法律可以是人们的保护伞，也可能成为人们的障碍，特别是在法律中试图定义安全或所有权等哲学问题时，这种现象更明显。我曾有过这样的实践经验，即在一个专门针对那些对设计和工程感兴趣的高中生的夏季研讨会上讲授知识。在为期一周的课程中，我主要通过使用简单的设计软件和实验室的3D打印机为学生们讲授产品的设计原则。该课程需要每个学生设计一款产品，并给它命名，而且要描述它的商业价值，并最终在Shapeways公司网站上发布和
销售。
在一周课程临近结束时，学生们制作了丰富多样的产品设计方案。在最后一堂课上，我给学生们演示了最后一步，每个学生将产品设计文件上传到Shapeways公司网站上销售。
这时，一个学生举手说：“如果我把我的产品设计文件上传到互联网上，有人下载并拿它制作一批复制品而付给我设计费，那怎么办？”值得注意的是，这个学生在刚开始上课的时候还乐呵呵地向他的朋友演示如何将自己的iPhone手机“越狱”，从而可以免费下载音乐。
另一个学生认为，也许不应该把产品设计的全部文件都上传到网上。她不确定为自行车车把设计的iPhone支架能否有效地固定手机，避免手机滑落而摔坏。还有一个学生说，他并不关心是否有人使用他设计的3D打印头解决3D打印的难题，他真正关心的是是否有人拿了他的设计并据为己有。
这些高中生用了几分钟时间就指出了摆在眼前的法律挑战。就像几十年前的计算机行业一样，现在我们身边的3D打印机及相关服务市场还处于起步阶段。这是一个开放的前沿领域，很少有人涉足，其中的商业氛围也不浓厚，以至于还没有引起国会议员、企业诉讼律师和犯罪分子的广泛关注。
新兴的且能够改变游戏规则的技术，其后续影响是难以预料的。看看我们的个人计算机，也就是短短10年左右的时间，计算技术已经从根本上动摇了我们的法律制度。
一个简单而直接的问题出现了，基于互联网的商业交易产生的本地销售税或增值税（VAT）已成为一个复杂的会计问题。在互联网上，跟踪犯罪已经有了一个全新的内涵。有些公司自行将消费者隐私保护法进行延伸，它们无耻地跟踪客户的互联网搜索、浏览记录以及购买习惯。有组织的犯罪不再是一个集中的、局部的现象，网络犯罪分子正在遥远而隐蔽的地方从事欺诈和间谍活动。
当计算机作为一个昂贵的工业工具在数据中心的密室里工作时，它们并没有引起很多新的法律挑战。然而，当计算能力达到一定规模时，个人和企业很快就发现，现有的法律法规是远远不够的。所有权的核心法律定义以及它的定位和形式等都需要重新定义。
与其他经历了技术快速发展的行业一样，3D打印行业也将遇到新的法律挑战和新形式的消费者安全和犯罪活动。法律变更的速度较慢，但技术不会坐等法律的改变。
打印武器、毒品和假冒伪劣产品
制造假币曾经具有一定的技术难度。美国特勤局在最近的公共服务公告中指出，现在的假币制造已演变成新的犯罪类型，造假者需要的只是“基本的计算机培训和通过尝试和纠错后得到的技能，以及公共教育”。
在1995年之前，只有不到1/100的假币是使用计算机和激光打印机制造出来的。短短5年后，在2000年，就有将近一半的假币是在线设计的，然后在高端彩色打印机上打印出来的。计算机设计软件、彩色激光打印机和碳粉技术使得制造假币日渐容易。传统的胶印方法较老，并且需要多年熟练的造假经验。
假币会造成经济损害，然而3D打印出来的假冒商品和未经批准的武器可能导致人身伤害。2012年，在一个名为Thingiverse.com的文件共享网站上爆发了3D打印领域里的第一次小规模道德冲突。
这个网站上的一个用户上传了一个设计文件，通过这个设计方案可以使用消费类3D打印机，以塑料作为原材料，制作出3D打印来复枪的部件。来复枪的这个特殊部件是枪支制造环节中唯一需要对用户进行背景审查的，这个设计文件使人们无须获得许可证就能拥有枪支。换句话说，通过3D打印技术制作枪的部件，就可以避开枪支管制法。
目前的法律还没有考虑到Thingiverse网站上出现的这一情况。3D打印团体的反应倒是值得思考。经过多次争论，他们最终决定让枪支部件的设计师将其设计文件从网站上删除。
此事过去几个月后，一个名为“Haveblue”（拥蓝）的网友，用部分3D打印塑料部件制造了一个可以正常使用的枪支。这个口径为22毫米的步枪是一个3D打印部件和商业购买部件的混合体。枪的主体是塑料的，但其中装着金属子弹。
Haveblue在网上对枪支的性能做了总结，经3D打印出来的塑料枪部件非常强大，它能够发射200发子弹。完成这一切根本不需要特殊的设备，用一台使用年限较长的Stratasys打印机就能够打印出枪的部件，所使用的原料也只是普通的商业级树脂。枪的制造者大约仅需30美元购买树脂，就可以打印枪的部件。
