人工智能时代：破解人机共存密码（套装共10册）

在南端技术中心设立“数制”工坊，我们只着眼于此，并无他想。它建成后，我们原以为可以就此回归研究工作了。但是一个强大的加纳社区在发现梅尔的“数制”工坊后，于2004年在加纳海岸的赛康第–塔科拉迪合作创建了另一个“数制”工坊。一而二，二而四，10年间“数制”工坊的数量每一年半就翻一番：每次我们建立一所“数制”工坊，就有人提出需要再建一所。雪莉·拉斯特是第一个注意到这一指数级增长趋势的人。她负责管理比特和原子中心的“数制”工坊项目，领导着一个从比特和原子中心剥离出来的智造基金会来支持项目的发展。拉斯特来比特和原子中心时，其身份是一名电视科学节目制作人。她崇尚科学发现，而这也是她自负责“数制”工坊网络项目以来孜孜以求的方向。

2005年，我在最初一批“数制”工坊设立之后，写了《智造》（Fab）一书。那一年，一家名为《爱上制作》的新杂志找到我并首次采访了我，这个杂志是由戴尔·多尔蒂创办的。他把那些用“数制”工坊的工具将计算与制造联系起来的社区爱好者命名为“创客”。2006年，他在加利福尼亚的圣马特奥发起了一个活动，名为“创客嘉年华”，现已成为当地最大的创客集会，虽然最初只寥寥数人，但2015年时已吸引145 000人与会。

同样也是在2006年，吉姆·牛顿创建技术工坊，以分享大多数人可望而不可即的数字制造工具。其店面以付费会员的方式运营。发展到2016年，他共开了10家分店。还有一些为同类爱好者提供聚会场地的非正式创客空间和骇客空间，这种空间由于提供的服务不同而形态各异，目前已有数千家。

次年，也就是2007年，比特和原子中心推出了一个移动“数制”工坊，目的是把工具带给人们，而非让人们来找工具。值得纪念的是，托马斯·迪兹、埃米·孙、张永安（后面还会提到）驾驶着工坊车参加内华达黑岩沙漠的“烧人”狂欢节，在湖床上展示了快速原型制作。移动工坊后来在网络中孕育出另一个网络：全国各地工坊漫游网。

所有这些“数制”工坊都是第三次数字革命早期形态的展现。在这一快速增长的生态系统中，“数制”工坊的两个特征格外引人注目。一个是所有的“数制”工坊配备的核心套件都是标准化的，而且同步升级，使不同工坊的人和项目都可以共享，避免了工坊间的差异性。计算机网络先驱鲍勃·梅特卡夫发现了著名的“梅特卡夫定律”：计算机联网的价值与网络中计算机数量的平方成正比。他之所以认为这是指数级的影响，是因为它反映了人与人交互的可能性。有些创客空间采用会员模式，会员仿佛加入了一个健身房。健身房向个人提供训练用的设备，而如果某人在其他地方训练，健身房就不产生直接的利益。但是，联网或使用“数制”工坊的价值，会在其他计算机或其他人加入网络或“数制”工坊时得以提高。在“数制”工坊网络中，人与项目是流动的，内容得以分享，人们可以合作完成自己单独无法完成的任务。

“数制”工坊的另一个显著特点，是其内容可根据第5章提到的数字制造研究路线图进化升级。一开始，它们是一张仔细编制的普通机器、材料、零件和项目清单，现在发展到由“数制”工坊开发的硬件和软件的开放式设计，目标是由一个“数制”工坊创制另一个“数制”工坊。尽管“数制”工坊中各种设备的成本随着时间推移有所下降，有关工坊可制造物品的雄心壮志却在同幅度增长。因此，从社区资源的角度来衡量，总体上的规模保持基本稳定。

这些特点结合在一起，使“数制”工坊形成一个网络发挥作用。单独来看，每一个工坊可能并不起眼，但所有工坊合在一起就积微成著了。没人强迫你建立“数制”工坊，但是很多网站持续加入这个网络，是因为它们可以从一个更大的网络中获益。

最令我诧异的是世界各地“数制”工坊的用途的相似性，而非差异性。梅尔·金是一位来自波士顿的社区活动家，当我们带他去挪威北部会见有萨米人血统的牧人哈肯·卡尔森时，梅尔也注意到了这一点。在哈肯的工坊逗留数日后，梅尔评价：“就跟在家一样。”他可能只在北极圈里盘桓了几个小时，但在那里他体会到的希望与恐惧跟他在波士顿城市工坊里如出一辙。

