3D打印技術(shù)所隱含的社會(huì)問(wèn)題與控制方法

陸澤銘 楊倫

【摘要】3D打印技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代初發(fā)展起來(lái)的一種新興的增材制造技術(shù)。如今已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、國(guó)防軍事、醫(yī)療領(lǐng)域、個(gè)性設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。在3D打印技術(shù)的探索與使用過(guò)稱中，不僅為制造業(yè)的變革做出了新的貢獻(xiàn)，還為其他生產(chǎn)領(lǐng)域帶來(lái)了新的可能，該技術(shù)帶來(lái)的價(jià)值是不可限量的。然而技術(shù)的異化導(dǎo)致任何技術(shù)都沒(méi)有絕對(duì)的安全性，3D打印技術(shù)也是如此。所以科技的雙重性使人類需要對(duì)新技術(shù)客觀的認(rèn)識(shí)，減少技術(shù)異化給人類帶來(lái)的負(fù)面影響，使之更好的為人類造福。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù)；社會(huì)問(wèn)題；控制方法

3D打印技術(shù)是一種尖端的、前沿的科學(xué)技術(shù)，是制造業(yè)的重大突破。3D打印在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且?guī)?dòng)力衍生行業(yè)的發(fā)展，受到人們極大關(guān)注。從打印工業(yè)零件到打印人體組織，不斷給人們帶來(lái)神奇、震撼的感覺，一度成為世界各大新聞媒體報(bào)道中的高頻詞匯。英國(guó)的《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志將3D打印技術(shù)評(píng)價(jià)為“第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)準(zhǔn)”。3D打印技術(shù)正帶來(lái)越來(lái)越多的不可思議的成果：飛行速度80公里的無(wú)人機(jī)、可以連續(xù)射擊上百發(fā)子彈的步槍、擁有真實(shí)功能的肝臟等。這些國(guó)外的最新研究成果打開了人們的視野，仿佛3D打印技術(shù)已經(jīng)無(wú)所不能。然而技術(shù)的產(chǎn)生是具有二重性的，我們要對(duì)新技術(shù)客觀的審視，尋找技術(shù)異化所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)找出合理的控制方法。

一、3D打印技術(shù)的概念、原理和應(yīng)用

“3D打印”又名“3DP”是“Three Dimensions Printing”的縮寫是“快速成型”技術(shù)的分支。它利用CAD（Computer Aided Design）軟件建構(gòu)所要“打印”物體的數(shù)字模型，然后利用樹脂、金屬顆粒、石膏粉末等材料通過(guò)逐層累加的方式將物體構(gòu)造出來(lái)的技術(shù)。

3D打印技術(shù)的工作原理并不復(fù)雜。首先計(jì)算機(jī)將3D數(shù)字模型橫向分割，將一個(gè)物體的模型分割成很多的薄層；然后利用能夠快速成型的塑料、金屬樹脂等材料把分割好的薄層打印出來(lái)；最后將打印出來(lái)的薄層粘合在一起，最終形成一個(gè)三維的真實(shí)物體。

3D打印技術(shù)最先應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，物體的外形越復(fù)雜，制造成本越高。而使用3D打印技術(shù)來(lái)制造一個(gè)復(fù)雜而精確的零件所花的時(shí)間要少很多。很多新產(chǎn)品的研發(fā)需要預(yù)先制造模型，在汽車、飛機(jī)等新產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程中需要做很多零部件。設(shè)計(jì)師可以通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)快速制作部件然后進(jìn)行拼裝，這樣不僅大幅度縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期而且減少了設(shè)計(jì)成本還能在設(shè)計(jì)的過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并對(duì)產(chǎn)品改良。

3D打印技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)相結(jié)合能使診斷更加準(zhǔn)確并且降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。醫(yī)生利用3D打印機(jī)可將CT、X光的二維圖像制作成三維模型，醫(yī)生分析病情時(shí)更直觀，也能幫助他們術(shù)前分析和規(guī)劃，從而達(dá)到降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的目的。同時(shí)3D打印機(jī)還可以打印出骨骼、具有真實(shí)功能的肝臟、血管等。利用3D打印技術(shù)印出的耳朵或鼻子，將為那些災(zāi)難中受嚴(yán)重傷害的病人恢復(fù)容顏提供了可行的方法。在美國(guó)維克弗雷斯特再生醫(yī)學(xué)研究所人員正在研發(fā)利用3D打印機(jī)修復(fù)嚴(yán)重的傷口。德國(guó)科學(xué)家弗勞霍夫用3D打印機(jī)配合化學(xué)高分子材料成功打印出一種人造血管，這種人造血管不僅具有與人體血管相同的功能而且具有良好的兼容性。這項(xiàng)研究將有力推動(dòng)大型人體器官的制造，而且為器官移植多了一種可行方案。