这样，人们便可随时制造属于自己的枪支，同时，3D打印机也成为高科技罪犯的理想作案工具。一台3D打印机创建对象不可能通过手工或机器一次成型，例如，一支枪的外形可能最开始看起来像鞋或毛刷。3D打印机小巧且便于携带，它们可以做成一个又一个人们想做的形状，非常隐蔽，无须建厂，也不需要协作或者不必要的曝光。
造假和犯罪（像主流的制造业和设计行业一样）都需要新技术以实现更高的效率和创新水平。非法武器交易蕴藏了大量商机，它带来的暴利与贩毒相当。
打印特制药物
也许有一天你会告诉你的孙辈，我们那时候买药需要医生处方，购买危险化学品也必须得到安全许可。你的孙子孙女会睁大眼睛惊呼：“这是真的吗？”
“真的！”你点点头，“在定制化学工厂出现以前，人们就是这样的。”
格拉斯哥大学教授尼基·奥尔森和李·克罗宁在一篇文章中描述了他们最近所做的项目，用一台低成本的3D打印机建造一个小型化学实验室。李·克罗宁和他的团队使用一个开源代码的打印机（Fab@Home）打印出了一个小型化工厂，他们称之为“反应器皿”。
该反应器皿是一种高分子凝胶，其内部包含一些容器，这样它不仅形状特殊，还能够发生化学反应。它就像一个玻璃试管，尽管内部发生化学反应，但试管一点儿不受影响。该反应器皿提供了一个隔离的环境，使发生的化学反应不受干扰。克罗宁和他的研究团队利用3D打印技术的高精度和数字控制，制作了一个包含多种器皿的自定义凝胶，可以用更低廉的成本催化复杂的化学反应。
在一个特殊的容器内进行化学反应的想法并不新鲜。大型商业实验室利用罐子或盒子等容器作为促进和催化化学反应的必要组成部分，这种做法已使用多年。所谓破坏性就是使利用低成本的工具促进复杂的化学反应成为现实的能力。
化学品和原材料曾经难以融合在一起，以开创一个新的设计空间，现在这种情况改变了，化学家也能无限探索更多类型的新化合物。这意味着快速的探索和创新，但也可能意味着创造出新的不受管制的物质或新的娱乐毒品。
李·克罗宁在本项目上取得了进展，他发表了一篇突破性的论文。他在文章摘要里描述了这一潜力：“3D打印有可能通过创建定制的低成本设备改变科学和技术，而这在以前仅通过专用设备才能够实现。”换句话说，对药物和化学品的集中管制将面临设计和生产低成本工具带来的巨大挑战。
技术越强大，可能出现的滥用情况就越新奇和深远。所谓的DIY生产药品，打破了制作药物和化合物相对统一和一致的配方，它容许人们设计和生产自己的药物和强力的化学品，所以可能会导致监管噩梦的出现。
在美国，关于药物的“今日战争”已经不幸失败。监狱里充斥着非暴力罪犯，宝贵的税收都花费在了逮捕吸毒者上，而不是花费在更低成本和更有效的戒毒项目上。发达国家中因过量服用处方药致死的人数飙升。想象一下，如果人们借助打印出来的反应器皿制作一批自己喜欢的可以改变情绪的化学物质放在家里，这将是什么样的灾难。
小型化学工厂将会带来另一种风险，即无法识别化学物质。大多数药物和家庭用品一般都被分成可识别的种类，因此，在意外中毒或药物服用过量的情况下，专业医疗人士都会有一个标准的分析框架，用以帮助了解化学品对身体的影响以及如何治疗。如果人们自行打印出特制药物，医学界将需要更多的时间弄清楚患者究竟吃了什么以及如何救治。
然而，低成本的化学品也有可能提供给人帮助。克罗宁说：“我们可以看到3D打印机进入家庭并成为家庭必备用品，这其中就包括制药。或许，像我们能从苹果公司找到精细控制的软件应用程序一样，消费者也有机会访问个人药物设计师，他们可以在家里使用材料制造所需的药物。”
3D打印时代消费者如何保护自身安全
引入3D打印技术的另一个风险将是对消费者安全的威胁。在大多数工业化国家，保障消费者安全都被认为是理所当然的事情。然而容易忽视的是，正是多年来已经落实到位的众多法律法规才得以确保我们不会买到伤害自己的产品。
至今还没有人受到来自3D打印机在打印时出现故障或由3D打印机本身带来（至少忽视了）的伤害。从法律方面来讲，保障消费者安全最困难之处并不是抓捕罪犯，而是需要搞清楚当故障发生时法律层面的问题由谁来负责。
侵权法的名好听，但所起的作用有限。在英语中，“torte”一词表示油腻的奶油蛋糕，而少了字母“e”的“tort law”（侵权法）的含义与之完全相反。它要在产品出现故障或人们发生意外时弄清当事人之间的权责，以证明是否有罪。
根据侵权法，如果一方能够证明，在合理使用情况下它做出了合理的努力加以阻止并将产品故障的风险降到最低，那么该主体所承担的责任就结束了。例如，对于轮胎制造商来讲，如果每次在时速超过80英里时，其生产的轮胎都会爆炸，那么即便当时已属非法超速行驶，它也将被追究责任，这在日常生活中很常见。然而，如果轮胎的买主开车撞向路边而发生爆胎的话，轮胎制造商将不承担
责任。
这是一个某天可能会出现在法庭上的场景，在这种假设条件下，错误在哪一方呢？汽车发烧友美好地憧憬着，在地下室车间，3D打印机能够制作一个用户定制的方向盘。毫无疑问，这个打印出来的方向盘并没有经过质量和安全检测。这些设计文件可以在一个广受欢迎的出售新奇汽车附件（如新奇的空气清新剂和换挡手柄等）的网站上买到。
