物联网具有分布式、协同和横向规模化的特性，未来，物联网将彻底改变我们的生产方式、交易方式和产品派送方式。回顾第一次和第二次工业革命的通信/能源矩阵，都需要极度密集的资本，并且需要垂直整合，以实现规模经济和集中管理，从而确保利润率和投资回报率。在第二次工业革命发生的半个世纪，生产设施的规模变得空前庞大。在中国和所有其他发展中国家，巨大的工厂以半个世纪前闻所未闻的速度大量生产各种产品。
微信息化制造
在第二次工业革命时，长期占主导地位的生产模式将在未来30年（至少部分）行将就木。第三次工业革命的新生产模式已经登上公共舞台，并随着物联网基础设施的其他组成部分一起呈指数级增长。目前，数百家公司正在以软件生成视频、音频和文本格式信息的方式来生产物品。这就是所谓的3D打印，它是伴随物联网经济产生的“制造”模式。
软件（通常是开源软件）向塑料和金属熔液及打印机内部的其他原料发出指令，逐层制造出实体产品（完全成形的物品，甚至有可移动部件），最后从打印机里生产出来。就像《星际迷航》系列影片中的复制器一样，打印机可以通过编程生产任何产品。目前，3D打印机已经可以生产从珠宝、飞机零部件到人体假肢等多种产品。希望打印出自己的零部件和产品的业余爱好者已经能够购买到廉价的打印机。随着越来越多的人成为产品的生产者和消费者，消费者开始让位于产消者。
3D打印与传统的集中化生产差别较大，主要体现在以下几个方面。
第一，除了开发软件外，人们几乎不需要参与任何操作，软件将生产过程全包了。这就是将这一过程定义为“信息化制造”而不是“人工制造”的原因。
第二，在确保打印物品的程序和软件保持开源方面，3D打印的早期从业者取得了很大进步，他们允许产消者通过DIY（自己动手做）业余爱好者网站分享彼此的新想法。开放式设计理念认为商品生产是成千上万（甚至数百万）的用户互相学习、共同创造的动态过程。3D打印企业既免除了知识产权保护限制，也显著降低了产品的打印成本，而传统制造企业则需要考虑诸多专利和成本因素，相比之下，3D打印企业更具优势。此外，开源的生产模式更能够促进指数增长。
陡峭的增长曲线有助于降低3D打印机的成本。2002年，3D打印公司Stratasys将第一台“低成本”3D打印机投入市场，售价30 000美元。1如今，购买“高品质”3D打印机只需花费1 500美元。2 此外，3D打印机的成本曲线与计算机、手机、风能及太阳能技术的成本曲线一样降幅显著。行业分析师预计，未来30年，3D打印机将以空前低的成本生产更尖端复杂的产品，使信息化制造过程接近零边际成本。
第三，生产过程的组织方式完全不同于第一次和第二次工业革命。传统的工厂制造是一种减材过程。原料被切割和筛选后，通过组装制造形成成品。在这个过程中，大量原料被浪费，无缘于成品。相反，3D打印属于增材制造。软件向熔料发送指令，层层叠加，制造整体产品。增材制造所需的原料是减材制造的1/10，这大大提高了3D打印的效率和生产力。2011年，增材制造实现了29.4%的急剧增长，在短短一年内便突破了26.4%的行业集群增长率的历史纪录。3
第四，3D打印机可以打印机器自身的零部件，从而节省了昂贵的部件更换费用，也避免因此延误时间。伴随3D打印机的兴起，产品还可实现个性化定制，根据订单，以最低成本设计单件产品或者小批量产品。集中化工厂采用资本密集型的规模经济，建设成本高昂的固定生产线，并进行大批量生产，但这种做法缺乏灵活性，无法与3D打印生产过程一争高下，因为它可以生成同一件物品的10万个副本，所以能够以几乎相同的单位成本定制单件产品。
第五，不断进步的3D打印因其强调材料的耐用性、可回收性和无污染性，为可持续生产带来了深远影响。威廉·麦克多诺（William McDonough）和迈克尔·布劳恩加特（Michael Braungart）的“升级回收”愿景是生态生产的一部分，其主旨在于为产品生命周期的各个阶段增加附加值。4
第六，因为物联网具有分布式、协同以及横向扩张的特点，拥有一台3D打印机就可以开启事业，并连接具备第三次工业革命基础设施的任何地点，其热力学效率远高于集中化工厂，生产率也大大提高，超越了第一次和第二次工业革命所达到的水平。
例如，一台本地3D打印机可以使用现场可再生能源产生的绿色电力或者本地生产商合作方提供的电力来驱动其信息化制造。欧洲等地区的一些中小企业已经开始与区域内的绿色电力提供者合作，以获取横向扩张的优势。随着集中的化石能源和核电成本持续上升，中小企业开始使用几乎零边际成本的可再生能源驱动工厂生产，并将抢占物联网经济的先机。
此外，在物联网经济中，营销费用也将大幅降低。在第一次和第二次工业革命时期，集中化传媒（杂志、报纸、广播和电视等形式）的成本很高，意味着只有全国运营的大型制造公司，才能负担覆盖全国和全球市场的广告费用，极大地限制了小型制造企业的市场触角。
在第三次工业革命中，全球各地的任意一家小型3D打印公司，都能在全球蓬勃发展的互联网营销网站中以近乎零边际成本的卖点宣传产品。新型分布式市场营销网站正在以极低的边际成本，将供应者和用户一起带到全球竞争市场，Etsy网站便是其中之一。Etsy网站已有8年历史，由一位叫罗伯特·卡林（Robert Kalin）的年轻的美国社会创业者创立。目前，有90万个小型商品生产者在Etsy网站上免费做广告，每月有接近6 000万的全球顾客浏览Etsy网站，并时常亲自和供应者互动。5每进行一项交易，Etsy网站只向生产者收取极少的佣金。这种横向扩展的市场营销方式将小企业放到了和大企业平等竞争的市场，使小企业能够以大企业成本的几分之一触及全球用户市场。