多样性是各地“数制”工坊的另一个共通之处。参与者从黄口孺子到皓首苍颜，跨越各个年龄段，其应用还涵盖教育、娱乐和商业等多种方向。在这种多样性中，工坊扮演着类似于图书馆的角色。安德鲁·卡内基于上一个世纪之交（1900年）投资设立城市图书馆，他功成身退时，已有大约250个此类图书馆遍布全美。该图书馆的总体使命是普及文化，增加获取知识的途径。然而在完成这一使命的过程中，他们努力使其普惠于托儿所、学校、研究机构，乃至所有公民。当时图书馆还是个新生事物，而今它已经成为一个文明社区的标配。“数制”工坊也具备同样的使命，但是它们所瞄准的是一种新型的文化普及：从比特到原子的转化。

教育_：从DIY到DIT

在比特和原子中心建立数字制造研究设施之初，我们曾面临一个问题：由于这些工具传统上是按照学科与操作量级来分类的，麻省理工学院的学生终其一生也无法掌握所有工具的用途。于是我走了个捷径，在2001年开设一门新课程：如何智造（几乎）万物。这门课主要面向从事数字制造研究的少数学生，不过自开设以来，每年都有数百名学生来听课，他们就是想要学习如何进行创制。

除了掌握单项技术外，他们还将技术集成起来做项目。其中一位明星学员名叫凯丽·多布森，后来成为罗得岛设计学院数字与媒体系的系主任。她制作了一个用于收集尖叫声的可穿戴装置，这个装置还能在之后方便或有需要时对收集到的尖叫声进行回放。几年后，后来成为麻省理工学院建筑系系主任的尹美真，制作了一条装满传感器和刺针的裙子，以捍卫着装者的个人空间。此类发明项目年复一年不断涌现，我意识到参与这个课程的学生正在回答一个我未能提出的问题：数字制造的好处究竟在哪儿？当我叩问数字制造的途径而非缘由时，他们则以行动回答，如同数字计算的杀手级应用是个人电脑一样，数字制造的杀手级应用是个人制造。重点不是制造市面上可以购置的东西，而是制造市场小到只有一个人的个性化商品。

比特和原子中心的研究工具面临的培训难题，被“如何智造（几乎）万物”课程所化解。同样，“数制”工坊的普及也面临着全球性的培训难题。如果聪明的孩子在“数制”工坊中所学的技能大大超出了当地的教学范围，他们就可能会愤而出走。汉斯–克里斯蒂安·布鲁沃尔德生活在遥远的挪威北部，从当地的林赛德教学体系标准来看，他是个问题学生。因为他已经掌握了老师教授的所有内容，所以上课很不专心。后来他尝试去哈肯的“数制”工坊，我在那里见到他，并把“如何智造（几乎）万物”课程中的一些项目演示给他看。当我再次回到哈肯的“数制”工坊时，震惊地发现他已经用所学技术创制了一个玩具机器人卡车，从设计车身，到组合舵机和控制器，他还给玩具卡车增加了一个挡风玻璃显示器。与此同时，我们在南非一个曾处于种族隔离时代的索山谷小镇也开设了“数制”工坊，并惊喜地发现当地一个名叫策皮色·莫娜蘅的姑娘已经通过工坊的设施与我在麻省理工学院的授课内容实现了远程同步，这令我惊讶不已。

对汉斯–克里斯蒂安和策皮色这些人来讲，人们通常会说他们“才华横溢，当志存高远”。为了获取更高深的学问，这些出色的学生只能远走他乡去求学。不过，这种迁移却使最有价值的人远离了最需要他们的地方。我们试图与各地的学校合作以弥补这一遗憾，却总是发现比缺乏技术技能更大的局限在于，学校严格管制的教育方式会遏制学生的创造力。因此，我们启动了如今称作“智造学院”的项目。

这个项目一开始是个联网视频，当时我创建它是为了方便各地的“数制”工坊远程旁听麻省理工学院“如何智造（几乎）万物”这门课程。后来，加入听课的“数制”工坊比课堂上的学生还多，我们就把远程教学部分拆分出来，作为一个独立的课程设置。课程的当地导师由曾经参加过远程学习的那些人来担任，其作用就十分重要了。只要新生决定加入当地的“数制”工坊工作组，就要与导师、同学和机器为伍。于是，我们把全球各地的人用联网视频聚到一起，进行互动讲座，分享合作内容。

可以把麻省理工学院想象成一个大型计算机，你在其中做数据处理。当人数有限时，它还运行良好。也可以把大型开放式在线课程（MOOCs）视作分时时代的计算机，用户分坐于中央主机不同的终端前进行工作。而我们无心插柳创建起的智造学院模式则更像互联网，联结学习网络的众多节点，其中的边缘节点比中心发展得更快。

