什么是4D打印？
所谓的4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需将其放入水中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。
4D打印最关键是记忆合金。4D打印由MIT 与Stratasys教育研发部门合作研发的，是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。

所谓的4D打印，比3D打印多了一个“D”也就是时间纬度，人们可以通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。
准确地说4D打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。
4D打印最关键是记忆合金。
4D打印由MIT与Stratasys教育研发部门合作研发的，是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。大小形状可以随时间变化。

人们相信，4D打印不但能够创造出有智慧、有适应能力的新事物，还可以彻底改变传统的工业打印甚至建筑行业，与此前的3D打印相比，它将具有更大的发展前景。
4D打印更为智能[1] ，物料可自行“创造”，简化了打印过程，但对打印材料有了更高要求。
Skylar Tibbits认为，4D打印让快速建模有了根本性的转变。
与3D打印的预先建模、扫描，然后使用物料成形不同，4D打印直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程。
让物体如机器般“自动”创造，不需要连接任何复杂的机电设备。目前4D打印技术使用的材料只能感应水的刺激.

为了充分应用这一新技术，Autodesk公司的研发团队进一步设计了新软件Cyborg，可以用于自我组装和可编程的模拟材料，实现设计的优化和材料的折叠。
传统而言，造物过程一般是，先模拟后制造，或者一边建物一边调整模拟效果。而通过硬件和软件的紧密结合，4D打印颠覆了传统的造物方式。
3D打印是预先建模再打印出成品，而4D打印的逻辑，是把产品设计通过打印机嵌入可以变形的智能材料中，在特定时间或激活条件下，无需人为干预，也不用通电，便可按照事先的设计进行自我组装。

4D打印

寒武纪生命大爆发

4D技术不用打印机器就能直接让材料快速成型

3D打印建筑机器用的“油墨”原料是什么呢？
主要是建筑垃圾、工业垃圾和矿山尾矿等，还包括水泥和钢筋，以及一些特殊的助剂。
除了房屋的钢筋结构造价太高，其他都可以打印出来。
建筑行业作为传统行业，除了土地成本之外，一个重要的成本就是建筑材料。
把沙子也拿来作为“油墨”，就地取沙，“打印”房子，顺便把沙漠化也治理了，还没有扬尘和建筑垃圾，减少建筑中的材料损耗和工艺损耗，让建筑能耗大幅度降低。
为什么世界大部分金字塔周围都是干旱沙地呢？
难道是取材容易的原因？

传统的建造方法是用砖头一层层堆砌，房屋整体的形状变化非常有限，3D打印则大不一样，建筑形态可以随心所欲。只要事先设计好造型和花纹，“打印”出墙体之后进行拼装，既能保证建筑物本身的强度，又能极大解决建筑成本。

马丘比丘古城：石头间无黏合却结合紧密。
后面，我还会介绍金字塔石块之间的秘密。

3D打印机打印出房屋构件，然后再把墙体拼装起来。打印建筑的3D打印机，原理和一般的打印机是一样的，同样要根据电脑设计的图纸和方案来打，只不过打房子的这个打印机有一个巨大的喷口，会喷射出“油墨”，呈“Z”字形排列，“油墨”挤出后很快就凝固了，保证了打印机能连续打印，最后用钢筋水泥进行二次“打印”灌注。
其实，我国很多建筑已经用到了3D打印技术，比如上海大剧院、凤凰卫视大楼、水立方、青奥会议中心等。
一台高6.6米、宽10米、长32米，底面占地面积相当于一个篮球场的打印机，可以取代至少一半的工人，房地产开发商既可以节约人工成本，又能打造成各种风格各异的建筑，简直是两全其美。以后一栋楼的建造或许只需要一两个人，一台连续作业的3D打印机就能完成。
上海大剧院

按照正统的历史学家的解释，吉萨的三座金字塔是在公元前27世纪或公元前26世纪，由埃及第四王朝的三位法老（国王，古埃及从公元前10世纪才开始称呼其国王为“法老”，本书中不加以详细区分）胡夫、哈夫拉和曼卡拉分别建造的。这祖孙三代耗费了巨大的人力和财力，先后在75年时间里，把超过1300万吨的巨大的石头堆在吉萨高地上，建成了分别属于自己的“坟墓”。
　　这一说法最初的来源是古希腊历史学家希罗多德，他在公元前5世纪中期的某段时间出访埃及，记录了让他瞠目结舌的这三个巨大的石堆——这时距离他所认为的金字塔的建造时间已过去了两千多年。他把他的结论写在了那本著名的《历史》中，却无法让人得知他得出这一结论的史料来源。
　　由于希罗多德在西方历史中尊崇的地位，他的这一学说就成为了金字塔不容质疑的“史实”。但正是由于上述种种蹊跷，在近代以来，却有越来越多的人试图推翻他的结论，最首要的原因就是存在于金字塔的巨大、精确和古埃及科技和生产能力之间的不匹配。他们以古埃及当时的科技水平和生产能力为基础，设想了很多种建造金字塔的方法，但最后都会被证明是难以实现的。至少到目前为止，人们还无法为“古埃及人如何建造了如此巨大且精密的金字塔”这一问题找到答案。