第七，比起在19世纪和20世纪通过垂直整合形成的集中化企业，小型信息化制造者则具有绝对优势，通过本地接入物联网基础设施，他们可以利用边际成本几乎为零的可再生能源为车辆提供动力，从而大幅降低供应链环节及成品交付环节的物流成本。
嵌入物联网基础设施的3D打印过程意味着，世界上任何人都可以成为产消者，都可以采用开源软件生产产品，以供使用或共享。但其生产过程本身所需材料仅为传统制造的1/10，并且所需劳动力也非常少。首先，生产中使用的能源由现场或本地收集的可再生能源，其边际成本接近于零；其次，产品通过全球营销网站进行市场推广，边际成本再次接近于零；最后，用户通过电子交付的方式得到产品，而产品的传输动力则由本地产生的可再生能源提供，所以边际成本还是接近于零。
通过接入物联网基础设施生产、营销和分发实物将极大地影响空间范畴的社会组织。第一次工业革命支持发展密集的城市中心，因此工厂及物流网络需要聚集在拥有发达铁路网络的城市周边，由上游供应商提供能源和原材料，并向批发商和下游供应商提供成品。工人必须居住在距离工厂和办公室步行可达的范围内，或者方便搭乘通勤火车和电车的地方。在第二次工业革命时期，生产可通过全国的州际公路从密集的城市中心迁移到郊区的工业园区。汽车运输代替了铁路运输，工人开始驾车去更远的地方上班。
3D打印既是本地的，也是全球的，具有很强的流动性，允许信息化制造者在任何地方打印，并能够迅速转移到任何可以连接物联网基础设施的地方。越来越多的产消者开始在家生产和使用简单的产品，而制造较尖端产品的中小型3D打印企业则可能聚集在当地的科技园区，以实现横向扩张的规模效应。人们不再需要在居住地和工作地之间长时间通勤。我们甚至可以设想，目前过度拥挤的道路系统将不再拥挤。随着工人变成了业主，消费者变成了生产者，建设新道路的成本将随之降低。在分布式更加明显、协同进一步加强的经济时代，拥有15万—25万人口、被绿地包围的小型城市中心将慢慢取代密集的城市核心和郊区外围。
普天之下，皆可打印
新的3D打印革命是“极致生产力”的一个实例。虽然目前无法全面普及，但其影响力已初见端倪，将最终不可避免地降低边际成本，直至接近于零，从而使利润也归为零，最后的结果是许多产品不再需要在市场上进行交易。
制造业的民主化意味着任何人（甚至最终每个人）都可以获得生产资料，这使生产资料拥有者和控制者以及与之相应的资本主义体制变得不再重要。
与其他众多发明一样，3D打印的灵感来自科幻作家。一群怪才坐在电视机前陶醉地观看《星际迷航》。在宇宙空间的长途旅行中，宇航员们需要维修、更换飞船零部件，保存包括机器零部件和药物等所有物品。复制器通过事先编程，将宇宙中无处不在的亚原子粒子重新排列，打印出包括食物和水在内的各种物品。复制器更深层次的意义在于，它使物质不再稀缺。本书第五部分将着重探讨这个问题。
3D打印革命始于20世纪80年代。早期的3D打印机价格昂贵，主要用于原型设计。建筑师以及汽车和飞机制造商是最早采用3D打印技术的一批人。6
随后，3D打印的革新从原型设计转移到产品定制，电脑黑客和业余爱好者也纷纷开始涉足这一领域（“黑客”一词具有正反两面含义。虽然一些人因黑客非法盗取专有机密信息，将其描述为罪犯，但也有人认为黑客是聪明的程序员，他们的贡献惠及公众。此处及全书提及的黑客都使用后一种含义）。7黑客马上意识到，科幻电影中将“原子作为新型打印材料”这一构思变为现实很有可能。这些先驱者设想，将从IT及计算领域中提取的开源格式应用于实物生产。开源硬件逐渐成为一种口号，一群来自多个领域的发明家和爱好者宣称自己是“创客运动”中的一员。这些人在互联网上密切合作，交流创新理念，并相互学习先进的3D打印技术。8
英国巴斯大学的阿德里安·鲍耶（Adrian Bowyer）和一个团队共同发明了第一台开源3D打印机RepRap，随后3D打印进入了新的发展阶段。RepRap可利用现有工具制成，并能够自我复制，也就是说，它是一台可以制造自身零部件的机器。目前，RepRap已经可以打印48%的自身零部件，并正在朝着实现完全自我复制的目标努力。9
2009年，随着名为Cupcake（CNC）的3D打印机投放市场，由鲍耶出资的MakerBot Industries公司成为首批从“创客运动”中涌现出来的公司之一。随后，一系列具有更多功能、更易于使用且成本更低的3D打印机相继问世，如2010年出现的名为Thing-O-Matic和2012年问世的名为Replicator的3D打印机。MakerBot Industries公司允许那些愿意自己动手制作3D打印机的人自由查看组装说明，同时将其销售给喜欢享受这种购物乐趣的客户。
