基本信息
编辑推荐
科学技术的历史，就像一条蜿蜒流动于群山之间的长河，时而汇聚，时而分流，纵横曲折，连绵不断。科学与技术之间的关系如此，科学各学科或者技术各领域之间的关系也是如此。近年来，原来已有30年历史的3D打印技术，似乎突然异军突起。究其深层原因之一，就是因为种种现代高科技如今正好走到了历史的交汇点。
作者将趣味盎然地向你介绍3D 打印、人工智能、机器人研究、生物工程、互联网等高科技发展的来龙去脉，同时你也能简略地了解到支撑在这些热门技术下面的基础科学，诸如物理学、材料学、生物学等的相关进展。
内容简介
作译者
美国得克萨斯州奥斯汀大学理论物理博士。研究过黑洞辐射、费曼路径积分、毫微微秒激光、高频及微波通讯的EDA集成电路软件等。热衷科普，出版过多本科普读物，擅长用通俗易懂的语言，展现科学知识的无限魅力。
目录
第1章3D打印的神话 / 1
1.1 3D打印之来源 / 2
1.2 叠积木的技术 / 6
1.3 精彩的塑料世界 / 11
1.4 工艺和技术 / 18
1.5 办公桌上的加工厂 / 27
1.6 打印你自己 / 29
第2章人工智能的幻想 / 35
2.1 幻想何时起 / 36
2.2 先驱者的梦想 / 40
2.3 第一个程序员 / 47
2.4 图灵的苹果 / 54
2.5 冯·诺依曼的愿望 / 61
2.6 谁发明了第一台电子数字计算机 / 67
第3章机器人来报到 / 75
3.1 先当体力劳动者 / 76
3.2 给点智慧，成就人形 / 81
3.3 表情好说，感情就难了 / 86
3.4 让机器人能说会道 / 93
3.5 打印出一个机器人 / 102
1.1 3D打印之来源 / 2
1.2 叠积木的技术 / 6
1.3 精彩的塑料世界 / 11
1.4 工艺和技术 / 18
1.5 办公桌上的加工厂 / 27
1.6 打印你自己 / 29
第2章人工智能的幻想 / 35
2.1 幻想何时起 / 36
2.2 先驱者的梦想 / 40
2.3 第一个程序员 / 47
2.4 图灵的苹果 / 54
2.5 冯·诺依曼的愿望 / 61
2.6 谁发明了第一台电子数字计算机 / 67
第3章机器人来报到 / 75
3.1 先当体力劳动者 / 76
3.2 给点智慧，成就人形 / 81
3.3 表情好说，感情就难了 / 86
3.4 让机器人能说会道 / 93
3.5 打印出一个机器人 / 102
前言
科学技术的交汇点
科学技术的历史，就像一条蜿蜒流动于群山之间的长河，时而汇聚，时而分流，纵横曲折，连绵不断。科学与技术之间的关系如此，科学各学科或者技术各领域之间的关系也是如此。
近年来，原来已有30 年历史的3D 打印技术，似乎突然异军突起。究其深层原因之一，就是因为种种现代高科技如今正好走到了历史的交汇点。犹如多股岔流汇聚到一起，便能冲出山岩，形成激流，迅猛异常，向前飞奔。
不久前，美国政府将人工智能、3D 打印、机器人等项目作为重振美国制造业的三大支柱，而中国也大力扶持3D 打印等企业，要将“中国制造”转型为“中国智造”。英国的TheEconomist 杂志在2012 年4 月的封面上，以第三次工业革命为标题，介绍了3D 打印等数字化生产技术。无论是不是真的会引发工业革命，3D 打印及这些汇集到一起的高科技行业，都将引领未来制造业的潮流，成为国际产业之间竞争的焦点，这应该是毋庸置疑的。
那么，3D 打印到底是什么？它涉及哪些科学技术？这些科学技术的历史和现状如何？它们能被应用到3D 打印技术中吗？是如何应用的？反过来，3D 打印技术又将会怎样影响这些技术的发展？ 3D 打印技术对基础科学，比如理论物理研究、生物学基础研究这种听起来风马牛不相及的领域也会有影响吗？此外，3D 打印技术前景如何？它又将如何影响我们的日常生活、大众消费、制造工业、文化艺术以及人类社会呢？
本书将和你一起探讨这些问题，带你走进3D 打印技术的大门。作者将趣味盎然地向你介绍3D 打印、人工智能、机器人研究、生物工程、互联网等高科技发展的来龙去脉，同时你也能简略地了解到支撑在这些热门技术下面的基础科学，诸如物理学、材料学、生物学等的相关进展。没有基础科学研究近年来的辉煌成果，这些制造业数字化、智慧化的梦想，是不可能成为现实的。
希望你读完这本书后，能从中获益。
张天蓉
2014 年10 月
科学技术的历史，就像一条蜿蜒流动于群山之间的长河，时而汇聚，时而分流，纵横曲折，连绵不断。科学与技术之间的关系如此，科学各学科或者技术各领域之间的关系也是如此。