一开始我直接指导所有学生。后来随着模式的发展，我只督导各地导师，由他们来指导学生。当模式进一步深入发展后，我就只管理那些超级节点的负责人，由他们督导区域内的工坊，再由工坊的导师来指导学生。这样，这一模式又与互联网模式不谋而合，沿着一个树状路径来传递信息，有树干、树枝和树叶。与互联网一样，任何节点之间都可以交互，每周智造学院的例会本质上就是一个大型视频会议，实现了人与人之间的视听交互功能。会议内容包括对过去一周成败得失的热议，并对下周要推出的新材料进行互动介绍。整个会议的技术支撑都是由卢恰纳·阿辛纳利领导的分布式工作组来完成的，而非中心办公室。

这一架构在维护质量控制的关系网中，实现了直接的可追溯性。但是我们需要用某种方式把它记录下来，于是我就去找了EDUCAUSE（一个高等教育的信息技术专业组织），“.edu”（教育）

的域名就是由这个组织管理的。申请“.edu”域名的机构需要该组织对网站进行授权。接待我的几位授权人对我们的事业表示欣赏，却说如果给智造学院一个“.edu”域名就会违反他们的规定，因为获得其授权的机构必须要有可识别的实体场所，而他们无法识别网络。不过，授权人随后表达了善意：“就当作你们有场所吧。”他们的意思是我们的学生必须建立一个文件夹记录所学技能，然后他们再派人上门检查学生的学业并评估学院的价值。虽然智造学院没能取得全球的授权，但区域性的授权依然使智造学院桃李满园。从中我们也发现，就学生未来的深造、就业或投资资质而言，这个文件夹比陌生人的证明函更能说明问题。对授课内容的审查与评估历时8个月，不过对学生进步程度的评估是由其技能掌握程度而非听课时长来决定的，因为有些学生用了好几年才完成学业。学生的背景各不相同，包括在家里接受教育的神童、在校大学生、不上大学以制作为业的人、职业生涯中期的专业人士、职业生涯后期需要再培训的人、退休的业余爱好者。这种当地学习小组的全球联网，可以根据对导师的需求量来平衡“数制”工坊的分布。

缺乏良师，则易误入歧途。“创客”这个词其实具有正反两个方面的内涵，用来形容热情很高但信息却不太灵通的人。创客运动的一个主题是Arduino^[2]，一款售价20美元的小型电脑插件，用于在项目中构建智能装置，包括读取传感器、控制输出装置和网络通信装置。Arduino原本是在一个计算机芯片家庭AVRs的基础上设计的，设计者是两个挪威学生。智造学院在引入Arduino以后，会先向学生展示如何用寥寥几美元的部件制造这样一个电路板。之后，再教他们学习如何使用其他电脑芯片，有的电脑芯片只有一粒米大，有的电脑芯片则可以驱动桌面操作系统。创客运动的另一个主题是3D打印。智造学院不仅教学生如何使用3D打印机，还演示如何使用那些运行速度更快，产品尺寸更大、硬度更高、质地更好的数字制造工具。后来，学生们又学会了如何制造3D打印机。上述每个事例都为从学习简单技能过渡到掌握复杂技术提供了可参考的路径。

DIY^[3]只能使你在前人的基础上略有进步，而无法集前人之大成，DIT^[4]和DIWO^[5]则是构建在群策群力基础上的活动。我们意外地发现，智造学院处于一个良性循环的核心。每个循环在“数制”工坊全网推广最佳实践案例，建立当地导师的核心队伍，向社会输送大批训练有素的学生，从而又对新的工坊与项目有所助益。

创建智造学院是为了教授数字制造技术。不过，我们之前并没有局限于这一内容来设计学院，其基础设施可以用于任何一种分布式学习，而非单纯的远程学习。早年我忽视了通信、计算、制造与学习之间的深刻联系。如果说数字通信使我们得以全球交互，数字计算使我们能够分享知识，那么数字制造的兴起则使我们可以交换思想甚至物品。利用“数制”工坊的核心工具套件，“随需而制”已经成为可能，可以有效地把校园搬到学生面前。

世界著名的遗传学家乔治·丘奇很关心那些无法到哈佛听他讲课的学生。这一想法促使他利用“数制”工坊的网络增设了分布式的第二课堂，主题是“如何种植（几乎）万物”。数字制造与生物制造在两个层面联系密切。生物学家可以借用“数制”工坊制造生物实验室所需的工具；生物设备常常昂贵而笨重，“数制”工坊制造机器的技术同样被用来制造用于DNA扩增的热循环仪和为生物反应编程的液体处理机器人。从一个更深的层面来看，生物本身也可以用于制造。我们在第3章将会看到，生物反应的过程基本上是数字化的，我们正在逐渐学会如何对这些过程进行编程，从而实现“数制”工坊与生物实验室的功能交汇。