2008年，另外两名开拓者扎克·史密斯（Zach “Hoken” Smith）和布雷·佩蒂斯（Bre Pettis）创建了Thingiverse网站，并将之纳入MakerBot Industries旗下。该网站是3D打印爱好者的聚集地，拥有开源代码以及根据GPL（GNV通用公共许可协议）和CCL（创作共用许可证）由用户创建的数字化设计文件（这些许可证将在第三部分详细讨论）。该DIY社区在很大程度上依赖网站上传和开源设计共享，并参与新的3D打印合作。
2005年，通过引进Fab Lab，“创客运动”向数字民主化制造迈出了一大步。Fab Lab（微观装配实验室）是一个制造实验室，它是美国麻省理工学院物理学家尼尔·格森菲尔德（Neil Gershenfeld）教授的心血结晶。麻省理工学院有一门课程颇受欢迎——“如何制作（几乎）一切”，正是它孕育了创建Fab Lab的理念。
Fab Lab诞生于麻省理工学院微物质与原子中心，前身为麻省理工学院媒体实验室，旨在提供一个实验室，允许任何人进出并使用工具创建自己的3D打印项目。格森菲尔德的Fab基金会章程强调实验室的开放性以及支持对等学习。实验室配备各类灵活的制造设备，包括激光切割机、路由器、3D打印机、小型轧机以及配套的开源软件。建设这一装备齐全的实验室大约花费了5万美元。10目前，全球有70多个Fab Lab，大部分分布在高度工业化国家的城市地区，但令人惊讶的是，也有许多实验室位于发展中国家，在那里，这些实验室被用来制造工具和设备，并成为创建3D打印社区的滩头阵地。11对于一些未加入全球供应链的偏远地区，能够制作简单的工具和实体将大幅提高经济福利。大多数Fab Lab是由高校和非营利组织管理的社区主导项目，但是一些商业性零售商也开始探索将Fab Lab连接到他们的商店，让业余爱好者可以买到需要的用品，然后通过Fab Lab制作产品。12格森菲尔德说，这一理念就是提供任何人都可能需要的工具和材料，使之创造出他们所能想象的任何物品。他的最终目标“是在20年内，创建像《星际迷航》（Star Trek）电影中那般强大的复制器”。13
Fab Lab是第三次工业革命的“大众研发实验室”，它汇集世界一流大学和全球企业精英实验室的研发创新，并将之分享到追求横向对等协作的街道和社区。
第二次工业革命通过垂直整合实现了集中化生产，生产民主化却将之破坏殆尽。在世界范围内设立Fab Lab产生的实质性影响就是让每个人都可以成为产消者，这一点已引起关注。科幻作家再一次成为构想未来的先驱。
在2006年出版的《打印犯罪》 （Printcrime）一书中，科瑞·多克托罗（Cory Doctorow）描述了一个3D打印机可以打印物品的未来社会。在多克托罗描述的反乌托邦社会中，强大的独裁政府判定3D打印物品是非法的。多克托罗书中的主角就是早期的产消者，其因为3D打印而被关押了10年。出狱后，主人公意识到，颠覆现有秩序的最佳途径不只是打印产品，还要打印3D打印机。他宣称：“我要打印更多的3D打印机，很多很多的打印机，人手一台，我不惜为此坐牢，因为这是值得的。”14 Fab Lab是全新的高科技武器库，DIY黑客们正在用工具武装自己，力图颠覆现有的经济秩序。
黑客们刚刚开始将目光投向众多物联网基础设施组件中的3D打印上，而可再生能源开采技术是首个需要解决的难题。日前，施乐公司正在研发一种特殊的银色油墨，可用来代替目前在光伏太阳能电池中用作半导体的硅。由于这种银色油墨的熔点低于塑料，所以用户可以在塑料、建材和胶片上打印集成电路。随着DIY打印能够打印出像纸一样薄的光伏太阳能收集装置，任何人都能创造自己的太阳能采集技术，而其成本也在不断降低，边际成本也正在逐步接近于零。虽然施乐公司研制的银色油墨还处于实验阶段，但它表明由3D打印开辟的全新信息化制造已经成为可能。15
要真正实现本地3D打印的自给自足需要丰富的纤维打印原料，且这种原料能够从本地获取。办公用品公司史泰博公司推出了一款由荷兰阿尔默勒的Mcor科技公司制造的3D打印机，该打印机以便宜的纸张为原料。打印过程称为选择性分层沉积（SDL），可全彩打印，且产品密度相当于木材。该3D打印机可用于工艺品制造、建筑设计，甚至打造面部修复手术的模型，而纸张原材料的成本仅为先前原材料的5%。16
正在推出的其他原料则更便宜，从而使原料成本逐步接近于零。马库斯·凯泽（Markus Kayser）是英国皇家艺术学院的研究生，他发明了一种能够利用光将沙子打印成玻璃的太阳能烧结3D打印机。2011年，这款打印机在撒哈拉沙漠成功通过测试，它的动力源是两个光伏电池板。同时，它还配备了一个大镜头以便聚焦太阳光加热沙子直至熔点。然后，软件向熔化的沙子发送指令，使之层层叠加，形成成型的玻璃制品。17
Filabot 3D打印机是最新研制出来的漂亮装置，它只有鞋盒大小，可以磨碎和熔化塑料制成的废弃家居用品，如桶、光盘、水管、太阳镜和牛奶罐。这些经过打磨的塑料制品被装进漏斗或者桶内并被熔化。熔化后的塑料会通过喷嘴被送到定型滚轴，变成塑料细丝。最后，这些塑料细丝会被卷在线轴上供3D打印使用。一台组装好的Filabot的成本为649美元。18
荷兰一个名为迪尔克·范德·科艾（Dirk Vander Kooij）的学生对工业机器人进行了重新编程，然后利用从旧冰箱中获得的旧塑料打印定制级家具。这个机器人可以在不到三个小时的时间内打印出一把具有多种颜色和图案的椅子。他的3D打印机每年可以打印出4 000把定制级椅子。19其他家具打印机还可以利用回收的玻璃、木材、纺织品、陶瓷甚至不锈钢等原材料打印家具，这表明用于新型信息化制造工艺的可回收原料拥有广泛的来源。