汽车业余爱好者在线出售打印出来的方向盘，它的买家买到后将其安装在汽车上。几个星期后，他发现在高速行驶时要向左急转弯，根据用户量身打印出来的方向盘就会脱离，不过为时已晚，买家已经车毁人亡。
想象一下你就是辩护律师，为那个车祸致死的业余汽车爱好者家庭进行辩护，你会把错误归结在哪里呢？是做出错误设计文件的人？是负责3D打印并出售它的人？还是给这个零部件做广告的网站？或者是把有问题的轮胎安装到汽车上的制造商，3D打印机的制造商，还是原材料供应商？
标准有助于设定明确的责任界限。在早期的蒸汽机时代，锅炉常常爆炸，频繁造成损伤。针对这一情况，保险公司通过制定清晰的生产标准将责任进行了明确的划分。最终创建了一系列标准，如材料的厚度标准、安全边际和压力释放阀的标准，以确保锅炉可以承受最低的蒸汽压力要求。不符合标准的锅炉，将无法获得保险赔偿。
3D打印领域也将制定类似的标准，用于确定责任的边界。打印机生产厂商会争取给打印机进行认证，原材料生产商也都会尽量满足或超过最低材料的性能标准。在没有明确和标准界限责任的情况下，复杂的3D打印产品的制造商没有追索权，但可以完全不负任何责任—这种情况你可能很熟悉，就像你曾经阅读过的用户许可协议，你每次都是欣然同意之后才能够安装新软件的。大多数软件在出售时都会这样声明：“对任何特定用途的适用性不提供任何担保。”
犯罪分子将很快学会应用3D打印技术，以改进他们的非法产品和服务。我们都将面临新的风险，如果我们运气不好，可能就会买到粗制滥造或假冒的3D打印机器的部件，而这些部件却可能在关键时刻出现了故障。3D打印出来的武器和新的化学品如果落入犯罪分子之手，结果可能是灾难性的。在不远的将来，也许器官捐赠的黑市将转移到另一个黑市，而这个黑市充斥着无管制的、利用生物技术打印出来的人体器官。
在现实中，这些戏剧性的关注可能不会显著影响我们的日常生活。我怀疑，我们大多数人会遇到的法律挑战将是过时的知识产权法带来的。
3D打印时代的知识产权
在中世纪，人们互相争斗，以此获取土地控制权。部分经济学家将现代资本主义的起源追溯至中世纪，那个时代的公有土地逐渐划归私人所有。如今，各大公司争相夺取知识产权控制权，有商业价值的创意成为奠定现代经济基础的新
沃土。
当数字媒体进入消费领域，臭名昭著的“Napster（纳普斯特）案”成为一个重大转折点，标志着音乐消费者与娱乐行业之间正式开战。3D打印领域尚未面临大规模的“Napster时刻”，人们猜测一向以坚决捍卫知识产权而出名的大公司（比如玩具公司、软件公司和传媒集团）尚未感受到未授权的3D复制产品对其公司利益的影响。
如今“等等看”的观望态度可能会随着3D打印技术达到一定的临界值并能分享一部分销售额而发生相应变化。在记者彼得·汉纳看来：“如果说宣称所有人均可免费使用的3D打印听起来太完美而无法持续的话，那它的确无法持续下去。不管是偶然的还是预先设计的，其影响规模还相对较小，尚未触碰到实力派的
利益。”
顽固的法律破坏者是一回事，热情的消费者和小企业主则是另外一回事，大多数民众和小企业主更希望3D打印有一个清晰的法律框架的指引。
假如有这样一个场景，小企业或者个人发烧友用3D打印技术打印出一个塑料玩偶，该玩偶是受著作权保护的卡通形象的完美复制版，该玩具的打印者将其放到个人网站上以20美元出售。
几周之后，跨国传媒和玩具公司的律师看到在网上销售的复制品后发送了一封“停止侵权”的信函。理由是在未经玩具公司许可也未支付许可费用的情况下，3D玩具的打印者侵犯了玩具公司的著作权。“停止侵权”信函给出了两种解决方案：一是立刻将打印的玩具从网站上撤下来，二是与玩具公司协商许可方案。
此时，如果玩具的打印者认为是自己没有意识到著作权法，他可能会迅速而伤心地将玩具从网上撤下来，又或者他没有经济实力雇用一名律师与大玩具公司进行法律抗争，故事也就到此为止了。
然而，出现另外一种情形会怎样？如果玩具的打印者收到玩具公司发出的“停止侵权”信函后，认为自己没有侵犯玩具公司的著作权，结果会怎样？也许他会妥协，同意停止销售有侵权嫌疑的塑料打印玩具，之后他可能会重新设计并打印一套全新的玩具人物形象：带有全球许多国家总统头像的塑料玩偶，然后把不同的总统头像安放在被公众熟知的卡通形象的身体上面。利用设计软件和3D打印机进行此类修改是非常容易的事情。
传奇还在继续。玩具公司很恼火，再次向无畏的玩具打印者发出一封“停止侵权”信函。此时，大多数人或者小企业家们可能会放弃，因为他们无力承担巨额的诉讼费用，尤其是如果他们败诉的话，可能直接倾家荡产，连向公众诉说事情来龙去脉的机会都没有。