近年来，原来已有30 年历史的3D 打印技术，似乎突然异军突起。究其深层原因之一，就是因为种种现代高科技如今正好走到了历史的交汇点。犹如多股岔流汇聚到一起，便能冲出山岩，形成激流，迅猛异常，向前飞奔。
不久前，美国政府将人工智能、3D 打印、机器人等项目作为重振美国制造业的三大支柱，而中国也大力扶持3D 打印等企业，要将“中国制造”转型为“中国智造”。英国的TheEconomist 杂志在2012 年4 月的封面上，以第三次工业革命为标题，介绍了3D 打印等数字化生产技术。无论是不是真的会引发工业革命，3D 打印及这些汇集到一起的高科技行业，都将引领未来制造业的潮流，成为国际产业之间竞争的焦点，这应该是毋庸置疑的。
那么，3D 打印到底是什么？它涉及哪些科学技术？这些科学技术的历史和现状如何？它们能被应用到3D 打印技术中吗？是如何应用的？反过来，3D 打印技术又将会怎样影响这些技术的发展？ 3D 打印技术对基础科学，比如理论物理研究、生物学基础研究这种听起来风马牛不相及的领域也会有影响吗？此外，3D 打印技术前景如何？它又将如何影响我们的日常生活、大众消费、制造工业、文化艺术以及人类社会呢？
本书将和你一起探讨这些问题，带你走进3D 打印技术的大门。作者将趣味盎然地向你介绍3D 打印、人工智能、机器人研究、生物工程、互联网等高科技发展的来龙去脉，同时你也能简略地了解到支撑在这些热门技术下面的基础科学，诸如物理学、材料学、生物学等的相关进展。没有基础科学研究近年来的辉煌成果，这些制造业数字化、智慧化的梦想，是不可能成为现实的。
希望你读完这本书后，能从中获益。
张天蓉
2014 年10 月
序言
推荐序
异军突起的3D 打印技术
我在20 世纪80 年代后期访问美国时见到本书作者张天蓉女士。她那时已经修完理论物理相对论专业的博士学位，做了三年超短激光脉冲方面的博士后之后，却又来到了纽约附近的一个电子工程方面的公司，成为了一名高级工程师。我原来就知道她的数学、物理基础很扎实，这次听说她到公司两个月就改进了计算噪声程序中的多项算法，将公司的软件产品速度加快了几十倍。她公司老板是一个德国人，原来也是大学电机系的一位教授，见张天蓉为他解决了诸多老大难问题，不由得眉开眼笑，不得不对这位中国女博士“刮目相看”。
后来20 多年过去了，虽联系不多，但时有消息传来。近几年又听说她转向了科普写作，还出了好几本颇受读者欢迎的科普书，当然，大多是关于物理和数学方面的。不过，昨天她寄来的这本《喷头下的世界：漫谈3D 打印》的书稿，却又算是工程方面的了。她的兴趣之广泛令我惊讶，她的敬业精神也令我赞叹。
正当我国的经济建设和工业技术大规模蓬勃发展之际，3D打印技术异军突起，卷潮而来，引起各方人士的关注。它和过去传统的制造技术不一样，不是利用机械加工而成，而是利用由点到线、由线到面、由面到体的增材方式堆积而成。计算机和自动化控制技术的应用，使得3D 打印技术尤其适用于制造复杂的零件，更能够确保产品的精度和质量。3D 打印的应用领域十分广泛，包括家电、汽车，航空航天、生物医疗等。尤其引人注目的是，3D 打印的人造器官，是否真能颠覆现代的医学和生物学，用于器官移植，造福人类呢？此外，3D 打印还正在进入千家万户，融入人们的衣食住行日常生活之中。看起来，未来发展前景不可估量。
前两次工业革命都使世界发生了翻天覆地的变化，如今以3D 打印为代表的先进高科技，是否会引起第三次工业革命呢？如果是这样，新技术、新材料、新能源将给人类社会带来巨大影响，那么我们应该如何应对这场革命的来临？应该怎样迎接各种技术变革带来的机遇和挑战呢？
因此，科普3D 打印的知识可以让人们了解和认识这些新技术，这一点很重要。而这本篇幅不大的小书，便能够让你快速达到这个目的。
科学和教育，为兴邦救国之基础。宣扬科学精神，提高广大民众的科学素质，是我们广大科学技术工作者的责任和义务。不过，读完这本书之后我发现，要把专业的知识和方法写成生动、有趣、富于文采的科普读物，不是人人都能做到的。但我感到张天蓉博士做到了，于是，写上这些话，是为序。
中国工程院院士 叶声华
异军突起的3D 打印技术
我在20 世纪80 年代后期访问美国时见到本书作者张天蓉女士。她那时已经修完理论物理相对论专业的博士学位，做了三年超短激光脉冲方面的博士后之后，却又来到了纽约附近的一个电子工程方面的公司，成为了一名高级工程师。我原来就知道她的数学、物理基础很扎实，这次听说她到公司两个月就改进了计算噪声程序中的多项算法，将公司的软件产品速度加快了几十倍。她公司老板是一个德国人，原来也是大学电机系的一位教授，见张天蓉为他解决了诸多老大难问题，不由得眉开眼笑，不得不对这位中国女博士“刮目相看”。
