温彻斯特考察了精密工程的起源、演变及其对人类社会的改变，并追问这种对精确的追求是否存在物理与哲学的极限。本书按照公差（tolerance）从大到小的顺序构建历史叙事。作者的证据基础包括专利档案、历史通信、事故调查报告以及个人观察。温彻斯特明确区分了准确度（accuracy）与精密度（precision）：准确度指接近真实或预期目标的值（如击中靶心），精密度指结果的极度细节化和可重复性（如多次击中同一点，即使偏离靶心）。公差则是允许的尺寸变动范围，公差越小，制造部件的契合度越高。
蒸汽动力与公差的诞生（公差 0.1）
1776年，詹姆斯·瓦特的蒸汽机面临气缸漏气的问题，手工锻打的铁气缸内壁存在半英寸的缝隙。约翰·威尔金森将原本用于制造大炮的实心铸造与刚性镗杆技术应用于气缸加工。该技术将刀具固定在两端支撑的刚性杆上，直接切削旋转的实心铁块。威尔金森将气缸的公差缩小至0.1英寸（一枚先令硬币的厚度）。蒸汽泄漏得以消除，蒸汽机具备了实用效率。这一事件标志着可测量、可重复的机械精度的诞生。
机床、锁具与滑轮组的机械化（公差 0.0001）
1784年，约瑟夫·布拉马发明了防盗锁，其内部杠杆结构极其复杂，手工制造耗时且昂贵。亨利·莫兹利为布拉马制造了一系列专用机床来加工锁具零件。莫兹利随后改进了车床，将木制框架改为铁制，并引入了滑动刀架（slide rest）与精密丝杠。刀架通过丝杠的旋转实现微小位移，消除了手工切削的误差。莫兹利实现了0.0001英寸的加工公差。他利用三块金属板相互研磨比对的方法，确立了绝对平面的制造标准，并制造了名为“大法官”的台式千分尺。
莫兹利利用这些技术为英国海军的朴次茅斯滑轮组制造厂建造了43台蒸汽动力机床。十名无技术工人取代了上百名熟练工匠，每年生产13万个滑轮组。精密机械剥夺了传统手工艺的经济价值，引发了工人的失业与不满，这种社会后果在随后的卢德运动中得到体现。
枪支、可互换零件与大规模生产（公差 0.000 01）
1814年布拉登斯堡战役中，美国士兵因手工制造的火枪零件无法互换、在战场上无法维修而溃退。法国枪匠奥诺雷·布朗此前已开发出使用夹具、量规和标准模型来制造标准化燧发机的方法。托马斯·杰斐逊在法国观察到布朗的演示后，将可互换零件的理念引入美国。
伊莱·惠特尼在1801年通过预先挑选零件进行虚假演示，骗取了政府资金，其生产的火枪零件实际上仍需手工修整。真正的可互换性由西蒙·诺斯（发明金属铣床）、约翰·霍尔（使用落锤锻造和63种量规将公差控制在五十分之一毫米）以及托马斯·布兰查德（发明枪托仿形车床）在哈珀斯费里和斯普林菲尔德兵工厂实现。这些技术确立了“美国制造体系”，促成了康涅狄格州钟表等廉价、可维修商品的大规模生产。在这一体系中，零件的互换性与制造成本优先于极端的准确度。
测量标准与汽车工业的分野（公差 0.000 000 1）
约瑟夫·惠特沃斯制定了螺纹标准（BSW），并利用端面测量法（依靠重力下落的触感而非视觉对齐）发明了能测量百万分之一英寸的测量机。
在汽车工业中，精度走向了两个不同的应用方向。亨利·罗伊斯追求极致的机械完美与可靠性。劳斯莱斯银魅（Silver Ghost）在14371英里的不间断测试中未发生机械故障。劳斯莱斯的零件由工匠手工锉削和装配，其精度在组装阶段通过人工调整实现。
亨利·福特致力于生产大众负担得起的T型车。福特在底特律工厂引入了流水线，取消了装配线上的手工锉削环节。流水线要求所有预制零件必须具备绝对的精密度，以便工人能够瞬间完成组装。为解决与SKF轴承供应商的公差争议，福特引入了卡尔·爱德华·约翰逊发明的量块（Jo blocks）。这套由103块绝对平坦的钢块组成的量具，通过分子间的吸附力结合，为福特工厂提供了统一的极端测量标准。
航空、喷气发动机与致命的微小误差（公差 0.000 000 000 001）
弗兰克·惠特尔构想了燃气涡轮喷气发动机，以克服活塞发动机在高空的动力限制。喷气发动机吸入空气并压缩，与燃料混合后点燃，燃烧室温度达到1600摄氏度，高于涡轮叶片1455摄氏度的熔点。
劳斯莱斯通过失蜡法铸造单晶镍合金叶片，并使用电火花加工（EDM）在叶片上钻出数百个微观冷却孔。压气机引入的冷空气通过这些孔隙在叶片表面形成一层隔热气膜，防止叶片熔化。