如果信息化制造者可以打印家具，那为什么不能打印能够摆放家具的建筑呢？于是，工程师、建筑师和设计师开始争先恐后地将3D打印技术引入建筑市场。尽管这项技术目前仍处于研发阶段，但已经确定无疑的是，在未来10年内，3D打印建筑将使建筑领域发生翻天覆地的变化。
比赫洛克·霍什内维斯（Behrokh Khoshnevis）博士是南加州大学的工业与系统工程系教授，也是快速自动成型技术中心主任。在美国国防部、美国国家科学基金会和美国航空航天局的大力支持和资助下，霍什内维斯博士目前正在试验用一种被称为“轮廓工艺”的方法打印建筑。他发明了一种无模成型的复合纤维混凝土，其抗压能力足以让打印出来的墙壁支撑过整个施工期。他的团队已经成功通过3D打印机建造了一堵0.9米高、1.5米宽、15厘米厚的墙。同样值得一提的是，在沙子和塑料灌注过程中，黏性材料并不会堵塞机器的喷嘴。
不得不承认，这只是万里长征的第一步。尽管如此，霍什内维斯教授还是认为他所打印出来的这面墙是“继中国的长城之后最具划时代意义的墙”。他补充说：“人类两万年的建筑史发展到今天，建造房屋的过程即将被完全颠覆。”20
霍什内维斯说，巨型3D打印机的成本是每台几十万美元，这仅相当于一台建筑设备的价格。打印家庭住宅的成本可以远远低于标准建设成本，这主要是由于所用的原材料都是复合材料，且价格比较低廉。此外，整个信息化制造过程仅需要很少的材料和人力就能完成。他相信，到2025年，3D打印建筑将成为建筑领域的主导标准。
持此观点的并非只有霍什内维斯教授一人。麻省理工学院的研究实验室同样也在探索：在一天之内，如何利用3D打印技术在几乎不用劳动力工作的情况下搭建一幢房屋的构架。如果按人工时间计算，搭建这样一个构架则需要一个月的时间。21
荷兰建筑师简加普·鲁基森纳斯（Janjaap Ruijssenaars）正在与英国3D打印公司Monolite的董事长恩里科·迪尼（Enrico Dini）进行合作，这两个欧洲人宣称他们要利用沙子和无机黏合剂打印出1.8米×2.7米的结构框架，然后利用纤维增强混凝土填充整个框架，他们希望能够完成一栋两层建筑。22
迪尼和世界上最大的建筑公司之一福斯特建筑事务所已经与欧洲航天局达成合作意向，想利用3D打印在月球上建造一个永久基地。其主要目的是利用月球上的原材料建造一个栖息场所，以避免从地球上运输原材料的物流成本。福斯特建筑事务所的泽维尔·德凯斯特里尔（Xavier De Kestelier）表示：“按照惯例，在地球上，我们习惯按照对极端气候的适应程度进行设计，因此我们会将地球上的类似逻辑运用于月球，探索开发当地可用且可持续使用的原材料，使之带来环境效益。”23
具体的方案是，利用迪尼的D-Shape 3D打印机来打印月球建筑，每个建筑大概需要花费一个星期的时间完成。这种建筑看上去像一个中空的、闭孔结构的鸟骨架，悬链线圆顶和孔式挡土墙的设计是为了抵御微流星体和空间辐射，而建筑的底盘和充气穹顶都是通过飞船从地球运来的。福斯特建筑事务所解释说，月球土壤层被称为风化层，它将由D-Shape 3D打印机打印出来，并且在基础框架周围建成。福斯特建筑事务所的建筑师们已经使用模拟原材料建造了重达1.5吨的原型建造模块。第一座月球建筑将有可能在月球的南极建造，因为这里可以接触到充足的阳光。24
虽然3D打印建筑目前仍处于起步阶段，但预期未来20年，3D打印建筑面积将呈指数增长，并且其生产过程会变得越来越高效，成本也越来越低。传统的建筑施工方法存在建筑蓝图设计成本较高、建筑材料和人工成本高昂、建筑周期长等缺点，相比之下，3D打印则完全不会受到这些因素的影响。
3D打印技术可以使用地球上最便宜的建筑材料，如沙子、石头以及其他易于在本地获取的废弃材料，这样就能够避免传统建筑材料的高成本，以及从外地运输所产生的同样高昂的物流成本。用增材制造的方法层层累积建造建筑物，这为未来的建筑领域提供了节省材料的重要途径。相比找建筑师规划建筑设计蓝图所产生的时间和费用成本，这种开源程序几乎是免费的。而且与传统建筑相比，3D打印建筑构架只需很少的人力和时间。最后，3D打印机还可以利用本地可再生资源发电，并且边际成本为零。因此，至少在不远的将来，要完成一幢小型建筑，可能只需花费时间收集附近的石头、沙子和可回收利用的材料而已。
无论是在月球上还是在地球上，人们都需要交通工具前往各地。第一辆3D打印汽车Urbee已经进入现场试验阶段。Urbee汽车由加拿大温尼伯的KOR生态公司推出，这辆汽车是混合动力汽车，只有两个座位[Urbee是词语“城市电动”（urban electric）的缩写]，它能够以车库每天收集的太阳能和风能作为动力行驶，并且时速可以达到每小时40英里。25如果需要远距离行驶，司机还可以切换到乙醇备用动力引擎。26当然，Urbee汽车只是第三次工业革命时代汽车产业的雏形，就像亨利·福特第一次引入以汽油作为动力燃料的内燃机汽车并进行大批量生产一样，在很大程度上，汽车生产特点和动力源预示着经济和社会的未来模式。
