人工智能时代：破解人机共存密码（套装共10册）

现头

DESIGNING REALITY第三次数字革命的下一个经济引擎Howt ve n Thiv Ti Dita Revltio

[美]尼尔·格申斐尔德（NeilGershenfeck 申婴尔德（Alan Gershenfeld）美尔·卡格申尔(oeCutcherGershenld)丁流盗河译

中信出版集团

设计现实

[美]尼尔·格申斐尔德 [美]艾伦·格申斐尔德 [美]乔尔·卡彻–格申斐尔德 著

丁峻峰 武川 蓝河 译

中信出版集团

目录

推荐序
序言
第1章 智造万物
制造：可编程的原子世界
教育：从DIY到DIT
应用：漫长供应链的定制化可能
启示：创制物品的红利
组织：仁慈的“独裁者”
第2章 第三次数字革命
智造获取
数字化公民
赋能的生态系统
防范风险
大挑战
第3章 背后的科学
从摩尔定律到拉斯定律
通信、计算与制造
从乐高积木到核糖体分子模型
维度诅咒和智能设计
第4章 路径创造
反应式批判
被动与主动
变化速率
生态系统
自然增长与规模增长
第5章 原子与比特的进化路线图
社区制作：工具
数制：一个工坊制造另一个工坊
转化：虚拟到现实
无所不在：从1到1 000 000 000 000
第6章 未来的现实
人与技术交汇的乌托邦
预言性转化模型
装配工和煎饼早餐
结论
后记
致谢
参考文献

推荐序

《设计现实》已经是我负责为尼尔·格申斐尔德教授翻译的第二部书了。如果说第一部书——《智造：一场新的数字革命》的出版是在其英文原著出版10年后对当年尼尔教授对于数字时代的个人智能制造预言的回顾审视的话，那么这本书——《设计现实》——则是站在10年前《智造》里预测中的当下，面对下一个10年，或者更久远的时期内，人类数字化生存的全面展望。

2018年夏天，当第14届全球智造学术年会（FAB 14）在法国南部的图卢兹召开的时候，尼尔教授再一次介绍和验证了他的摩尔定律，全世界建成的“数制”工坊 (fab lab)的数量，在每一年半的时间里，会翻一番：全球数制工坊总量已经超过2 500个了。

“数制”工坊在全球范围内迅速蔓延开来，星罗棋布的个人智造终端空间，让越来越多的创客可以将们大脑里的创意智造出来，全球实验室通过线上直播平台和网络学习与知识同步系统链接起来，推进个 人 制 造 （ DIY ， Do It Yourself) 的 共 创 和 分 享 （ DIT ， Do ItTogether)。这大大赋予了人们实现设计的能力，孕育了人工智能时代新的生产方式。

工业革命时期，生产流通从挖掘原材料开始，通过全球物流将原材料运抵工厂，并加工制造成产品，再把产品运输到全世界消费终端市场，这是单线经济（linear economy)模式；随着信息时代的到来，电子设计文档（比特）可以通过互联网在全球流通，实现数制工具产品本地化（原子）。智造，这种把物流成本，原材料成本和能源消耗降到最低的本地制造模式，就是新的循环经济（circular economy）

的基础，它成为网络时代生态、经济、社会可持续发展的动力，不断改变着世界的发展模式和经济格局。

随着智能时代的到来，各国也紧抓机遇，努力在未来全球战略中奠基新的格局。

中国正在努力成为世界科技强国。“科技兴则民族兴，科技强则国家强”。我们不断提升对“科技强国、科教兴国”战略国策的认识，强调自主创新和核心竞争力提升。《中国制造2025》的提出，展示了中国制造业转型升级的决心，以实现从“中国制造” (Made inChina)到“中国设计” (Design in China)的巨大转变。科技要强大，人才培养是第一步，造就一批有自主创新能力的科技人才和有独立知识产权的技术关系到中国未来的格局。近两年，中国在K-12教育中全面铺开综合素养、STEM/STEAM及科创教育；在大学层面推进新工科建设等全面创新人才培育机制及系统，以应对人工智能时代人才培养的新需求。

2013年，在我的主持和团队的努力下，同济大学设计创意学院成立了中国大陆第一家“数制”工坊实验室。2014年3月1日，第一场开放夜活动正式登陆上海，标志着中国“数制”工坊（fab lab O）开始了一段使命，逐步将全球数制工坊网络和理念在中国落地以生根发芽。

未来，我们将继续拓展全球网络课程——智造学术（FABAcademy)在国内的推广，同时将核心课程本土化，通过实践，演化成植入各类学校的课程系统：“智造学术X”（FAB O Academy X）针对的是大学、职业院校、高中；“数制乐园”（FAB O Playground）是专门针对K–12的贯穿式的课程体系；同时拓展一系列“项目导向式学习”(Project Based Learning)的主题性实验室模块，包括“可持续生态”“生物合成”“人工智能”“智能可穿戴”“机器人”“增强现实”“3D打印”“未来城市”“未来生活”“飞行器”等。

中国“数制”工坊及课程已经先后进驻上海科技大学、湖南机电职业学院、常州机电职业学院、上海格致中学、上海市同济黄浦设计创意高中、苏州领科海外学校、上海市宝山行知中学、同济附属实验学校（嘉定）等十多个知名高校、职业院校及K-12学校。同时，fablab实验室也为上海包玉刚民办实验学校、YKPAO、上海阿德科特国际学校等多所知名学校开发了创新课程。

