数字化制造与无限的计算能力

　　卡尔·巴斯（Carl Bass）在过去的35年里一直在制造各种各样的产品，这些产品包括建筑物、轮船、机器、雕塑、软件，等等。这是由他的身份所决定的，现在，巴斯是欧特克公司（Autodesk）的首席执行官。欧特克公司的软件应用很广，设计师、工程师、艺术家……各行各业的人都在使用这个公司的软件。巴斯带我参观了他们公司位于旧金山市中心的展示长廊。我们首先看到的是由欧特克公司开发的先进的建筑成像系统；接着，我们又看到了屏幕上放映着电影《阿凡达》中的场景，这些场景是用他们的软件生成的；最后，我们还看到了一辆摩托车与一架航空发动机，它们都是用3D打印机打印出来的。对了，你猜对了，3D打印机用的是欧特克公司的软件。

　　3D打印机是通往《星际迷航》中神话般的复制仪的第一步。今天的3D打印机虽然没

　　有双锂晶体技术的支持，但是，它们可以精确地制造出极其复杂的三维物体，而且比以往任何时候都要更加快速、更加便宜。3D打印是最新式的数字化制造技术，而这个技术领域其实已经存在几十年了。传统的数字化制造商是利用受计算机控制的路由器、激光与其他切削工具来对一块金属、木头或塑料进行精确加工，它们通过刨片、切削等处理方式来进行塑形，直到这些物体变成人们理想中的形状为止。今天3D打印机的处理方式恰好与此相反，它们采用的是不断添加材料的制造技术，一个三维物体是通过连续铺设一层层的材料而制造出来的。

　　以前的打印机很简单，打印速度也很慢，但是，今天的打印机既快又灵敏，而且可打印的材料种类非常多，塑料、玻璃、钢铁都可以，甚至钛合金都没问题。工业设计师们可以使用3D打印机制造一切东西，从灯罩、眼镜到为人量身定制的假肢。一些3D打印爱好者正在利用3D打印机制造能够完成一定功能的机器人，他们还想让3D打印机打印出真的会飞的飞机来呢。生物技术公司正在试验利用3D打印机打印人体器官。南加州大学工程学教授、发明家比洛克·霍什内维斯（Behrokh Khoshnevis）已经研制出了一台大型3D打印机，这台打印机能够喷出混凝土，为发展中国家建造超低成本的多房间房子。这个技术可能会随时飞出我们的地球。奇点大学的一个附属机构太空制造公司（Made in Space）已经证实，3D打印机能够在零重力的条件下打印东西，因此，在国际空间站工作的宇航员可以在太空中随时随地打印他们需要的零部件了。

　　“让我最激动的是这样一个想法，”巴斯说，“即让每个人都有机会使用3D打印机，就像使用今天的喷墨打印机一样。一旦这个想法成真，它将会改变一切。如果你在亚马逊网站上看到你喜欢的东西怎么办呢？你再也不必先下个订单，然后呆呆地等着24小时之后才会送上门来的联邦快递公司的包裹了，你只需要按下打印机，几分钟后你就能拥有它了。”

　　3D打印机允许人们随时随地按照数字化图纸制造物理产品。当前，我们的重点放在了如何设计新颖的几何图形上。但是，不久之后，我们就能够改变材料本身的基本性质了。“忘记传统的生产方式所造成的那些传统的局限性吧！在传统的产品中，每一部分都只能由一种材料制成，”康奈尔大学副教授霍德·利普森（Hod Lipson）在为《新科学家》杂志（New Scientist）所写的一篇文章中这样解释道，“我们是在一些材料的内部制造另外一些材料，并使多种材料相互嵌套，将它们整合为各种各样的复杂样式。我们可以把各种硬的或软的材料根据不同样式打印出来，从而使它们拥有种种奇妙绝伦的、前所未有的特性。”

　　3D打印机能够让商品的制造成本急剧下降，因为它开创了一种全新的产品成型工艺。在以前，产品工艺创新是线性的：当你的脑海中闪现了某种产品的创作灵感时，你必须在现实世界中把它制造出来，看看它有什么作用，看看它有什么失败的地方，然后在下一个周期又重新开始研究制造。这种创新方式很费时间，创新范围也受到了很大限制，而且成本高昂。3D打印技术改变了所有这一切，它能够使产品“快速成型”，因此，发明家们可以对某个设计一次性地直接打印数十个不同的样式，这样做不需要增加太多的成本，而且只需要花很短的时间就可以制造出一个实物原型来。

　　当3D打印技术与卡尔·巴斯所称的“无限的计算能力”结合在一起之后，它的力量将会得到急剧放大。“在我生命的大部分时间里，”巴斯解释道，“计算能力都被当作是一种稀缺资源。虽然如今它早已不再是了，但是我们仍然继续这么认为。我的家用电脑，包括它所耗费的能源在内，运行一个小时的成本不到0.2便士。计算能力不仅便宜，而且它还在变得越来越便宜。很容易就可以推断出如下这种趋势：终有一天，计算能力将会完全免费。实际上，在今天所能知道的所有资源当中，它应该是最不昂贵的一种了。”

　　“另外一个巨大的进步是云计算。云计算是一种通过互联网提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式。无论问题是大是小，我都可以动用数百台，甚至数千台电脑来帮助解决这个问题。目前，虽然向亚马逊租用一个CPU内核每小时所需的费用不如利用家里的电脑进行计算来得便宜，但是确实已经下降到不足5美分了。令人印象最深刻的或许是，有了无限的计算能力，人类就能找到解决一些极其复杂、极其深奥的问题的最佳方法，如果放在过去，这些问题要么根本无从回答，要么由于解决成本过于高昂而根本不会被考虑。例如，虽然仍然很不容易，但是我们现在已经能够回答这样一些问题了：“你怎样设计一个能够抵抗里氏10级地震的核电站呢？”或者：“你怎样才能监测全世界的流行病，总结它们的流行模式，并且在最关键的初始阶段就能预测到它们将会大规模流行呢？”不过，最激动人心的技术突破将出现在无限计算能力与3D打印技术完美融合到一起的时候。这种融合具有革命性的意义，它将使设计与制造变得彻底大众化。突然之间，在同一天时间里，出现在中国的某一个发明，就能在印度得到完善，并在巴西被打印出来投入使用。这样就给了发展中国家一个完全不同于以往的抗击贫困的机制。

　　摘自：《富足：改变人类未来的4大力量》

　　文＝（美）彼得·戴曼迪斯，史蒂夫·科特勒