奥拉维尔·艾利亚松是世界知名的艺术家。与乔治一样，他想要扩大工作室的影响，使其受益于无法直接接受现场培训的学生。不过，他的兴趣不在于如何创制物品，而是为何创制。这促使他也开设了一门分布式课程——“为何智造（几乎）万物”，来探索制造流程的影响和冲击。

我的学生纳迪娅·皮克把这种不断发展的课程集合戏称为“（几乎）万物学术”。学术名称是个难题，只好先简称为“Academany”，目前由让–米歇尔·莫莱纳管理，法国格勒诺布尔“数制”工坊（Grenoble fab lab）就是由他启动的。每个课程都遵循同样的模式，有当地的工作组，也有全球联网的导师，可以由负责分享协作内容的世界级大神们开展交互式讲座。

与“数制”工坊在全球开枝散叶同步，我帮助麻省理工学院设计了一个新建筑。这项工程历时10年，耗资上亿美元，可容纳数百人。在这10年中，涌现了上千个“数制”工坊，每个“数制”工坊都拥有一个用户规模在百人以上的社区。这些数字反映的问题不言而喻：在上亿美元的建筑与上亿美元的“数制”工坊之间，投资哪个更加合理？

麻省理工学院当前的组织架构是建立在稀缺性这一假设基础上的。受实验室设备、图书馆藏书，以及教职员工的时间精力等资源所限，我们拒绝了大多数申请者，挤在剑桥^[6]的一角，在那里，每平方英尺^[7]都弥漫着对资源的竞争。有人顾虑某个学生有可能正在孤苦伶仃地坐在联网在线学习平台的电脑前，这是个伪命题。智造学院已经反复证明，学生要成功就需要置身于某种学习环境中。现实的选择是分布式教育而非远程教育，就像智造学院所做的那样。随之而来的问题就是，对于麻省理工学院这种地方而言，有多少内容是可以进行分布式教学的？又有多少内容需要在校园内集中教学？

我看应当是平分秋色。我们每开设一个“数制”工坊，都能遇到极具创造性的人才，他们和麻省理工学院那些与我共事的人同样出色。这种人遍布全球，之所以频繁现身于“数制”工坊，是因为他们在其他地方找不到知己、导师和工具。麻省理工学院的校园里大概有半数的教学活动可以用“数制”工坊的形式来代替。另一半情况有所不同，它们需要昂贵的工具，比如用来编写分子级别汇编程序的纳米装置。使用这些昂贵的工具需要极为专业的技能与知识，因此将其教学研究活动集中在一地进行是有道理的。这两种空间形式并不矛盾，我们可以将其视作一棵树的枝叶，其中有万元级别的创客空间、10万元级别的“数制”工坊、百万元级别的超级“数制”工坊，也有千万元级别的研究实验室。要想利用地球上的智慧，不仅要种植树木，还要让它枝繁叶茂。

西摩·派帕特是教育信息化之父，曾在瑞士师从于著名儿童心理学家让·皮亚杰。皮亚杰坚持认为研究儿童的学习方式应当像科学家一样进行实验、检验理论。后来，西摩在麻省理工学院搞到几台早期的实时数字电脑，希望能拓展儿童可及的实验范围。这个想法在当时有些不切实际——那些电脑既昂贵又庞大，而且很难使用。为了提供一个更加友好的界面，西摩开发了一款机器人“海龟”联结到电脑上，还开发了一种计算机语言（Logo）以方便儿童指挥海龟行动。

与西摩共事的人中有一位名叫艾伦·凯，他在此基础上开创了现代计算机图像用户界面的范例，并开发出笔记本电脑。这些设计最初并不是为商业主管们准备资产负债表，而是为了方便儿童进行探索。西摩的另一位研究伙伴米奇·雷斯尼克则开发出乐高的头脑风暴套件（是以西摩的一本书名来命名的），使电脑融入可编程的乐高积木游戏。米奇还领衔创造了供孩子们编程使用的Scratch软件^[8]，风靡全球。

随着“数制”工坊数量的快速增长，智造学院不断发展，西摩来找我商量合作。那时我觉得“数制”工坊纯粹就是个历史性偶然事件，但他却十分有信心地说，孩子们可以对“海龟”的行动进行编程，却不能制造出“海龟”，这对他来说如芒在背。这是他始终追求的目标。从这个角度看，“数制”工坊提供的教育直接延续了他数十年以来奋斗的事业。这绝非偶然，从在麻省理工学院玩中央计算机，到去商店花钱玩电脑驱动的游戏，再到去“数制”工坊玩创制的电脑，这其中是有自然发展规律的。