二、3D打印技術(shù)所隱含的社會(huì)問(wèn)題

3D打印技術(shù)具有成本低、多樣化、一次成型等很多優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)設(shè)計(jì)、醫(yī)療領(lǐng)域、軍工等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而產(chǎn)生一項(xiàng)新技術(shù)必然也會(huì)產(chǎn)生它的異化現(xiàn)象，對(duì)社會(huì)的發(fā)展造成負(fù)面影響。

1、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的挑戰(zhàn)

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，使得一件工藝品或是一件模型的制造不再是某個(gè)人或是某個(gè)集體的專利。利用3D掃描儀（精度可達(dá)小于0.015mm）將目標(biāo)的全部外形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字模型，它們就會(huì)變得很容易復(fù)制和傳播。這樣，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就能輕而易舉的竊取模型數(shù)據(jù)。原創(chuàng)者的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)可能變得更小，盜版會(huì)變得更加猖獗。盜版商只需要在原有模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造就能夠在市場(chǎng)上快速推出新產(chǎn)品，不僅會(huì)對(duì)原產(chǎn)品造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)使人們對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)斗更加激烈。

2、3D打印技術(shù)存在對(duì)人體健康的危害

3D打印機(jī)是利用逐層建構(gòu)的原理把數(shù)字模型實(shí)體化。基于該技術(shù)的特點(diǎn)，在它使用熱塑性塑料、金屬、陶瓷等材料打印的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生影響人體健康的顆粒。美國(guó)伊利諾伊理工大學(xué)的一項(xiàng)研究成果指出：3D打印機(jī)在不通風(fēng)的室內(nèi)使用可能會(huì)對(duì)人體造成傷害。該研究稱，目前在市場(chǎng)上出售的一些小型桌面級(jí)別3D打印機(jī)在進(jìn)行打印工作時(shí)會(huì)伴隨有大量的“超細(xì)顆粒物”的出現(xiàn)。在低溫時(shí)，3D打印過(guò)程中“超細(xì)顆粒物”的排放量大約為每分鐘200億個(gè)。高溫時(shí)，“超細(xì)顆粒物”的排放量大約為每分鐘2000億個(gè)，這相當(dāng)于在室內(nèi)吸一根煙的污染量。從對(duì)人體危害的角度來(lái)看，超微顆粒濃度過(guò)高會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響，會(huì)引發(fā)哮喘、心臟病、中風(fēng)等癥狀。如果不在通風(fēng)的環(huán)境下使用3D打印機(jī)無(wú)疑會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。

3、私自制造危險(xiǎn)物品

如果你想要利用3D打印技術(shù)制作一把槍，只需要先從網(wǎng)上下載或設(shè)計(jì)出3D數(shù)據(jù)模型然后利用3D打印機(jī)就能將它打印出來(lái)，這個(gè)過(guò)程并不復(fù)雜。目前通過(guò)3D打印技術(shù)打印槍支就是一種潛在威脅，然而隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展大規(guī)模武器擴(kuò)散可能通過(guò)這一途徑實(shí)現(xiàn)。

例如：在2014年5月8日，一名日本大學(xué)員工被警方逮捕，原因是他利用3D打印技術(shù)制造槍支。他從國(guó)外網(wǎng)站下載了手槍的3D設(shè)計(jì)圖紙，然后利用3D打印機(jī)制作出了可以發(fā)射子彈的手槍。雖然他制作的手槍還未對(duì)他人造成危害，但這已經(jīng)暴露了3D打印技術(shù)的危險(xiǎn)性。在不久前，Solid Concepts公司稱，他們用3D打印技術(shù)成功打印出金屬材質(zhì)的手槍。這把手槍以經(jīng)典的1911手槍為模型，采用了一種“激光燒結(jié)技術(shù)”，這把槍能連續(xù)發(fā)射50發(fā)子彈并依然能保持槍支完好。如果這項(xiàng)技術(shù)被流通到市場(chǎng)上勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生不容忽視的危害。