继续假设故事的发展。假如有一个志在捍卫民众自由权利的慈善家设立了一个法律辩护基金，专门处理此类案件。慈善家一旦知悉此类案件，就介入其中并支付相应的法律服务费用。玩具的打印者是一名理想主义者，他坚信著作权法应该做出修正从而为3D打印创造公平和可操作的制度框架。他接受挑战，同意与大型玩具公司进行法律对抗。
接下来会发生什么我们还不知道。鉴于玩具的打印者对玩具公司的销售额造成的影响非常小，大公司在权衡公众影响以及要付出的潜在法律成本之后可能放弃诉讼。但如果成千上万的小企业和消费者开始自主打印受著作权保护的玩具，那大公司可能最终真的会行动起来。我们可以以不同的方式演绎前述假设情形，比如如果产生争议的是受专利法保护的3D打印机器零部件的话，也会产生类似的法律效果。
在我们完成本书时，涉及知识产权侵权的完整诉讼并未实际发生。然而，考虑到数字媒体已有的法律案例，距离本书所假设情形的出现也不远了。事实上，涉及3D打印知识产权的一些小纠纷已经产生了。
一名英国年轻人因哥哥的动作玩偶激发灵感，设计并3D打印了一个塑料复制品。创作该玩偶形象的派拉蒙公司很不高兴，其律师团队向这名年轻人发出了律师函，警告其所复制的玩具侵犯了派拉蒙公司的著作权。在未曾预料的法律威胁的震慑下，这名年轻人无奈地做出妥协。
知识产权法是把双刃剑，有利也有弊。大公司把知识产权视为排挤竞争对手和创新技术的有力武器，小发明家和艺术家依靠知识产权从专利或艺术作品的受益者或者受益公司那里获取应有的收益。暑期设计和工程课上的高中生并不关心是否被大公司敲竹杠，他们关心的是作品是否被其他创作者毫无信用地剽窃。
将来面临的挑战在于，需要确定一个可行的法律框架，将广袤的灰色地带和不同的立场都纳入其中。如果侵权嫌疑人属于职业盗版人或造假者，他们总是故意甚至恶意地侵犯他人知识产权的话，那么执行现有知识产权法是非常简单的事情。然而，当3D打印技术成为一种主流，单纯的“坏人”就不常见了。
商标
有一次我在加勒比地区的一个露天市场买了一个非常便宜的带有耐克标志的行李袋，标志上有一处细微的修改：耐克的旋风标志与另一个相对较小的垂直旋风标志交叉。做出此种修改是为了保护该行李袋的制作者，避免侵犯耐克的商
标权。
如同专利和著作权一样，商标也被视作知识产权。人们用“品牌名称”或“标志”界定商标。商标传达的更具体的信息是：其实际上是一种经注册的标志或“商业外观”，以此向消费者表明该产品是由某一特定厂家生产或提供的。
商标的最初目的是为了保护消费者利益。在此之后，商标成为一种营销工具，辨识度极高的商标可能价值数十亿美元。
如同专利一样，只有中央政府机构才能颁发商标。你不能仅仅注册一个看似很酷的标志作为商标，注册商标的商品必须用于商业销售。如果商标注册5年（依不同国家规定而有所区别）仍然没有销售注册商品的话，该商标注册将失效，其他人可以使用该商标。
著作权
专利保护的是有使用价值的发明，商标针对的是商业性的活动。与此相对照，著作权主要适用于具有创造性的作品。
著作权的关键是艺术作品要具有表现力，而非使用性或实用性。律师兼3D打印专家迈克尔·温伯格解释称：“‘制作东西’本身是不能被授予著作权的。实用性的范围更广。举例来说，衣服是有用的东西，你可以享有一件衣服版式的著作权，但你不能享有‘剪裁’本身的著作权。”
与专利一样，著作权赋予原始著作权人在一定期限内排他性的权利（具体期限因国家不同而有不同的规定，但比较典型的是著作权人终生及其去世后70年）。他人或其他公司要复制、修改、销售、租赁、展览、公开表演该作品必须征得著作权人的许可。如果是“合理使用”该作品，比如仅在教室用作教学研究，则不必征得著作权人的许可。
与专利不同，著作权的获得不需要向中央政府机构提交正式申请。作品一旦以某种形式固定下来，著作权就自动产生。中央政府提供的是正式的著作权登记。虽然一旦发生法律争议，经登记的著作权可以成为优先权和所有权的有力证明，但登记本身并非是必需的。
著作权人可以通过起诉侵权嫌疑人保护其著作权。然而，在提起法律诉讼之前，著作权人必须首先要求侵权嫌疑人停止侵权行为，这被称为“停止侵权通知”。如果侵权嫌疑人此前没有意识到侵犯了他人著作权，接到通知后迅速地停止侵权行为，那就不会再有麻烦。问题是许多侵权嫌疑人虽然实际上并没有侵犯别人的著作权，但大多数人不愿意到法院界定是否侵权。
我们预测将来著作权争议中最棘手的问题应该是“演绎作品”的著作权认定。根据著作权法，演绎作品是以另一作品为基础创作的作品。翻译是演绎作品，模仿流行歌曲也是演绎作品。
如果你将现存作品的设计文件进行改编，使其成为一个新作品，那什么情况下你是在创作演绎作品，什么情况下你又是在创作一个全新的作品呢（全新作品意味着你是著作权人）？又或者什么情况下你是在有意地巧取豪夺他人的创造性劳动成果呢？
