以将一个人监禁一定时间。打印的武器带来了威胁，如果这种威胁加剧，就有必要采取措施加以遏制。”

未来谁会赢，是那些制造盗版武器和艺术品的人，还是努力保障整个社会自身安全的人呢？

未来，3D打印机的使用方式将是关键。

我紧紧搂住妻子，努力不去听她的哭声。我们相信这个小男子汉，同意让他一个人呆在家。12岁了，是个大人了！但是我们万没有想到他会从网上下载盗版的枪支设计图还打印了出来。医生说子弹只是擦伤了头皮，但确实很险，差一点儿丧命。

遥远未来的打印材料

打印材料的再利用

人们正在积极设法回收废物，拿来制造新物品，从而减少“油墨”的成本。

例如，FilaBot是一款大小和鞋盒差不多的打印机，可以粉碎和熔化各类聚合物。开发者说，它或许可以用水瓶、塑料牛奶盒、乐高积木、塑料桶、光盘和太阳镜等家用物品作为打印材料。分解后的材料会变成各种柔软的塑料线，可以用于再生产。它们可以作为现有3D打印机的原材料。以后，类似FilaBot的设备还会变得更加先进，能处理的材料种类也会越来越丰富。

虽然目前还不清楚FilaBot到底有多成功，但显而易见的是，只要一家3D打印机公司想在家用市场立足，就要在发展打印机的同时，寻求回收再利用那些打印出来的产品。只有这样，普通人才能每天早上打印耳环、胸针和玩具，晚上把它们熔化，第二天早上再打印新的、时尚有趣的东西。

打印药品和化学品

3D打印机在国内市场的成功将促使人们开发更加复杂的打印机，甚至可以打印具有药用效果的材料。今天，人们对这种打印机已经有了概念。各高校的研究人员与制药巨头葛兰素史克合作，目前正在研究在家中打印药物的方法。药物打印机会包含很多单元，每个单元里面有不同的药物物质：扑热息痛、布洛芬、氟西汀，等等。遵照医生提供的电子处方指示，3D打印机可以打印一个或多个药丸，所含剂量也都完全符合特定要求。

这种生产方式最大的优点就是可以根据患者的情况来定制药物。由于每个人的基因构成以及所处的环境不同，对不同药物的反应也不相同。医生开具处方时必须考虑药物的体积和剂量。比如说我头疼，去医院看医生。医生可能让我吃2颗、3颗或者4颗泰诺胶囊，但是我可能实际需要的是2.25颗胶囊，但医生不会给我正好的剂量。如果药物打印能普遍应用，医生就可以给出精准的剂量了。

药物定制的重要性不言而喻。2009年，美国因处方药过量致死的人数超过交通死亡人数，达到3.7万人。打印机如果能在预定时间打印定制的药物，就可以解决大问题。

格拉斯哥大学的李·克罗宁（Lee Cronin）教授设计的模型可以应用于最先进的打印机。克罗宁教授在实验室中改造打印机，制造出了微型打印机。他计划在设备的不同部分装入基础材料的不同化合物，包括各种糖和脂肪等。这部分材料可以通过微小的通道根据一系列预设的化学工艺进行融合。克罗宁教授的设想是这种装置可以作为微型的化工厂，患者可以在家中打印需要的药物。当然，也可能有人用来打印其他化合物，比如火药，或者吗啡。

克罗宁教授乐观地估计，这种化学打印机将在15年内走进人们的生活。但是，产品的监控要怎样实施却有点难以想象。瘾君子们可以从网上下载麻醉药品的配方，然后在家里自己制作。只有医生才能开的处方药也将变得毫无意义。当然了，只要有台传统的3D打印机，随便什么人也都能打印枪支用的火药。

打印晚餐

2013年年中，我受邀到以色列最大的食品公司之一的施特劳斯集团（Strauss Group）讲讲食品行业即将面临的各种可能性。我提出了一个想法，就是开发一种3D打印机，按照需求打印食物。公司高管们难掩热情，非常感兴趣。以后，可以把这种打印机安装在家里或者超市里，根据顾客的需求定制食品。每个人，无论男女老幼，都可以打印出喜欢的食物，享用喜爱的口味，食物里甚至包含营养师推荐的维生素和矿物质。