4、3D打印技術(shù)可能對(duì)國(guó)際軍事產(chǎn)生影響

軍事實(shí)力的強(qiáng)弱代表著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平，而且軍事實(shí)力是國(guó)家之間斗爭(zhēng)的最有力的手段，是保護(hù)國(guó)家利益的最后防線，也是最有效的威懾。3D打印技術(shù)應(yīng)用到武器的研制和生產(chǎn)中能加快武器生產(chǎn)速率，減少研發(fā)周期。如果各國(guó)都利用3D打印技術(shù)大規(guī)模的復(fù)制武器，那么世界軍格局可能會(huì)發(fā)生變化，可能會(huì)掀起一輪新的軍備競(jìng)賽，這將會(huì)影響世界和平。

三、問(wèn)題產(chǎn)生的原因探析

技術(shù)異化是產(chǎn)生社會(huì)問(wèn)題的根源。技術(shù)的自然屬性和社會(huì)屬性是技術(shù)所固有的、不可分割的兩種屬性，這也是產(chǎn)生技術(shù)異化的根源。

自然屬性的角度，任何技術(shù)都具有人為的非“自然”屬性，本身就對(duì)自然有一定程度的破壞作用。熱力學(xué)第二定律也揭示了這一原理“單一熱源吸收的熱量完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不存在”，所以說(shuō)不存在絕對(duì)安全無(wú)害的技術(shù)，換言之是不存在無(wú)副作用的技術(shù)的。當(dāng)代美國(guó)學(xué)者杰里米·里夫金進(jìn)一步指出，包括以“消解”自然界報(bào)復(fù)為目標(biāo)的技術(shù)在內(nèi)的一切技術(shù)都是有缺陷的，這只是一種報(bào)復(fù)的循環(huán)而已。這就像人類、自然、與技術(shù)這三者是一個(gè)共生關(guān)系，那一個(gè)元素都不能消除，人類通過(guò)技術(shù)與自然進(jìn)行物質(zhì)交換，同時(shí)自然也會(huì)給與人類反作用，這也就是技術(shù)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。但是技術(shù)異化也是可以通過(guò)技術(shù)的不斷進(jìn)步而消減的，對(duì)于3D打印技術(shù)而言也是如此，通過(guò)不斷的技術(shù)突破其對(duì)環(huán)境的負(fù)面性也會(huì)不斷減少。

社會(huì)屬性使技術(shù)的異化是可控制的。人類的認(rèn)識(shí)本身是一個(gè)不斷進(jìn)步和提高的過(guò)程，其對(duì)技術(shù)的理解和運(yùn)用永遠(yuǎn)不可能達(dá)到完美的地步。恩格斯提出：“我們只能在我們時(shí)代的條件下進(jìn)行認(rèn)識(shí)，而且這些條件達(dá)到什么程度，我們便認(rèn)識(shí)到什么程度”。人類認(rèn)識(shí)的片面性和局限性，決定了人類在改造和利用自然時(shí)既會(huì)造福自身，也會(huì)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)，技術(shù)的進(jìn)步能消減其負(fù)面性，但也在一定程度上加深了異化現(xiàn)象。只有當(dāng)人民正視技術(shù)的雙重性，才能避免因?yàn)E用技術(shù)所帶來(lái)的毀滅性后果。

四、3D打印技術(shù)的約束方法

正如趙國(guó)杰提到：“科學(xué)技術(shù)既影響社會(huì)，也受社會(huì)的影響。科學(xué)技術(shù)作用于社會(huì)的過(guò)程是在政府、科研機(jī)構(gòu)、市場(chǎng)的主動(dòng)、積極參與下實(shí)現(xiàn)的。另外，這個(gè)過(guò)程又是在一定的社會(huì)環(huán)境的制約與影響下完成。”技術(shù)與社會(huì)是相輔相成的，這二者缺一不可。

1、3D打印技術(shù)的法律約束

3D打印技術(shù)目前正處于發(fā)展與應(yīng)用的起步階段，為避免技術(shù)的不合理使用導(dǎo)致對(duì)人類社會(huì)和自然環(huán)境產(chǎn)生危害，可以在對(duì)技術(shù)進(jìn)行充分了解的前提下，結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展階段制定相應(yīng)的法律法規(guī)。目前，在世界范圍內(nèi)技術(shù)法律與法規(guī)總是帶有一定滯后性，而立法滯后是導(dǎo)致技術(shù)對(duì)人類社會(huì)和自然環(huán)境造成不良影響的原因之一。所以，在3D打印技術(shù)還未成熟的時(shí)期就應(yīng)開始對(duì)其可能產(chǎn)生的社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)立法的形式嘗試阻止一些社會(huì)問(wèn)題發(fā)生。