如果你浏览销售或交换3D打印产品及设计文件的网站，你可能会看到很多受著作权法保护的产品。享有著作权的大公司没有对小设计师和3D打印爱好者提起法律诉讼并不是因为他们很仁慈，而主要是出于成本的考虑。违反著作权的3D打印产品并未大量销售，因而尚未触及全球玩具公司或消费品公司的警铃。
专利
“专利”一词来源于拉丁语的“patere”，意为“公开”。常见的误解是授予专利意味着专利人可以将其创意视为秘密，事实恰恰相反，当发明人获得一项发明的专利授权后，一国的专利机关将公开此专利的必要信息，以使擅长该领域的普通人员依照公开信息也能制造出同样的产品。
政府设立中央专利局的原因之一就是要鼓励发明者公开其专利信息。根据维基百科，专利是“政府授予发明人的有限财产权利，以此换取专利人与公众分享其专利信息。如同其他财产权利一样，专利权可以被销售、许可、抵押、委托、转让以及放弃”。
专利与商业秘密的法律含义有很大区别。商业秘密是指发明人通过采取保密措施阻止竞争对手知悉其独有的产品制造方法。商业秘密不会公开，也没有正式的国家规定的保护期限，因而也不存在权利到期的问题。
要获得专利，发明必须具有新颖性和实用性，而且不能是显而易见的方法、机器、制造产品或物质组合。在美国，专利期限从向专利局提交申请日起共20年。专利局一旦颁发一项专利，就授予专利权人排除他人实施本发明的权利。发明人要向一国的专利管理机构申请专利，在美国是美国专利局负责专利的申请和颁发。专利申请人可以一人、多人、单个公司和几家公司。
执行专利权的唯一方式是诉诸法律。如果你认为其他公司未经你的授权，擅自使用你的专利技术的话，你可以将其诉至法院。在法庭上要想理清思路可不是一件容易的事情。一项技术（以手机为例）可能包含上千项专利，这些专利的专利权人可能上百人。
3D打印面临的问题是其不能笼统地归于前述任何一类当中。如果一项产品技术没有申请专利，也就不存在侵犯专利权的问题；如果在3D打印产品上面没有注册商标，也不存在侵犯商标权的问题；如果一件有形物体具备实用性，也就不在著作权的约束范围之内。
数字版权
知识产权法很难执行，尤其当全球数十亿人正在兴致勃勃地制作复制品并与其朋友进行分享的时候。真正诉诸法律的争议尚未形成规模，试图通过法院来执行其知识产权的大型传媒集团吃了败仗。正如麻省理工学院教授尼尔·格尔圣菲尔德所言：“你不可能起诉全人类。”
鉴于法律诉讼的高成本、低效率（尤其是针对消费者的），大公司捍卫其市场地位的惯用策略是设置技术壁垒或DRM（数字版权管理）。比如苹果公司将DRM应用于其iTunes（一款数字媒体播放应用程序），以此阻止消费者复制超过一定数量的文件。消费者“越狱”之后能够免费下载文件就是因为“越狱”移除了DRM。正是因为存在DRM，iBook（一款电子书阅读应用程序）里面下载的书籍才不能复制给其他读者。
目前市面上销售的设计软件和3D打印机上不包含正式的数字版权管理系统。2012年，一家知识产权风险投资中介公司获得了一项编号为#8 286 236的专利，该专利被用于在机器（包括3D打印机）上进行数字版权管理。简单地说就是设计程序中包含DRM技术，3D打印机在读取DRM设计文件之后会拒绝打印，这类似于软件应用程序在产品密钥过期后停止响应。
DRM技术可能无法扭转大的发展趋势，只能是促使消费者和企业之间展开军备竞赛。随着3D打印技术的发展，另一复杂现象将出现，人们在扫描了享有专利权或著作权的产品之后，这些产品未能被植入的DRM系统捕捉到。正如西蒙·布拉德肖、阿德里安·鲍耶和帕特里克·豪福所指出的：“问题的关键是逆向工程设计的共享（这看上去是合法的），而非原始设计文件的共享。”
另一个类似于DRM的尝试可能会是FSF（自由软件基金会）推行的认证项目，名为“RYF”（尊重你的自由）。FSF对硬件供应商进行认证，认证标准是能够给用户带来自由，并能控制产品和盗版。在其网站上，自由软件基金会描述了其针对RFY硬件程序的标准：“作为公民和消费者，我们需要提升我们对新一代硬件的需求，即支持该硬件是因为其能够尊重自由。”基金会做出的第一份认证是阿利法制造公司（Aleph Objects, Inc.）所出售的LulzBot （打印机名称，字面意思为搞笑机器人）3D打印机。
最近我注意到，许多调查显示音乐盗版率终于开始下降。人们不会因为害怕法律报复而停止复制音乐文件，相反，是因为音乐公司开始侧重于在线销售音乐制品，从而使得歌迷心甘情愿地为音乐付费。新专辑迅速而毫无延迟地以数字的形式公开发行，在线商店以用户为中心，下载和支付也更加便捷。
难道知识产权和专利保护过时了
为何公司愿意花费巨额法律费用阻止竞争对手和消费者复制其产品呢？通常的解释是：拥有制造或销售某一产品或品牌的排他性独占权利是获取利润的关键。这个观念可谓根深蒂固，知识产权的坚决捍卫者认为，严格的执行和知识产权保护是构建强大且颇具创新力的经济社会的基石。