听起来是不是像个遥远的梦？不尽然。在接受问卷调查的所有未来学家中，有60％的人认为这样的3D打印机再过几十年将走进我们的厨房。其实现在已经有这类打印机的原型。在日本，消费者可以在情人节这天打印一块以爱人头部为原型的巧克力，然后印上他（她）的脸，欢乐地咬上一口。康奈尔大学的打印机还可以用各种凝胶材料打印不同颜色、不同口味和不同质地的食品。这样看来，再过几十年应该就能研究出可以打印更复杂食品的3D打印机，能够打印的食品包括肉类（已经有公司为此获得了巨额注资）。

有两类不同的机构可能最先引入这项科技。美国宇航局和其他致力于空间探索的组织可能想了解3D打印机，在宇航员执行绕地球飞行任务或者月球及火星计划时用它们来打印美食。目前，宇航员的餐单非常单调，不断重复，太空之旅枯燥乏味。每日食用不同的餐点无疑是打破单调的最好方法。以后，宇航员也许可以走到空间站的食品打印机前面，输入密码，然后就可以拿到想要的美食：仿制的汉堡配薯条、热狗配番茄酱和芥末，或者虾子形状的螃蟹泥。安全起见，打印机会在每份食物中加入适量的维生素和矿物质。

这或许会让人想起《星际迷航》中的神奇机器，它可以为进取号星舰上的每一位成员打印想要的食物。虽然这个想法听起来有点儿牵强，但美国宇航局还是满怀期待。美国宇航局决定出资支持开发一种3D打印机，用于在零重力条件下通过混合面粉、水和油来打印披萨。第十章会进一步阐述这种打印机的使用，同时也会探讨未来的外太空生活。

接下来采用这种技术的就是各类美食餐厅。富有创造力和想象力的厨师会用3D打印机创造更加复杂而精巧的餐点。盘子和其他餐具也可能用松脆的食物打印。甜点中可能包含酸甜苦辣各种口味，每一口都能咬到刚刚好的口味搭配。切开蛋糕，移走第一块儿之后就会出现触动你心灵的语句。这多适合求婚！只有厨师想不到，没有3D打印机做不到。

随着时间累积，3D食品打印机也许可以救下一大批原将被宰杀制为食用肉类的动物。人们会在实验室里培育牛、鸡、猪和鱼的肌肉细胞，不断复制，形成可注射的糊状物，通过3D打印机固化成真实肉类的形状。但是，如果没有食品添加剂，这种混合物尝起来并不像真的肉。这种设想对人类的意义重大，会帮助我们摆脱肉类工业，减少环境污染和道德压力。不过，要满足人类消费需求，同时又要将细胞再生的成本控制在可接受的范围内，我们还有很长一段路要走。目前，用这种方法制作一个汉堡花费很高。当然，过几年价格会降下来，但近期还找不到大幅压缩成本的好办法。

3D打印是一把双刃剑

这一章提出了很多对未来的预测，也描述了很多科学家对未来时间节点的期待。这里做一个简短的总结。

有一种简单、可靠的预测就是，未来10年内会出现可以同时打印塑料和金属的3D打印机。除非政府采取措施限制这些打印机的销售，否则它们就会广泛传播。假设政府不限制个性化制造，那么这章提到的打印机会带来的正面和负面影响就都会显现。

还有一种更加先进但是不太确定会发生的预测是复杂食品打印机的开发。这种打印机如果开发成功，或许可以放在家里的厨房，打印各种食物。这种技术和社会的发展实在迅速，受访的未来学家中有40％认为，这种可能性即使能实现，也要在2050年之后。相比之下，有60％的人认为这在2050年之前可以成真。目前还很难判断这种预测究竟会不会变成现实，但我个人还是充满期待的，毕竟这样做饭可以省很多力。

影响最深远的一种预测就是开发可以在家中打印化学产品（包括药品）的3D打印机。这一概念已经在实验室中向前推进了，但是即便普通用户可以操作，政府也会严格控制那些作为“油墨”的基本材料，防止人们生产危险物品，包括火药、毒品，甚至是生物同质性（bioidentical）人类激素和类固醇等。

最后两种预测体现的是个性化制造革命最高程度——每个人都几乎可以自给自足，并能在家中打印自己需要的食品、药品、办公用品和休闲用品等，无须任何外部协助（除了送打印材料的人）。很多艺术家和工匠会把自己的家变成微型工厂。在此过程中，人类社会的文化财富和工程知识基础会得到强化。但是，在有才能的人崭露头角的同时，恐怖分子和犯罪分子也会出现，用打印机制造武器和毒品。