在對(duì)3D打印技術(shù)的立法工作中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）鑒于3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)制定針對(duì)性的法規(guī)。在其發(fā)展過(guò)程中，世界各國(guó)需根據(jù)該技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行立法，保證3D打印技術(shù)的合理應(yīng)用。即使出現(xiàn)負(fù)面影響也能給與相應(yīng)處理措施，做到法律上的約束和懲罰。

（2）建立3D打印技術(shù)公約和國(guó)際法規(guī)。由于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)技術(shù)全球化，技術(shù)的濫用不單會(huì)影響個(gè)人或組織團(tuán)體之間的利益，有時(shí)可能影響國(guó)家之間的利益問(wèn)題。因此，3D打印技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用應(yīng)處于國(guó)際公約的監(jiān)督控制下，避免3D打印技術(shù)肆意利用而威脅國(guó)際安全。各國(guó)應(yīng)在國(guó)際公約的基礎(chǔ)之上，保持與公約的一致性并根據(jù)國(guó)情制定相應(yīng)的法律法規(guī)。

2、三維設(shè)計(jì)圖應(yīng)該被嚴(yán)格控制

由于3D打印所需要的圖紙是數(shù)字模型十分便于網(wǎng)絡(luò)傳播。并且下載方式便利，以及事后信息難以追溯到源頭，依靠現(xiàn)有制度，很難對(duì)模型的獲取進(jìn)行有效的控制。我們應(yīng)當(dāng)從現(xiàn)在開始，盡早建立起嚴(yán)格的模型流通控制體系。

（1）模型交流平臺(tái)自行監(jiān)管。這是一種以平臺(tái)自律管理為主，將大部分管理的權(quán)力與責(zé)任交由網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)承擔(dān)。要求模型的發(fā)布平臺(tái)進(jìn)行自我監(jiān)督并定期對(duì)網(wǎng)站內(nèi)的模型抽查，通過(guò)網(wǎng)站的定期自查限制有風(fēng)險(xiǎn)模型的傳播。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是能夠在最大程度上為模型的傳播提供便利，并節(jié)約政府管理的成本。但其缺點(diǎn)在于難以嚴(yán)格禁止具有風(fēng)險(xiǎn)的模型流通。

（2）把“危險(xiǎn)”的模型作為危險(xiǎn)品的管理模式，進(jìn)行嚴(yán)格的控制。通過(guò)人工審查禁止模型在私人平臺(tái)發(fā)布，僅允許作者在由行業(yè)組織管理的數(shù)字化平臺(tái)中分享模型，并且在經(jīng)過(guò)專人的審核后才允許其他用戶通過(guò)平臺(tái)下載，這樣做雖然能夠有效地禁止風(fēng)險(xiǎn)模型的傳播，但這些強(qiáng)制手段有可能會(huì)超出必要的限度并且成本較高。為了便于管理，可以按模型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度作為劃分標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)結(jié)合這兩種模式。強(qiáng)制結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型通過(guò)專有平臺(tái)發(fā)布，因?yàn)檫@些模型具有危險(xiǎn)性的可能較大，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行人工審核。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的模型，則可允許其在民間平臺(tái)發(fā)布。

3、對(duì)3D打印設(shè)備和耗材進(jìn)行監(jiān)管

應(yīng)對(duì)3D打印機(jī)和其使用耗材的銷售進(jìn)行監(jiān)管。高精度的工業(yè)級(jí)設(shè)備和危險(xiǎn)性耗材如金屬耗材的經(jīng)營(yíng)者應(yīng)該進(jìn)行資格認(rèn)證，并定期在公安機(jī)關(guān)報(bào)告商品的流通情況，及時(shí)備案。買賣雙方在交易進(jìn)行前也必須在公安機(jī)關(guān)進(jìn)行實(shí)名制的登記，在交易之后，買家應(yīng)當(dāng)安排專人管理設(shè)備的運(yùn)行，定期進(jìn)行情況記錄并備案。對(duì)于使用過(guò)的高精度工業(yè)級(jí)設(shè)備的二次流通及報(bào)廢也應(yīng)當(dāng)在公安機(jī)關(guān)指定的單位處進(jìn)行。對(duì)于沒(méi)有治安隱患的桌面級(jí)打印設(shè)備和安全耗材的交易，則不納入治安管理體系中。