但现实情况并非这么简单，每一行业和产品都在不同程度上获益，换句话说，知识产权并非总是获取利润的必备要素。事实上，有些人认为专利和著作权阻碍了思想的自由流动，而思想自由流动才是促进创新发展和繁荣的有力要素。
RepRap打印机：改变商业模式
为了了解更多关于3D打印的知识，并从另一个角度思考知识产权的问题，我们前往英格兰西南部高大起伏的山丘访问了3D打印界最有影响力的专业人士—阿德里安·鲍耶，他是标志性的RepRap（为英文“快速复制原型”的缩写）打印机的创造者。“在某些情况下，专利毫无疑问抑制了发展。”阿德里安说，“专利的本质就是让持有人独享20年的垄断。”
“詹姆斯·瓦特给蒸汽机里各种关键部件申请了专利。然而，你看，在瓦特拥有蒸汽机的20年专利期里，没有什么重大的创新发生。”他补充说，“当瓦特拥有的蒸汽机专利过期后，蒸汽机的创新如火花般爆发，随后发生了工业革命。”
当阿德里安和他的学生在2004年创造了RepRap打印机，他们当时并不知道它将成为一个改变游戏规则的技术和知识产权的实验。RepRap项目诞生于巴斯大学，巴斯这座古城位于作家简·奥斯丁的故居附近。建立于罗马时代的古老的石拱门环绕城市，修缮的庄园房子点缀在郁郁葱葱起伏的山丘上。
图12–2
注：RepRap开源的3D打印机可以制造大部分的非标准零件，它促进了自身的复制，并对现行的知识产权范式提出了挑战。
图片来源：Adrian Bowyer and the RepRap project
在这些古老的奇迹中，RepRap打印机作为一种破坏性现代产品开发模式出现在我们的生活中。从一开始，RepRap打印机因其两个特性而与众不同：第一，阿德里安决定使用开源软件许可在网络上自由共享打印机的设计图，他没有为RepRap打印机设计和打印技术申请专利；第二，RepRap打印机在设计时考虑了一个不寻常的经营策略—用户不应该也不必购买另一个型号的RepRap打印机。
阿德里安长期的愿景是每个RepRap打印机均可制造自己的更换零件。这样，备用零件可以打印出来，无须购买。如果用户想拥有一台新的RepRap打印机（或1 000台新的RepRap打印机），他只需用RepRap打印机3D打印它的零件并自行组装。像繁殖兔群一样，RepRap打印机可以以指数速率复制出来。
机器自我复制的概念使人联想到著名的埃舍尔版画，它描绘了一个人画人、人画人画人、人画人画人画人……的现象，直到人物太小我们无法看清为止。大多数的机器，甚至那些设计图是开源的机器，都不能够制作自己的部件。RepRap打印机是一个迭代和无尽的计算机算法的物理版。
这可能会导致一些商业模式的瓦解。如果机器能够自行更换部件，对公司来说，想要申请和执行专利权将异常困难。另一种广泛使用的商业策略—到期报废，也行不通。一些行业受益于产品的快速更新，但这只适用于在恰当的时候。在这些情况下，工程师会自行测算如何做出最好的设计并把产品制作出来，产品的寿命也合适，能够过保修期，但又不会超出太长时间。产品保修期满后，也就报废了，也不是不可能。
当我们请教阿德里安对专利的看法时，阿德里安说：“许多从事所谓的传统业务的人似乎很难理解的事情是，你运营一家公司专门出售数据全部公开的产品，却还能够赚钱。他们会说：‘你不拥有任何知识产权，怎么能够赚钱？’”他回答了这个问题：“你必须找到一个方法增加价值。”
RepRap项目并不是要违背商业化。当谈到自由共享机器设计的影响时，阿德里安明确表示，专利和著作权应该只是简单的几个选项之一。事实上，在写这篇文章的时候，阿德里安正处于他在巴斯大学最后的任期，并计划在离校后创立一家新公司，专门销售RepRap打印机的服务。
他解释说：“由于你放弃知识产权，那就不能通过开公司来赚钱，这显然是废话。你所要做的是为产品增加价值。”阿德里安对知识产权的态度很简单：如果没有人受益于知识产权法律，那么需要改变的就应该是法律。
由于没有专利保护，RepRap 和 Fab@Home打印机的用户对于他们发明创造的机器功能改良部分，例如一个使洗碗机更安全的特殊打印头，可以随意申请专利。阿德里安指出，通过起诉客户保护自己的商业模式是粗暴和无效的做法。“RepRap打印机的设计、软件或电子元件的任何发展或改进，都产生于用户的主动创新。不会有任何中央机构发出指示：在设计的改进过程中，RepRap打印机用户自己花时间创造、自己进行思考。如果他们激发了其他用户，就可以组队共同努力。”
在某种意义上，RepRap打印机是用户主导设计和生产的体现。与Fab@Home 打印机一样，RepRap打印机的设计图是开源的。就像开源软件代码，制造RepRap或Fab@Home的产品说明可以在网上免费得到，用户无须支付费用或获得版权
许可。