3D打印机会让世界上的新发明和发明家迅速增加吗？会将制造和开发能力交到普通人手上吗？会有人用3D打印机做坏事吗？其实，这些都是无法回避的问题。3D打印机的应用将是一把双刃剑，这是人类的本性决定的。科学从来都只是工具，可以让我们的能力指数提升几个数量级。

但最终，如何使用这些工具却是由我们自己决定的。

是梦吗？

在这一章中，我一直在预测3D打印机的出现和崛起，以及它们革新社会的潜力。但是，我们应该记住（正如我在前言中指出的那样），未来永远无法确定。未来会发生什么，我们很难找到确切的答案。有些预测可能不会完全实现。因此，在每一章的结尾，会有一节标题为“是梦吗？”。这部分会分析一些可能阻碍预言成真的因素。

本章需要着重说明的是，家用3D打印机还远远落后于工业3D打印机和其他工业制造方法。毫无疑问，未来几年，家用打印机会有所改善，但在这之前还有一个过渡期，围绕这些家用打印机的炒作将层出不穷。很多购买3D打印机的人会发现打印物品比想象的要复杂，而且聚合物材料非常贵，他们可能宁愿自己去商场，也不愿冒险自己制造。

这样，对打印机的热情可能会逐渐淡去，3D打印公司将破产倒闭。要再过几年，等这些打印机性能足够好，可以在普通用户家庭中立足，以其卓越的制造性能满足普通百姓的需求，家用3D打印机市场才会复苏。

要记住，即便打印机能够制造我们想得出来的所有物品，普通家庭也并非一定需要它。很难想象我们早上起来打印新枪，中午打印新玩具，晚上打印柜子的把手……这样日复一日。所以，3D打印公司一直在思考的问题就是，这个机器对普通人来说，必要性在哪儿呢？

到目前为止，3D打印机对人们而言并非必不可少。但是，随着时代的必然发展，或许就会出现我们每天都需要的新商品。比如说，有了家用打印机，你就可以每天清晨随心情打印新的首饰，晚上回收再利用打印材料。每周还可以根据需求打印优质的小礼物。它们未来还会有什么功用，或者以后人们会怎样使用它们，目前还很难预测。但可以确定的是，要是没有这种我们每天或者每周都需要的“神奇物品”，打印机就会止步于工厂或指定的打印中心，无法“飞入寻常百姓家”。

本篇总结

这部分我们来总结一下第一场革命——个性化制造革命。这场革命让每个人都可以舒适地在家里制造各种产品，用于出售或者单纯的自娱，从昂贵的艺术品到小小的毛衣纽扣，只有你想不到。实物的设计也会变成在网上流转的信息流。网上看到的东西，都可以用3D打印机变成实物。一切实物也都可以通过网络进行复制和改进。再过些时日，3D打印机还可以打印食物、药品，甚至是人类器官。这就是个性化制造革命。

这场革命会让世界更美好吗？是的，几乎毋庸置疑。它会提升人类的创造力，削弱等级分化，也可以随时将物质转化为信息。除此之外，这场革命还将让一大部分配送系统消失。这算是个积极的成果，因为今天有大批的中国玩具运到美国，价格实在不菲。运输用的船只和飞机要消耗大量汽油和石油，污染大气和海洋，对地球的伤害极大。

3D打印技术的诸多优点也可能让我们忽视这样一个事实：和任何一场革命一样，个性化制造革命也会带来伤害。一旦很多商品都可以在家中生产，那些店铺的存在就没什么必要，卡车司机和售货员就会失业。

一些工厂会倒闭，迫使大量装配线工人以较低的工资另谋出路。除非公众，也包括你我，已经准备好迎接这场革命，否则数百万人可能会被迫离开工作岗位，开始艰难的再就业。

听起来有点儿头疼？也许吧。但要知道，那些在这场革命中失业的人可以坐在自己家中，用计算机把心中所想打印成3D的现实。他们还可以通过线上线下的途径把这些东西卖掉。等一切尘埃落定，个性化制造革命会帮助人类更好地掌控自己的命运。

走向光明，或黑暗。