2018年10月，尼尔教授受邀来中国南京参加“2018世界智能制造大会”（2018 World Intelligent Manufacturing Summit）并发表主题演讲“智能制造的未来”（The Future of Fabrication）。会议期间，尼尔会同中国“数制”工坊主办了名为“中国智造集群”的主题沙龙，并将“中国智造学术”课程定义为在中国本土开展“数制”工坊的内容蓝本。

让我们一起努力憧憬: 当未来的某一天，在世界上的任何一个角落，分布着像便利店一样方便可及的“数制”工坊，任何人都可以发送比特文档，并通过3D打印机等机器将个性化的产品智造出来的时候；当3D打印机等智能机器通过不断打印新的零件来组装更多打印机，也就是机器可以不断复制机器的时候；或者，当我们不仅能编程电路板，还可以编程生物细胞，完成从“智造万物”到“生长万物”的演化的时候，我们又将如何设计现实？设计出的现实又是怎样的呢？

最后，感恩为这本书的出版而付出的所有支持者。

丁峻峰

同济大学创意学院副教授

中国“数制”工坊（fab lab O）实验室主任

序言

想象一下，现在是1965年。汽油还是31美分一加仑^[1]。披头士刚刚发行了《救命》（Hel_p）专辑。瓦茨骚乱仍在洛杉矶肆虐。《音乐之声》（The Sound of Music）还排在院线榜首。美国数字设备公司（DEC）首发了第一台使用集成电路技术的电脑PDP-8，售价18 000美元。

你正坐在圣何塞一家拥挤的咖啡厅里喝着咖啡（那时超大杯半糖无泡焦糖玛奇朵尚未问世）。你这桌是咖啡厅里唯一有空座的地方。一群人鱼贯而入，大声喧哗着。他们人手一份最新一期《电子》（Electronics）杂志，兴奋溢于言表。其中一位问你是否可以坐在你旁边。“当然可以。”你回答道。

你听出来这群人原来是附近一家半导体公司的研究员，他们在热烈讨论杂志中的一篇文章。不过，他们谈论的东西仿佛是天方夜谭：什么有朝一日电脑会小到装进衣兜，或是做成腕表；什么这些“个人”电脑会如同大型计算机一样性能强大；什么所有电脑联网指日可待，届时任何人都能在任何地方获取、掌控和分享信息。

他们的讨论越是深入，所描述的未来设想就越是离奇。毕竟，电脑是体型充栋的庞大机器，只有顶尖研究机构和商业巨头才可能配备，且价格昂贵，需专门技师操控。电脑能装进衣兜或是联网的想法，就如同亚瑟·查尔斯·克拉克的科幻小说或者《至尊神探》（Dick Trac_y）、《摩登家庭》（The Jetsons）一样不可思议，绝非近期可能实现的，实在不值一提。你忍不住向同桌的那位表达这一疑虑。

那些研究员停了下来，纷纷点头，仿佛对此疑虑早已了然于胸了。令他们如此兴奋的不仅仅是电脑技术发展带来的性能提升，还有其发展的指数级速度。他们解释说，这种变化在初期很难察觉，不过当每个人都回过味儿时，变化就已经是天翻地覆了。他们认为，如果你能抓住要领的话，其实电脑性能加速发展的迹象已经显而易见。他们坚持认为自己抓住了要领，自信满满。你感到既半信半疑，又兴趣盎然，就顺势问道：“好吧，那你们觉得要领到底在哪儿？”

研究员们受到了鼓舞，继续解释。首先，我们看看数字技术的本质是什么——具体而言，是什么使数字技术区别于其他多数技术，以指数级的速度发展？他们将数字技术与另一项新近发明成果——施乐复印机进行比较。施乐复印机与电脑的不同之处是它使用的是模拟程序。比如，要是你想用施乐复印机复印文件，得把第一页塞进机器印出第二页，然后你再把这两页塞回机器印出4页，然后印出8页、16页，以此类推。当你印到几千页时，大多数复本都已模糊不清，遑论上亿页了，这是复印过程中误差不断积累的结果——所承载的信息丢失了。

“而数字技术就不一样。”他们解释道。数字信息被转换成信号（由1和0组成）。只要在系统中加入一个运行的纠错程序，数字设备就可以反复复制信息，而信息则毫发无损。研究员们认为，这就是数字化的本质，使数以亿计的数字信息清晰无误地被掌控和分享。而且，纠错程序十分廉价，信息复制几乎不产生任何边际成本。他们的结论是，这一基础科学会推动全社会的变革。

其中一位研究员打开那本《电子》杂志，向你展示令他们激动不已的那篇文章。文章作者名叫戈登·摩尔，是仙童半导体公司的研发部主任，那些研究员也正是在这家公司就职。标题是“给集成电路塞上更多部件”，绝妙直白，令你忍俊不禁。文章论证了单个集成电路芯片上可容纳的元器件数量每年都要翻一番，他预计这一趋势至少会持续10年。研究员们之所以兴奋，是因为这一趋势对于将电脑变得更小巧、更便宜、更快捷至关重要——而这些变化又是加速进行的。如果摩尔预测准确的话，即电脑性能确实可以每年翻番并持续10年，那么到1975年，电脑运行速度会比现在快1 000倍。考虑到这一趋势，摩尔预测“家用电脑（或者至少是连接中央处理器的家用终端）汽车自动控制系统以及个人便携式通信设备等奇迹”将会出现。他在文章中写道：“今天我们离电子腕表只差一个显示器的距离。”你联想到《至尊神探》和《摩登家庭》是不无道理的，那正是摩尔预测会发生的事情。