从RepRap 和 Fab@Home的产品设计元素可以看出，新的商业模式正在构建。MakerBot公司的“复制器1号”—市场上最流行的消费类3D打印机，则是这一模式的典型代表。今天，RepRap和Fab@Home打印机遍布世界各地，有的基于原来的设计图，有的则进行了设计改良。
图12–3?Fab@Home开源3D打印机项目（2006年）
图片来源：the Fab@Home team. Photo: Floris van Breugel
如果这些开源打印机对商业类打印机产生了影响，那么这些商业打印技术对RepRap和Fab@Home打印机的影响就很值得一提了。然而，那些持有专利的商业类3D打印机公司在RepRap的设计侵权时，却从未试图阻止RepRap项目（至少据我们目前所知是这样），也许是因为RepRap项目不涉及3D打印机直接制造和销售设计—只是公开共享机器的设计而已。也许是因为那些3D打印机企业认识到RepRap项目产生的正面宣传效果将提高整个3D打印行业的知名度，或者是因为那些公司认为，如果学生在学校使用RepRap打印机，那么等他们毕业、找到工作，最后在工作中他们也会接受和使用高端商业类3D打印机。
回避了知识产权和机器设计与生产的控制，那RepRap打印机有什么方法从事传统观念的业务？阿德里安认为，当物质商品变得更容易制造、获取方式更广泛时，“在新领域的创造将是独一无二的”。当物理产品越容易复制，就有更多的人想拥有其他人没有的东西。
如果独一无二成为新的竞争优势，其结果将是在消费者和公司之间出现独创性的竞赛。一方面，设计工具和3D打印使创造独特和定制的商品更加容易；另一方面，具有讽刺意味的是，这些工具使一个独特的产品更加容易被复制和改进。
在我们和阿德里安的谈话中，他说道：“当新的创意出现时，或旧观念（这个观念以前非常昂贵，但现在由于技术革命而变得非常便宜）花费不多即可实现时，由于现在通信技术的发达，新的创意便会充斥世界。”换句话说，当每个人都可以制作几乎任何东西时，知识产权法则成为控制创意传播的一种拙劣的工具。
在某种程度上，一旦逆向工程和复制物体变得更容易，知识产权法律对于试图维持一个利基市场的生意来说就变得更加重要。然而，知识产权执法由法律或DRM技术来实施并不总是有效的。阿德里安总结说：“专利法必须把对经济的影响控制到最小。政治家利用知识产权法试图控制经济，就像试图用胶质杠杆控制机器一样。”
开源硬件：21世纪的专利制度
RepRap和Fab@Home项目是机械设计硬件技术自由分享的最佳案例。尽管人数不多，但是处于逐年增长趋势的一群发明家正公开他们硬件设计的源代码，将其在有限使用条件下自由释放。与开源软件的信条类似，开源硬件运动是对现行的知识产权法律的局限性的反应。
在写作本书时，开源硬件许可仍处于婴儿期。随着时间的推移，许可的数量和品种可能会激增。类似于开源软件许可，开源硬件许可让一个发明家可以使用和修改另一个发明家的设计，一些许可还允许对改进的设计进行商用。
开源硬件的一个目标是创造一个充满活力的、专业的商业生态系统，通过有组织的方式在机器设计方面可自由和安全地共享。许多开源硬件许可模式的支持者都是自己开公司或在公司上班，对许多人来说，他们的利润在于改进开源代码的设计或改善提供的服务。
多年来软件产业已在商业软件和开源软件之间成功取得平衡。开源软件许可给计算机黑客、研发人员和企业提供了广泛认可、明确的替代品代替专利、版权和传统的商业许可证。事实上，许多软件工具包括一系列自助餐式的开源软件许可。
相反，硬件设计师的选择有限，专利被广泛接受。然而，并不是所有设计电路板或机器的发明者和小企业在处理专利问题时都会要求经济赔偿或付诸法律，他们也不想阻止他人使用其发明的合法权利。
如果投资者选择开源电子硬件设计，他们就会公开提供所有的图纸（或详细描述所需配件和软件、图纸和“板”文件），而这些图纸基本上包括重新创建相同的产品或物体所需要的所有信息。在许可接受的使用规则下，发布的信息是可用的。
如果发明者愿意的话，开源硬件将成为一个非正式的思潮。一旦设计图是开源的，它就成为所谓的“现有技术”。现有技术，或先前发表的有关发明的技术资料，使得非发明人难以获得创意的所有权并为此申请专利。
由开源硬件运动定义的许可仍然处于起步阶段，不像开源软件运动那样成熟。然而，多亏一个群体的热情付出及两位年轻女士（艾丽西亚·吉布和阿雅·比德尔）的坚韧与远见，开源硬件的使用越来越多。在一个很大程度上是由男人主导的群体中，艾丽西亚和阿雅作为领导者、技术专家和企业家脱颖而出。
在《爱上制作》杂志的采访中，艾丽西亚把开源硬件描述为技术创新的催化剂：
我认为开源硬件相当于21世纪的专利制度。开源硬件不仅是开源创新，也是创新民主化。开源硬件不会有20年的专有权。它的好处是，整个群体为你的设计和创新做贡献，并分享各自的衍生产品。它促使原先的设计者创造一个更好的产品并不断完善，而不是把它锁在一个20年的僵局里。
