【南极熊导读】2D到3D到4D，人类控制材料的能力逐渐提高，和科幻小说中的情景越来越近。
自约翰·沃特制造第一台打印机开始，或者更早地追溯至自印刷术发明开始，我们就有了让物理材料根据一定的程序自动生成预设模型的能力，2D打印技术自出现以来，有效促进了知识的传播，推动了科学技术与社会人文的发展，大学里的图书馆藏呈指数级爆发，广告业(这里主要指平面广告)也因而2D打印技术而蓬勃发展…… 在21世纪的前十年，“3D打印”技术悄然出现了，并很快地走向商业化……所谓“3D打印”，就是让物理材料按照预设程序自动生成空间三维模型的技术，3D打印技术将彻底改变制造业，过去由人工来完成的工作未来将彻底由计算机程序来解决，并且完成地更加接近完美……在以人工为主要生产力的时代里，社会分工出现了，亚当·斯密先生早在人类工业革命的初期就洞见了分工必将极大地增加社会财富，在过去的两百多年中，社会分工不断细化，与此同时的是社会的财富量的指数级增长……但是3D打印技术和互联网一起，将让这样的分工在未来的某一时间段消失！人工因有限能力而必须分开若开步骤来做的事情，在未来将通过强大的计算机来集成，并通过互联网让全球的制造活动形成一个系统，所有的制造终端都集成在这个大系统中，分工不复存在……而制造的终端，就是形形色色的3D打印机…… “3D打印”技术方兴未艾，“4D打印”已蓄势待发……那么什么是“4D打印”技术呢？4D打印的第四维度又在哪里呢？其实理解这个概念并不困难，在相对论中，爱因斯坦将时间和空间统一为一体，称为时空，将时间作为时空的第四维度(在M论中时空被划分为十一维度，这里不过多讨论，有兴趣的伙伴可以去查阅有关“弦理论”方面的资料)……2D打印是对物理材料在二维空间中的位置坐标控制，3D打印是对物理材料在三维空间中的位置坐标控制,那么4D打印自然就是对物理材料在四维时空中的位置坐标控制——即4D打印生成的物体在时间轴的不同阶段的形态是不一样的……通俗的说，就是通过4D打印生成的物体，可根据不同时间，不同环境而自动变形…… 那么，“4D打印”如何实现呢？我们都知道有些材料具有“记忆”属性（这也是我们今天的电脑硬盘上可以存放电影的原因），那么通过特殊材料存储的信息，再通过预设的程序(包括一些复杂的算法)，就可以让物质按照预设的程序自行变化（其间要利用到物质的分子间相互作用力），这种可以通过预设程序而自动变化的材料，称之为“可编程材料”。而在未来通过纳米尺度方面的技术，所有的材料都可记忆，计算和编程……这听起来似乎有点匪夷所思，但却是事实存在的……在2013年TED大会上，麻省理工学院自我组装实验室的科学家斯凯拉·蒂比茨就展示了他的研究成果:将一条绳子放入水中，绳子就会自动形成MIT字样…… 看到这个消息，就像看到互联网的第一次实验只成功传输两个字母“LO”那样振奋人心，而今天的互联网已经彻底地改变了世界…… 在不久的将来，我们穿着有特殊传感特性材质的衣服，它们可根据天气的变化改变样式，根据我们的身材改变尺寸，甚至根据我们的心情改变颜色……我们的床会根据我们睡觉的姿势调整它们的姿势……我们的手机也会时而变成3D电影播放器，时而小到可以当作吊坠去戴……
文/M互联网咨询实验室
| 
京公网安备11010802043351