福特汽车公司需要建造大型集中化工厂，使之为交付汽车提供场地并存储汽车装配所需的原材料。汽车装配生产线属于资本高度密集型，并且需要长期运营完全相同的大批量汽车，以保证适当的投资回报。大多数人都知道当一个顾客问福特自己可以选什么颜色的车时，他的幽默回答，福特说：“任何颜色都可以，只要是黑色的。”27
如果除去制造过程，福特公司汽车生产线的减材制造工艺是非常浪费资源的，因为在制成最终的汽车之前，所有的散装材料必须经过切削处理。而且汽车本身由成百上千个零部件构成，需要时间和人力组装。此外，组装之后的汽车要发往各地的经销商处，这会导致额外的物流成本。即使福特公司能够利用第二次工业革命时期的最新技术尽可能提高效率，实现垂直整合经营，并且达到足够大的规模经济，让数百万人都能开上汽车，一辆汽车的使用成本和生产边际成本也从未接近于零，特别是在考虑汽油价格因素的情况下。
3D打印汽车运用不同的逻辑生产。汽车可以用几乎免费的本地材料制造，避免了稀缺材料、材料运输至工厂以及现场存放所需的高成本问题。除了基础的底盘和引擎，汽车的其余部分都由3D打印塑料制成。28汽车的其余部分全部通过持续不断的层层叠加方式生产，而非单个部件组装，这就意味着所需的原材料、时间和人力更少。一个1.8米高的3D打印机能够将Urbee汽车的外壳打印出来，而且只需10个组成部分，完全不浪费原材料。29
3D打印不需要投入巨资建造工厂，也不需要利用较长的研制周期变革生产模式，它仅仅通过改变开源软件，就能够以极低的额外成本为单个用户或批量用户打印生产定制化的车辆。
由于3D打印工厂可以建在接入物联网配套基础设施的任何地方，所以它能够以较低成本在本地或区域内交货，而无须从集中化工厂跨国运输车辆。
最后，由于3D打印汽车可以利用本地的可再生能源，所以驾驶这种汽车的成本也几乎为零。Urbee汽车的燃料成本每英里仅为0.02美元，相当于丰田普锐斯汽车燃料成本的1/3。30
创客运动
直到现在，“创客运动”都在围绕黑客、业余爱好者、社会企业家等群体，利用新的方式打印特定产品，供个人或社会使用。该运动遵循4项原则，即新发明开源共享、推崇协同学习文化、坚信社区自给自足以及承诺可持续性生产。但在表面之下，一场更深刻的变革正在酝酿，即便现在尚不完善且鲜为人知。但如果把3D打印文化所有分散的片段拼接在一起，我们将发现一股蓄势待发的崭新的强大力量，它可能改变21世纪的文明组织方式。
让我们试想一下，在使用二进制排列原子这一理念的支撑下，这种DIY文化正在全球兴起。就像10年前的早期软件黑客一样，他们的动机是创建属于自己的软件，用来分享新信息，而DIY玩家则是热衷于创造属于自己的软件，用来打印和分享物品。如果将3D打印爱好者创造的众多物品放到一起，完全可以构成第三次工业革命时代DIY运动的关键节点了。
3D打印技术真正革命的一面是即将到来的“创客运动”，这将把3D打印从爱好者亚文化群体带向一种全新的经济模式。这一发展将促成新的商业实践，而其效率和生产力将引领我们走向商品和服务的生产与分配的近乎零边际成本，同时促使我们走出资本主义时期，迈入协同主义时代。
最早窥见“创客运动”历史意义的人包括在地方致力于“适用技术运动”的基层工作者。这些运动始于20世纪70年代，灵感来源于莫罕达斯·甘地以及后来的舒马赫、伊凡·伊里奇（Ivan Illich）等人的著作。其实，我的书《熵：一种新的世界观》也起了一定作用。新一代DIY业余爱好者的大多数都是爱好和平和民主运动的退伍军人，在发展适用技术的旗帜下，组织松散的他们开始鼓吹“回归田园”精神，并且迁到农村地区生活。而其他人仍留在大城市的贫困居民区，通常住在废弃的社区建筑内。他们自称其使命是创造适用技术，即利用本地的可用资源制造有用的工具和机器，这些制造不需要开发和破坏生态环境即可完成，同时可以在协同合作的文化中进行分享。他们的口号是“全球化思考，本土化行动”，即在本地以一种可持续发展的方式生活，并且能够照顾和保护地球。
这项运动起源于北半球的工业化国家，但很快就在南半球的发展中国家盛行，因为通过这个运动，处在全球资本主义经济边缘的贫苦大众要努力打造可自给自足的社区。
值得一提的是，至少回顾以往可以得知，在适用技术运动兴起10年后，年轻的业余科技爱好者发起了一场截然不同的运动。这些IT领域的怪才们热衷于在协同学习社区分享自己的计算机程序和软件，掀起了“免费软件运动”的高潮。他们的主要目的是创建全球“协同共享”运动（将在第三部分详细介绍该运动）。斯图尔特·布兰德（Stewart Brand）为这次运动提出“信息免费”的口号，他是为数不多的将适用技术运动和黑客文化连接起来的人之一，他撰写的《全球概览》（The Whole Earth Catalog）一书有助于将适用技术运动从小众的亚文化提升为更加广泛的文化现象。布兰德关于软件革命评论的其他表述经常被忽略，除了他在1984年举行的第一次黑客大会上提出的这段表述：
一方面，信息应该昂贵，因为它具有极高的价值。适当的信息用在适当的地方会改变你的生活。另一方面，信息应该免费，因为获取信息的成本越来越低。所以，这两方面的观点相互矛盾。31