开源硬件可能不适用于所有的发明。开源的理念对那些较为复杂的产品是有用的，如软件和电子，这些产品即使源代码公开，原创者的专业知识仍然有用。相对较少的人能改进别人的复杂电路或计算程序，因此原来的设计师通常仍然对这一项目享有控制权，即使它的源代码被公开。
但是，如果发明太简单，则容易被复制，发明者也很容易被遗忘。如果不需要相关专家提供支持，则该产品的发明者很可能无法从增值中受益。对那些“看起来容易”的简单、精致的发明来说，尤其如此。我想这是否就是一些开源许可最坚定的倡导者是软件开发人员和那些复杂电子设备的创造者的原因，而那些发明一种材料的新配方或一个新的机械装置的人通常还得继续依靠专利。
微专利
随着3D打印技术的发展，开源硬件许可是知识产权法和数字版权管理的一个很好的选择。另一种选择是改变现行的知识产权法律体系，使其更偏向于小企业和个人发明家。正如小额贷款在低收入国家发挥的作用一样（小额贷款让低收入人群有机会创立一家小公司），在新产品的开发上，微专利能使大企业和小公司在专利领域更平等。
类似于普通的实用专利或设计专利，微专利将由政府专利办公室正式颁发。一个微专利将是一个很小的知识产权“单位”，而不是一个完整的专利，因此申请费用低廉、颁发速度也更快。专利办公室认定微专利时，也可以强制限制专利的适用范围。
让我们看看微专利如何发挥作用。发明人花费数百美元向中央政府微专利库提交文档，对发明做了详细的描述，提交的文档将盖上时间戳并立即公开发布。微专利的有效期可能将缩短至5年，而不是20年。像商标一样，微专利只是保护商业销售的商品，防止其被盗用。与专利一样，微专利也包括功能申请。与著作权一样，申请微专利很容易且手续简单。
有些人认为，大量的微专利会导致专利泛滥和知识产权学界的分裂，但5年期限将避免这种情况发生。事实上，微专利狭窄的适用领域将使其他发明家更容易从事平行发明。微专利必须商用以确保有效，这样公司很难通过微专利阻止竞争对手。
事实上，微专利会提高法律处理和实际应用之间的比率。毕竟，评估和获得专利需要投入很大的工作，然而大多数颁发的实用专利很少在商业上使用。此外，只有约1‰的专利会遇到诉讼纠纷和审理，在遇到诉讼纠纷和审理的案例中，有一半的诉讼无效。
相反，如果专利的范围很窄，并能够快速地廉价获得，这种做法就淡化了专利的诉讼过程，而强调知识产权保护的实际商业价值。一旦被授予微专利，发明者将立即被授予一个明确但短期的独家权利。只有当两个执业商业实体对专利有争议时，才从创新、实用和创造性等传统维度评估专利侵权指控。
3D打印迫切需要法律保护
所有这一切将发展到何处？如果事实比小说还离奇，也许通过科幻小说看未来世界是个不错的选择。
科幻作家科利·多克托罗的小说《创客》描绘了一个3D打印机已经普及的引人入胜的未来世界。《创客》描绘的世界正是经济困难时期，失业率很高，大量的人口贫困潦倒并生活在自己搭建的棚户区。
故事一开始就讲述了两个主人公佩里和莱斯特鼓励小规模经济革命，他们教当地人设计、3D打印并出售自己的商品。起初一切都很正常，随着经济边缘化的人们学习设计和3D打印产品，工作机会在全国各地和世界大规模涌现。人们获得了工作，恢复了他们的自尊。
随着故事的继续，企业家靠出售一些粗糙的3D打印定制赝品为生。已破产的沃尔玛的巨大停车场被跳蚤市场占据，企业家随意叫卖打印的烟枪、单发拉链枪和有图案的隐形眼镜。青年卖主出售名为“bio”（生物）的3D打印的生物怪玩意儿，例如，由胚胎干细胞培养成的毛球、骨头和皮肤而制成的手镯。在这个未来世界，另一个典型的引人入胜的生物打印物体是用质地细腻的皮革打印出的人造玫瑰，而这些皮革是用人工培养的胎儿皮肤制成的。
在这本书的后半部分，出现了经济反乌托邦。企业的快速伪造使得3D打印经济崩溃了。低成本的3D打印复制品削弱市场之前，新产品有一个逐渐变小的短暂的盈利周期。迪士尼公司寻找新的盈利点，启动了一系列知识产权侵权诉讼，这严重削弱了仅存的经济活力。
《创客》提出了可能已不太遥远的未来世界里的法律问题。从一个角度看，生产权力民主化的好处是人们获得了个人权益。广泛使用的生产工具的缺点是经济崩溃，猖獗的伪造降低了利润。在一个任何人都能3D打印任何物体复制品的年代，试图对个人思想进行保护的不切实际的知识产权法律给我们带来了毁灭性影响，这也使得上述法律问题更加明显。
解决方案是创建切合实际的平衡的法律框架。一篇关于纳米技术中心分子制造的文章指出：“有些风险源于管理太少，有些源于管理过多。不同的领域使用不同的管理很有必要。对任何一个风险的极端或本能反应都会为其他风险提供肥沃的土壤。”
3D打印引入的法律挑战在公共意识边缘闪现。我们刚刚开始探索这一前沿领域，不久的将来3D打印的有关法律将会产生。