4、通過(guò)教育的方式提高3D打印技術(shù)使用者的素質(zhì)

技術(shù)的發(fā)展受到人的意志左右，而人的意志受道德品質(zhì)影響。品德教育是控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的一種手段。我國(guó)著名教育家陶行知曾說(shuō)：“沒(méi)有道德的人，學(xué)問(wèn)和本領(lǐng)越大，就能為非作惡越大”。所以，科學(xué)共同體首先要具有優(yōu)秀的道德。不單在技術(shù)研發(fā)者身需要具備優(yōu)秀的道德，而且在技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)控制、技術(shù)決策等方面也需要具備優(yōu)良道德品質(zhì)的人。所以，提高全民的道德素質(zhì)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)良性發(fā)展必不可少的條件，也是控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。

5、社會(huì)輿論對(duì)3D打印技術(shù)起到規(guī)范作用

社會(huì)輿論會(huì)對(duì)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生影響：

（1）社會(huì)輿論能引導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展方向。即通過(guò)輿論內(nèi)容反應(yīng)民眾對(duì)于技術(shù)的態(tài)度，引導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展方向。

（2）社會(huì)輿論能對(duì)有關(guān)部門起到監(jiān)督的作用。輿論監(jiān)督是一種有效的監(jiān)督機(jī)制之一，對(duì)于技術(shù)的控制最終需要落實(shí)到法律和行政手段上。而輿論恰恰可以監(jiān)督法律和行政手段，使得相關(guān)部門及所涉及的控制手段可以按要求落實(shí)。

（3）社會(huì)輿論能使技術(shù)發(fā)展和對(duì)技術(shù)的控制保持平衡。技術(shù)的發(fā)展需要一個(gè)相對(duì)開放的環(huán)境，嚴(yán)格控制會(huì)影響技術(shù)的正常發(fā)展。因此，可以將主流的輿論納入技術(shù)發(fā)展決策的考慮內(nèi)，引導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展方向。社會(huì)輿論對(duì)技術(shù)的控制體現(xiàn)在公眾對(duì)技術(shù)的態(tài)度上。通過(guò)社會(huì)輿論可以有效影響技術(shù)的發(fā)展。因此，社會(huì)輿論是對(duì)技術(shù)采取社會(huì)控制時(shí)不可或缺的重要工具和手段。社會(huì)輿論是集合了技術(shù)最終受體的意見和態(tài)度，它對(duì)技術(shù)的發(fā)展具有良好的指導(dǎo)和約束作用。

五、結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)3D打印技術(shù)還處于起步階段。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)它終會(huì)應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)方面。它既給我們帶來(lái)了生活生產(chǎn)上的便利，也會(huì)讓我們認(rèn)清技術(shù)帶來(lái)了的社會(huì)隱患。我們應(yīng)預(yù)先制定應(yīng)對(duì)隱患的方案，將未顯現(xiàn)的社會(huì)問(wèn)題防患于未然。法律規(guī)范是3D打印技術(shù)存在和發(fā)展的制度保障；行業(yè)監(jiān)管是使3D打印技術(shù)成為成熟行業(yè)的專業(yè)保障；培養(yǎng)公民的道德情懷是3D打印技術(shù)合理使用的社會(huì)基礎(chǔ)。為了使3D打印技術(shù)更成熟健康地發(fā)展，必須加強(qiáng)管理，提高科學(xué)共同體的綜合素質(zhì)，使3D打印技術(shù)更好地為人類服務(wù)。

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[3] 趙國(guó)杰. 科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)[M]. 天津：天津大學(xué)出版社， 2003.

【作者簡(jiǎn)介】

陸澤銘（1991—），男，漢族，遼寧錦州人，渤海大學(xué)政治與歷史學(xué)院2015級(jí)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)專業(yè)碩士研究生在讀，主要研究方向：科學(xué)技術(shù)哲學(xué)。

楊倫（1993—），男，漢族，山西武鄉(xiāng)人，渤海大學(xué)政史學(xué)院2015級(jí)科哲學(xué)專業(yè)碩士研究生在讀，主要研究方向：科學(xué)技術(shù)哲學(xué)。