2010年，澳洲航空32航班（空客A380）发生非包容性发动机转子故障。事故调查报告显示，劳斯莱斯哈克纳尔工厂的工人在加工特伦特900发动机的一根输油短管时，因钻头未对准，导致管壁一侧偏薄半毫米。这根存在缺陷的管子通过了质量检测，在飞行中因金属疲劳破裂，喷出的燃油引发大火并导致涡轮盘碎裂。温彻斯特指出，当现代精密设备的公差缩小至零时，制造环节中的微小人为失误会导致灾难性后果。
光学、太空望远镜与测量仪器的欺骗（公差 0.000 000 000 000 1）
光学技术从尼埃普斯的暗箱摄影，发展到徕卡加工公差达0.00003毫米的多镜片非球面镜头。
1990年，哈勃太空望远镜升空后传回的图像存在严重的球面像差。珀金埃尔默公司在打磨8英尺主镜时，使用了一种名为“零位校正器”的激光干涉仪来测量镜面形状。校正器内部一根因瓦合金测距杆顶端的非反射漆面磨损，导致激光反射位置出现1.3毫米的偏差。技术人员为了让透镜对齐激光读数，违规插入了三个家用金属垫圈。主镜被完美地打磨成了错误的形状。
吉姆·克罗克在德国酒店淋浴时获得灵感，设计了COSTAR（空间望远镜光轴替换校正光学组件）。该设备像淋浴头一样伸入望远镜内部，展开微小反射镜来校正光束，最终恢复了哈勃的观测能力。
时间、GPS与度量衡的重新定义（公差 10^-17）
1957年，威廉·吉尔和乔治·韦芬巴赫通过分析斯普林尼克卫星无线电信号的多普勒频移，计算出了卫星的轨道。美国海军由此开发了Transit卫星导航系统。罗杰·伊斯顿随后提出基于时差的导航系统。由于光速恒定，接收器通过比对卫星发射信号与到达信号的时间差，即可计算出距离并进行三角定位。这构成了全球定位系统（GPS）的基础。
GPS的运行依赖于原子钟。秒的定义从地球自转或公转的某一部分，变更为铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射振荡9,192,631,770个周期的时间。
公制系统同样经历了基于自然常数的重定义。米最初被定义为通过巴黎的地球子午线长度的四千万分之一，并铸造了铂金米原器。1960年，米被重新定义为氪-86原子辐射波长的特定倍数，随后又被定义为光在真空中极短时间内传播的距离。质量单位千克也通过普朗克常数与时间建立联系。时间成为所有现代精密测量的基石。
半导体、极端科学测量与精度的极限（公差 10^-35）
戈登·摩尔预测集成电路上可容纳的晶体管数量将定期翻倍（摩尔定律）。仙童半导体发明了平面晶体管，罗伯特·诺伊斯提出利用光刻技术将电路印制在硅片上。英特尔公司随后推出了包含2300个晶体管的4004微处理器。
ASML公司制造的极紫外（EUV）光刻机，通过高功率激光轰击每秒五万滴熔融锡滴，产生13.5纳米波长的极紫外光。这些光束通过布拉格反射镜，在硅晶圆上蚀刻出原子尺度的晶体管。
当晶体管间距接近原子直径时，量子泄漏现象开始干扰电路运行。物理尺寸的终极极限是普朗克长度（10^-35米），低于此尺度，经典的时空概念将失去意义，尺寸变得无法测量。
在宏观宇宙测量中，LIGO（激光干涉引力波天文台）使用4公里长的真空管道和40千克重的熔融石英测试质量（反射镜）。这些测试质量被抛光至极度平坦，能够探测到质子直径万分之一的距离变化。2015年，LIGO成功探测到引力波，证实了爱因斯坦的理论。
精度与不完美的平衡
温彻斯特在书的末尾探讨了追求极致精度的局限性。精度的提升是否必然带来人类福祉的增加？作者通过日本的案例考察了这一问题。
精工（Seiko）在1969年发明了高精度的石英表（Astron），其走时准确度远超机械表，几乎摧毁了瑞士钟表业。精工随后恢复了Grand Seiko机械表的生产。这些机械表由工匠（meister）在独立工作台中手工组装，不使用流水线。精工在同一家工厂内，同时保留了追求机器效率的石英表流水线与追求人类手工技艺的机械表作坊。
日本的“侘寂”（wabi-sabi）美学赋予了不对称、粗糙和无常与精密同等的价值。漆器（urushi）的制作需要数月的涂抹与打磨，体现了工匠对材料的耐心与顺应。在2011年南三陆町的海啸中，精密制造的汽车、船舶和电子设备被瞬间摧毁，而山林中的竹子却能弯曲、回弹并迅速重新生长。自然界的不精确与韧性，最终超越了人类制造的刚性精度。