布兰德预见了知识产权和开源接入的矛盾，最终会导致资本家与协同主义者的矛盾，因为信息共享的边际成本已经接近于零。
适用技术运动显然技术含量较低，参与者既对重新恢复和升级在工业时代被摒弃和遗忘的高效传统技术感兴趣，也对发展新技术感兴趣，尤其是有关可再生能源方面的新技术。相比复杂的做法，他们更喜欢简单的做法以及可以使用本地资源和技术重新复制的技术，以便较好地遵循本地自力更生的原则。
黑客们则完全不同，他们多为年轻的、才华横溢的工程师和科学家，占据着IT革命的前沿阵地，是高科技文化的缩影。他们的关注点是全球，而不仅限于本土地区，并且他们的社区在互联网上的社交领域已经成形。
两个运动的共同点是共享社区的观念，以及协作的价值要超越专有权和所有权的道德信念。
现在，3D打印技术将这两项运动合二为一，因为它既是高端技术，也是适用技术，大多数情况下也是开源技术。打印物品的软件指令可全球共享，而非私人所有，而且原材料供给的本土化使得这项技术普遍适用。尽管3D打印推崇自给自足的本地社区，但产品在网站上进行市场推广的边际成本几乎为零，因此3D打印可以惠及全球用户群。此外，3D打印将各种意识形态融会贯通，对于自由主义者、DIY爱好者、社会企业家以及共产主义社会的提倡者极具吸引力，相比集中的和专有的生活方式，这些人更喜欢分布式的、透明的、协作的经济生活和社会生活。3D打印正好融合了这些不同的情感归属。社会化纽带对等级力量深恶痛绝，强烈呼唤对等的横向联合力量。
3D打印在最先进的工业经济体中盛行毫不奇怪。虽然美国公司能够快速抓住新技术发展的命脉，但在未来几年内，德国似乎有赶超之势，因为德国的3D打印技术被看作专为分布式、协作性、横向扩张的第三次工业革命量身定制的信息制造模式。
在推动3D打印技术所需的物联网技术平台发展和投入使用方面，德国远远领先于其他主要工业化国家。正如前文所提到的，德国现已超额完成20%的电力来源于分布式可再生能源的目标，预计到2020年，有35%的电力将来自可再生能源。32在过去的10年里，德国已经将100万座建筑转化为局部绿色微功率电厂。最近，德国意昂集团和其他电力及公共事业公司正在输电网中安装氢存储或其他存储技术。德国电信股份公司正在测试全国6个地区的能源互联网，而戴姆勒公司也正在全国范围内建设氢燃料站网络，准备在2017年推出燃料电池汽车。33
由于德国能够在全国范围内接入物联网基础设施，所以3D打印机能够利用新型物联网提供的效率和生产力优势。这就使德国的信息化制造者一跃超过美国的，因为美国的3D打印公司只能在低效、过时的第二次工业革命基础设施上随波逐流，而其产能在很久之前就已经饱和了。
长期以来，德国的中小型工程公司一直被视为世界上最优秀的精密工程企业，因此它们顺理成章地成为3D打印的引领者。目前，有10家德国公司已经在3D打印领域名列前茅。其中，位于巴伐利亚州的德国EOS公司和Concept Laser公司都是3D打印领域的世界一流企业。34德国正在逐步构建第三次工业革命基础设施，既包括传统的手段，依靠自上而下的方针实现物联网，也包括横向扩展，由本地社区将其建筑转变为微功率电厂，安装微功率电网，以及引入电子交通等。
然而在发展中国家，制造者基础设施则仍然依照最原始的方式发展。在贫穷的城市郊区、孤立的城镇和农村地区，基础设施严重缺乏，资本获取时断时续，专业技术、工具和机械几乎不存在，而3D打印正好为建设第三次工业革命制造者基础设施提供了难得的契机。
马尔钦·雅库博夫斯基（Marcin Jakubowski）毕业于美国普林斯顿大学，同时在威斯康星大学获得了聚变能专业的博士学位，是在社会动机激励下日益涌现的青年发明家之一。目前，他开始利用3D打印设计蓝图，在世界上的任意地方建造第三次工业革命制造者基础设施。起初，雅库博夫斯基提出了一个非常简单的问题：要创造可持续的优质生活，社区需要具备哪些原材料和机器？随后，他和他热衷于支持开源适用技术的团队已经“识别出50种维系现代生活所需的最重要的机器和日常工具——从拖拉机到烤箱和电路装置等一应俱全”，这些机器和工具被广泛用于农耕、建造居所和生产物品等。35
该团队关注的焦点是工具的生产，目标是创建可以利用本地有效原材料（主要是废旧金属等）的开源软件，打印50种机器，让每个社区都有一个“地球村建设工具包”，由此建设属于自己的第三次工业革命社会。
迄今为止，雅库博夫斯基的开源生态网络已经帮助农民和工程师成功打印出了50种机器中的8种，包括推土机、旋耕机、小型拖拉机、铲斗机、普通转子、钻床、多功能钢铁工人以及精密切割金属薄片所需要的数控操作台。36所有用于3D打印机器的设计和指令都会在团队网站上公开，可供他人复制。目前，该研究团队正在研究未来的8种原型技术。
对于上一代人而言，完全从头打造一种现代文明是难以想象的。利用集成式系统方法，开源生态学创建了整个机器生态，构成现代经济体，但是目前，包括Appropedia、Howtopedia和Practical Action等在内的3D打印公司只是扮演开源数据库的角色，因为3D打印设计允许DIY爱好者自己动手，打印出建设第三次工业革命时代制造者经济所需的各种机器。37