汉卡克在金字塔王殿中找到了黄金分割率，但是他又把金字塔高和它底边周长的关系理解为2　（圆周率的两倍，近似值3.14156×2；大金字塔的四边均长为230.365米，高约为146.6米，以四边周长除以高得到的比例关系十分接近于2　——230.365×4/146.6＝6.28554）。实际上，按照古希腊科学家亚里士多德的说法，这里面隐藏的同样是黄金分割率。亚里士多德认为，古埃及人（或其它什么人）建造大金字塔所遵循的数学规律是“高的平方等于每个侧面的面积”。
　　按照这一规则，我们也可以在金字塔侧面的高上找到准确的黄金分割率。
由于大金字塔的尖顶已经不存在，原先覆盖在它上面的那层覆面石也已被拆走，我们已经无法准确测知它的高度和斜度——退一步讲，即使它们都还在，我们也几乎无法确定它到底是以“2　”还是“黄金分割率”为原则建造的。因为在工程学的角度上，即使按照这两个原则分别建造一个金字塔，你也几乎无法区分它们的差别——它们之间的高度差微乎其微，小得早已超过了最严格的工程师的控制能力。
　　做一个简单的数学题你就会发现，同样是底边边长为230.365米的金字塔，如果按照“2　”原则建造，它的标准高度应该为146.655米；而如果按照“黄金分割率”原则，这个高度是146.514米。两者的高度差仅为14.1厘米，差别率不足1‰。
　　换算成比例关系，假使金字塔的每个底边边长为2（周长为8），则依据“底边周长是其高的2　倍”的原则，其高应为4/　，取近似值为1.27324；依据“侧面高是黄金分割率”，则塔高为 ，近似值为1.27202。
　　这样的差别在工程学上几乎是可以忽略不计的。换言之，即使金字塔的建造者希望以“2　”原则建造一个金字塔，他们也完全可能最终建成了一个更符合黄金分割率规则的金字塔，反之亦然。即使是这样，其误差控制能力仍然是匪夷所思的。
　　当然，由于这两个标准之间小到可以忽略的差别，我们也可以这样认为（至少存在这种可能）：金字塔的建造者正是利用了这两者之间的相似性，为我们建造了一个既符合“2　”规则、又符合“黄金分割率”规则的金字塔。
　　或者还有除了这两者之外更多可能的“规则”——实际上也确实存在。

你好厉害

现在我们就来看看在所有“巧合”中最重要的一个，它存在于看起来和“肚脐”或者“黄金分割率”都毫无关系的那个第四点上，也就是和前三者一样让人迷惑不解的纳斯卡线条。
　　要验证这一点需要一把尺子，或者是你的卫星地图中的标尺工具。之前我们已经说过，从金字塔到地球上距离它最远的那一点的距离是20007公里（世界上所有“最远距离”也大致都是这么长，因为地球形状上的不规则，各个不同的点可能略有出入，但差别微乎其微），现在你要用你的尺子量一下：从金字塔出发到纳斯卡线条有多远？
　　如果没有卫星地图的帮助，你的尺子很难得到精确的答案，但所有能够找到卫星地图的人都可以验证这一结果：大概是12360公里。由于纳斯卡线条是呈扇形分布在安第斯山脉西侧的纳斯卡高原上的——它不是一个点，而是一个区域——所以这个结果我们可以精确地描述为：距离纳斯卡线条所在区域的东部边缘12351公里、西部边缘12365公里。

　接下来再做一个简单的数学题：用我们画出的这条线的总长度（20007公里）除以一个标准的黄金分割率（1.61803398……如果你要求更精确一些，在计算器上可以用“2*sin54°”表示，一般的计算器都可以把这个无理数精确到小数点以后十五位），你得到了什么结果？
　　很巧合，这个数字是12365.006……
　　那就是说，表面看起来和“黄金分割率”或者“肚脐”毫无关系的纳斯卡线条，却又几乎丝毫不差地落在了这条最长线的黄金分割点上；或者说，如果我们把地球看作一个人的躯体，则纳斯卡线条就正好处在这个“人”的肚脐上——在以两万公里为尺度的地球上作图，却几乎没有任何的误差。
这又是巧合吗？