后来20 多年过去了，虽联系不多，但时有消息传来。近几年又听说她转向了科普写作，还出了好几本颇受读者欢迎的科普书，当然，大多是关于物理和数学方面的。不过，昨天她寄来的这本《喷头下的世界：漫谈3D 打印》的书稿，却又算是工程方面的了。她的兴趣之广泛令我惊讶，她的敬业精神也令我赞叹。
正当我国的经济建设和工业技术大规模蓬勃发展之际，3D打印技术异军突起，卷潮而来，引起各方人士的关注。它和过去传统的制造技术不一样，不是利用机械加工而成，而是利用由点到线、由线到面、由面到体的增材方式堆积而成。计算机和自动化控制技术的应用，使得3D 打印技术尤其适用于制造复杂的零件，更能够确保产品的精度和质量。3D 打印的应用领域十分广泛，包括家电、汽车，航空航天、生物医疗等。尤其引人注目的是，3D 打印的人造器官，是否真能颠覆现代的医学和生物学，用于器官移植，造福人类呢？此外，3D 打印还正在进入千家万户，融入人们的衣食住行日常生活之中。看起来，未来发展前景不可估量。
前两次工业革命都使世界发生了翻天覆地的变化，如今以3D 打印为代表的先进高科技，是否会引起第三次工业革命呢？如果是这样，新技术、新材料、新能源将给人类社会带来巨大影响，那么我们应该如何应对这场革命的来临？应该怎样迎接各种技术变革带来的机遇和挑战呢？
因此，科普3D 打印的知识可以让人们了解和认识这些新技术，这一点很重要。而这本篇幅不大的小书，便能够让你快速达到这个目的。
科学和教育，为兴邦救国之基础。宣扬科学精神，提高广大民众的科学素质，是我们广大科学技术工作者的责任和义务。不过，读完这本书之后我发现，要把专业的知识和方法写成生动、有趣、富于文采的科普读物，不是人人都能做到的。但我感到张天蓉博士做到了，于是，写上这些话，是为序。
中国工程院院士 叶声华
媒体评论
前两次工业革命都使世界发生了翻天覆地的变化，如今以3D打印为代表的先进高科技，是否会引起第三次工业革命呢？如果是这样，新技术、新材料、新能源将给人类社会带来巨大影响，那么我们应该如何应对这场革命的来临？应该怎样迎接各种技术变革带来的机遇和挑战呢？
因此，科普3D打印的知识可以让人们了解和认识这些新技术，这一点很重要。而这本篇幅不大的小书，便能够让你快速达到这个目的。
叶声华
中国工程院院士
对医疗界而言，3D打印技术更像是一个前所未有的造物新纪元，它预示着一场医学新革命即将来临。从仿真医疗模型、生物医疗器械，到更具个性化的移植组织或气管、更具潜力的生物高分子材料，都将聚拢于3D打印麾下。
3D生物打印并非一劳永逸。由于人体组织的复杂性，器官构建绝不是生物打印材料的有序堆积而已。目前，研究者已能打印出结构相对单一的器官，比如气管、血管。4年前，Organovo公司已成功制造出动脉，并希望在5年内实现人体移植。对于牙齿、骨骼和心脏等更为复杂的器官，需要的研究时间将更长。
Tom Peng
Biosynth International Inc
首席执行官、首席技术工程师
3D打印技术不单给制造业带来了革命性变化，而且还渗入到科学、教育、医疗、食品、艺术等各行各业，甚至将深入到每个家庭。可以不夸张地说，3D打印机将打印出我们的未来。
张靖西
Jupiter Systems
高级系统架构师
因此，科普3D打印的知识可以让人们了解和认识这些新技术，这一点很重要。而这本篇幅不大的小书，便能够让你快速达到这个目的。
叶声华
中国工程院院士
对医疗界而言，3D打印技术更像是一个前所未有的造物新纪元，它预示着一场医学新革命即将来临。从仿真医疗模型、生物医疗器械，到更具个性化的移植组织或气管、更具潜力的生物高分子材料，都将聚拢于3D打印麾下。
3D生物打印并非一劳永逸。由于人体组织的复杂性，器官构建绝不是生物打印材料的有序堆积而已。目前，研究者已能打印出结构相对单一的器官，比如气管、血管。4年前，Organovo公司已成功制造出动脉，并希望在5年内实现人体移植。对于牙齿、骨骼和心脏等更为复杂的器官，需要的研究时间将更长。
Tom Peng
Biosynth International Inc
首席执行官、首席技术工程师
3D打印技术不单给制造业带来了革命性变化，而且还渗入到科学、教育、医疗、食品、艺术等各行各业，甚至将深入到每个家庭。可以不夸张地说，3D打印机将打印出我们的未来。
张靖西
Jupiter Systems
高级系统架构师