目前，用3D技术为农业、建筑业和制造业打印出来的工具本身的用处并不多，要想让它们变得有用，就必须将其接入电力基础设施中。真正的革命是，3D打印“创客运动”将3D制造者经济中的所有东西都接入能源互联网。当这一切发生时，经济模式也就随之改变了。先将利用3D技术打印出来的设备接入能源互联网，然后给每个社区提供一个小型物联网基础设施，帮助他们以节点形式扩展，跨地区连接邻近社区。
目前，世界上最偏远地区的社区都已经在安装微电网（本地能源互联网），从而一夜之间实现了经济发展的转型。在印度，生活在农村地区的4亿人口中的大多数仍然没有享受到电力供应。微型电网首次登上印度历史舞台是在2012年7月，当时印度出现了有史以来最严重的大面积断电，7亿人口无电可用。就在印度大部分地区进入恐慌之时，拉贾斯坦邦的一个小村庄虽然没有太多闪烁的灯光，但日常生活一切照旧。村民们新买的电视仍在播放节目，光盘播放器照常运转，他们的乳酪机仍在不停地搅拌，而这一切都要感谢绿色微型电网。
就在几个月前，一个叫Gram Power的小公司在印度的一个名叫Khareda Lakshmipura的村庄成立，它是印度首个智能微型电网，其创始人是毕业于美国加州大学的年仅22岁的社会企业家亚什拉·科海坦（Yashraj Khaitan）和他的同事雅各布·狄金森（Jacob Dickinson）。当地微型电网从连接到一个配电站的多个太阳能电池板获取能源。而配电站里面的电池可以在夜间或者多云天气下将能源存储起来，由一台小型计算机将数据传送回位于斋浦尔的办公室。架于木杆上的电线将电能从配电站传送到周围村庄的居民家中，为200多名村民供电。38每个家庭都配备一个智能电表，以便了解即时用电量和一天中不同时段消耗的电力。使用这种绿色电力的成本远远低于使用印度国家电网电力的成本，而且它能够有效减少燃烧高污染煤油，从根源上减少印度本地居民呼吸和心脏等常见疾病的发病率。
印度当地的一位母亲在接受英国《卫报》采访时，描述了电力如何改变了村庄的生活。她解释说：“现在孩子们可以在晚上学习了。以前，在这里生活就像生活在丛林里。现在，我们感觉自己真正成为社会的一分子了。”39
2011年，Gram Power公司被美国航空航天局评选为“全球十大清洁技术创新公司”，此后，公司与10个村庄合作安装了微型电网，并计划在2014年继续为4万名村民带去绿色电力。40与此同时，公司也在考察包括地热能和生物质能等在内的本地可再生能源。目前，Gram Power公司正在与印度政府进行商谈，考虑将微型电网应用到其余120个村庄，从而为超过10万个家庭供电。41
在整个印度的农村地区，已经有很多像Gram Power这样的新公司成立，他们致力于帮助本地村庄通过建立绿色微型电网输送电力。谷壳电力系统公司是建立在印度比哈尔邦的电力公司，比哈尔邦有85%的人口无电可用，而该公司通过燃烧当地稻壳的方式，为本地90个发电厂提供动力。随后，这些发电厂利用微型电网，向45 000个农村家庭输送电力。为拥有100户左右居民的村庄安装一个微型电网一般只需2 500美元，而社区在几年内就可以收回投资，到那时，生产和输送每千瓦电力的边际成本几乎为零。42
当本地的微型电网都上网之后，他们之间也可以相互连接，最终，局域电网与国家电网相连，这样，集中的电能就转换成分布式、可协作的横向扩展电力网络。预计到2018年，微型电网将占全球可再生能源收入的75%以上。43
在发展中国家的贫困地区，微型电网的发展必须依靠本地可再生能源的供给支持，这同样也能为3D打印机的运转提供必不可少的电力，确保3D打印机的正常运转，最终生产出21世纪自给自足和可持续发展所需要的各种工具和机器。
理想型经济社会
看着印度和世界各地所发生的转变，我不禁想起70年前甘地的预言。当有人问他对于经济发展的看法时，甘地回答：“大规模生产当然不能依靠强制实现……大规模生产应该通过群众在自己的家园进行生产而实现。”44舒马赫则用一句话总结出甘地的思想精髓，即“不是大规模生产，而是人民群众来生产”。45相比甘地提出这一看法的时代，在今天，他所概括出来的经济模型与印度乃至当今世界其他很多国家更具关联性。
甘地的观点和当时的主流价值观背道而驰。在政治家、商业领袖、经济学家、学者都颂扬工业化生产的世界里，甘地提出了异议，并且认为“亨利·福特的推理是一个巨大的谬论”。甘地认为，隐藏于大规模生产背后的垂直整合企业和固有投资倾向形成的集中化经济强国和市场垄断将给人类带来可怕的后果。46他对这一形势提出警告：
这样一种形势将是灾难性的……因为一旦发生这种情况，人们将在无数地区进行生产活动，但电力将仅来自一个被选定的中心……我不敢想象这样一个无限能量核心将给人类带来什么，能量控制中心单一的结果就是，我们将完全依赖这个能量中心所产生的光、水甚至空气等，我认为这是极其可怕的。47
甘地认为，大规模生产就是利用更成熟的机器、更少的劳动力，以更低的成本生产出更多的商品。然而，他却在大规模生产的组织逻辑中看到了一个内在矛盾。甘地推断：“如果所有国家都采用大规模生产系统，那么他们的产品也必然面临没有足够大的市场的局面，因此，大规模生产必须停止。”48像卡尔·马克思、约翰·梅纳德·凯恩斯、瓦西里·里昂惕夫、罗伯特·海尔布鲁诺以及其他杰出的经济学家一样，甘地认为，资本家对效率和生产率的欲望将导致机械自动化取代人类劳动力，使越来越多的人失业，并且没有足够的能力购买已经生产出来的产品。
甘地的替代方案是，民众在自己的家里或社区进行本地生产，这就是所谓的“抵制英国货运动”。“抵制英国货运动”的本质是“为人们提供就业，而非为工作寻找劳动力”。49甘地反问道：“如果你数百万次地重复单项生产，它难道不会回报给你一个大规模生产吗？”50甘地确信生产和消费是可以结合的，即我们今天所说的产消者。只有多数生产在本地进行，并且即使并非全部，也要大多数产品都由本地消费，产消者才能形成。51
甘地敏锐地观察了支配第一次和第二次工业革命的权力关系。他看到，英国的机械工业席卷了印度大陆，吞噬着丰富的自然资源，令民众财力枯竭，以满足英国当地富有的精英和中产阶级的消费。他还看到，数百万的同胞在全球工业金字塔的最底部萎靡，因此他反对集中的资本主义制度也就不足为奇了。
甘地对于苏联的共产主义试验同样不抱任何幻想，在此，“团结共有”的原则只是个噱头，实际上，相比与之敌对的资本主义社会，它对工业化进程采取了一种更僵硬的集中控制措施。
甘地从未有意识地阐述在每一种文明中决定经济组成与分布方式的通信/能源矩阵。然而直觉告诉他，无论是资本主义政权还是社会主义政权统治下的社会，产业组织都带有一些指导性的设想，包括对于生产和分配过程的集中控制，这些都倡导人的本性功利观，以及将更多的物质消费作为最终的追求。另外，他的哲学强调自给自足社区中的分散性经济生产，相比机械化生产，他更追求手工劳动。此外，将对经济生活的展望作为对道德和精神的追求，而非对物质功利的追求。对甘地来说，要想避免对经济无休止的剥削，对社会无私奉献无疑是个有效条件。
甘地的理想型经济始于本地村庄，并可向外延伸到整个世界。他写道：
我对于斯瓦拉杰村的认识是，它是一个完善的共和国，因自身最为关心的需求独立于邻邦，但在其他方面又相互依存。52
他回避了对于金字塔形社会的认识，而更倾向于他所认可的“海洋圈”，它由单个社区组成，嵌入更为广泛的社区中，进而扩展为整个人类群体。甘地认为：
独立必须从底层开始……每个村子都必须具有能够持续管理自身事务的能力，甚至可以做到能够在整个世界中捍卫自己的利益……这与依赖邻邦或世界并从中获取帮助并不相互排斥。这将使双方的能量都得到自由和自愿的发挥……在这个由无数村庄组成的结构中，将产生不断扩大但从不上升的圈子。生活不会是一个底层供应顶层的金字塔，而是一个以个体为中心的海洋圈……因此，最外围不会对内圈形成压力，而是会赋予内圈所有的力量，并从中获取自己所需的能量。53
在他所倡导的愿景中，甘地与古典经济理论划清了界限。亚当·斯密的说法是，在市场上，每个人会出于本性追求自己的利益，而且“事实上，在他看来，那是人类自身的优势，而不是社会优势”，这个观点与甘地的观点正好相反。54甘地认为，在一种良性经济中，社会利益会取代个人利益，并主张如果二者缺其一，就会降低人类的幸福感。
对甘地来说，快乐并非源于个人财富的多少，而是要过着富有同情心的生活。他进一步建议说：“真正的幸福和满足……不是欲望加倍，而是有意识地减少。”因此，一个人才可以在与他人休戚相关的生活中享受自由。55他还将对地球的责任囊括到自己的幸福理论中。在“可持续发展”这一概念流行之前的半个世纪，甘地就明确指出：“地球可以满足每个人的需要，但不能满足每个人的贪婪之心。”56
甘地的理想型经济社会与第三次工业革命以及随之而来的合作时代有着相似的哲学原理。他主张将自给自足的村落社区联合起来，并扩张到更广泛的“海洋圈”，进而延伸至全人类，这种观念反映出在第三次工业革命经济模式中，社区微型网络将连接成更分散、协同性更强的横向网络。他的幸福观是对共享社区中人的关系的优化，而不是个人在市场中对自身利益的追求，这反映了对生活质量的新追求，是协同时代的标志之一。最后，甘地坚信自然是一种具有内在价值的有限资源，需要管理，而非掠夺。这个观点符合一种新的认识，即每个人的生活最终是由我们对于所生活的生物圈所施加的影响来判定的。
虽然甘地信奉横向经济能量的观点，认识到地球环境自身是支撑所有生命的首要社区，但是在通信/能源矩阵支持商业进行自上而下的集中管理，以及经济活动纵向整合的工业化时代，他只能被迫捍卫自己的地方经济能量理念。因为当地社区的传统工艺已使多数印度人陷入贫困与孤立，在这种背景下，他的理念在相当长的历史阶段中陷于不被接受的困境。
然而甘地尚未认识到，资本主义制度更深层的矛盾将使他所信奉的分散和横向协作的规模经济成为可能，即坚持不懈地追求能够提高效率和生产力的新技术，这些技术将推动边际成本接近于零，从而使得诸多商品和服务的潜在自由和经济多样性具有现实的可能性。
毫无疑问，甘地会同样惊讶地了解到，资本主义生产力的最理想状态是通过引入新的通信技术、能源以及随之而来的生产和分配模式使边际成本趋近于零，而这种生产与分配模式将以分布与协同的方式来组织，并最终以对等和横向扩展的规模让数百万人成为产消者，这与他设想的大众化生产的概念没有什么区别。
如今，物联网基础设施提供了超越甘地经济愿景的手段，使数亿印度人脱离了赤贫，并不断提高生活质量。而甘地对良性经济的追求则通过物联网得以实现并嵌入其中，势必会揭开崭新的篇章，讲述印度和全球新兴国家寻求公正和可持续发展未来的历史。