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要如何造出能存在一万年的东西?
2019年07月07日 思想评论 ⁄ 共 5136字 暂无评论 ⁄ 被围观 94 views+
种子库 Image copyrightGetty Images

最近,我去了一次日本,有幸见证了一场仪式。这种仪式1300年前就在日本出现了,如今是第66次。庆典中,皇太子妃雅子带领着一队神道教的祭司,将旧神宫里的物件搬迁到新建好的神宫之中。公元7世纪以来,伊势神宫本殿(Ise Grand Shrine)每隔20年就会依原型重建。迁宫是神道教诸多仪式之一。建筑神宫的建材很容易损坏,重建神宫,既能够保存其特色建筑的完整性,又有利于让下一代工匠学习营造技术。

日本有许多世界上最古老的公司。这个国家对于修缮有着独特的热爱,因此能将神宫修缮和祭祀仪式维持数千年之久。在这些国家,人们创造的许多文物和建筑,能够保存很久很久。每一件作品都能给我们带来一些启发。

伊势神宫 Image copyrightGetty Images
Image caption 日本伊势神宫本殿,每20年重建一次(Credit: Alamy)

在过去的20年里,我和恒今基金会(Long Now Foundation)合作,同计算机科学家希利斯(Danny Hillis)以及一个工程师团队一起,要建造出一座具有纪念碑意义规模惊人的“万年钟”,以警示人们注重长远考虑。我们的理念是铸造一座规模巨大、时间跨度很长的钟,当面对它时,会激起人们为长远未来考虑的想法。我们可以想象,要是在5年之内解决气候变化这样的问题,是十分困难的,因为时间跨度太小。但如果把时间跨度调整到500年,那么即使是最不可能的事情,也开始变得容易处理。

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建造一座寿命能达一万年的机器,要参考过去和现在的经验,充分了解文物是怎么被保存下来的。虽然我们可以减慢时钟的工作速度,把一万年内指针滴答走过的格数控制到人类个体生命的长度。但是,万年钟要用什么材料打造,又该放到哪里呢?在过去的20年里,我一直在研究其他幸存建筑物的结构,探究它们耐久的秘诀。也尽我所能亲自去查看其中的一部分。一些遗址因被人遗忘或被掩埋等原因得到了保存;一些因纯粹的质量过硬,在人们的视野中得以保留下来;而另一些遗址则是应用了许多机巧的策略。

很少有人造物品和组织能维系几个世纪的,更不要说数千年了。能保留这么长时间的,只有故事、神话、宗教,还有少数的组织。建筑物以及文物留存下来也并不是有意为之,而是历史的偶然。人们现在建立了核废料场、基因族谱和种子储存库等,有意将时间跨度设置成千年之久。从历史和当下的经验中,我们学到了很多。如材料科学、工程学,乃至是思想意识方面的东西。在说到这些东西给我们建造万年钟的启发时,我会提到其中的几点。

遗失与重现

历史上一些最独特、最有意义的文物,之所以能够保存下来,并不是人们刻意为之。相反地,人们曾经将其遗失了,在偶然的机缘之下又找了回来。比如:死海古卷(Dead Sea Scrolls)、罗塞塔石碑(Rosetta Stone)和安提基奇拉机械装置(Antikythera Device)等,如果没有开始的遗失,它是不可能保存到现在的。安提基奇拉机械装置对我有着特别的意义,因为它也是一个行星钟,而且它十分超前,领先那个时代几个世纪。人们在希腊的安提基奇拉附近发现了一艘2000年前的沉船,船上大量已经氧化的传动装置,就是后来的安提基齐拉器械装置。

在当时那个时代还没有发现过类似的装置。安提基齐拉器械装置的工艺、以及齿轮的传动和对天体运动的理解,都是十分了不起的。因为许多观点和机械原理直到1300年后欧洲开始走出中世纪,才得以重见天日。此外,构建这样的设施,是需要多次更新迭代的。因此,人们没有找到其它类似的设备,这也是一个更深层的谜题。我们只能这样解释:现在能看到这个装置,正是因为当时丢失了。当人们用X光射线研究它时,才揭示出真实身份,一种有效的天文模型,在发现其复杂性和用有途之前,安提基齐拉器械装置在储藏中黯淡了数十年。

安提基齐拉器械装置 Image copyrightGetty Images
Image caption 安提基齐拉器械装置是一种古代机械装置,建造于公元前2世纪(Credit: Getty Images)

此外,我们还有一个启发,那就是机械装置比电子设备更适合未来考古学家的自我记录。不难想象,2000年后若在地中海海底发现我们现在的电子设备,人们很难通过硅电路的意图推测出这个设备的用途。我们之所以要建造机械钟,很大程度上也是出于这个原因。假设整座钟只有若干配件能够存留一万年,后世也能通过其机械结构推测出这个设备的用途,如有需要,还能够将其修复。

偏远地区优势

城市是流动的。一座城市能够繁荣一千余年。然而,每过10年,城市的内涵就会改变。千年之前城市中铸造的文物,幸存的每一件,背后都有无数未能幸存的,因战争、变革、以及意外而毁掉的。相比之下,偏远地区更加利于这些制品的保存。像佩特拉和马丘比丘这些壮观的遗址,能够得以保存,就是因为它们远离了现代的都市。

全球种子库 Image copyrightGetty Images
Image caption 全球种子库位于斯瓦尔巴群岛的一座山里,很少有人能前去参观(Credit: Getty Images)

偏远的另一个好处,是能够增加神秘感。几年前,我去了位于斯瓦尔巴特群岛(Svalbard)的全球种子库,它位于北纬78度,是有人类定居的最北端。这里有着世界农作物种子的后备存储,在设计时,人们希望种子库可以使用一千年。建造过程中,设计师并未意识到,种子库会引起世界人们的好奇心。全球种子库的设计并不是为了接待访问,政要们从各地飞来,却只能够参观其外部。而我把时间定在每年两次的种子存放时间,这时候,种子库的大门才会打开。登记访客记录上,我看到之前的访问团名单,其中包括美国前总统卡特(Jimmy Carter)、前任联合国秘书长潘基文等人的名字。地理位置偏远,让它成为令外界更加好奇的存在。

偏远地区并非自驾游景点。要前往这些地方,需要很强的目的性,也要花上很长时间。前往这些地方,无论来回,都需要一定的旅途时间。我们将万年钟的选址定在了西德克萨斯,离机场有数小时的车程,徒步则需要花上一天的时间。万年钟计划的目的,是要改变人们对时间的思考方式。偏远的选址既给了人们一个预期,也提供了一定的思考时间。如此距离上的隔离,让万年钟既能够保存良好,又能颇具神秘感。

地下

很多保存完好的文物,大多数时间都是在地下度过的。地下环境能保护文物免受阳光照射,并且通常有着很稳定的温度。温度忽高忽低会加速文物氧化和老化的过程。实际上,工匠们在进行快速老化测试时,主要就是靠反复升降温度来完成的(其中也涉及化学反应,下文中会做讨论)。

埃及卢克索的华丽墓葬,法国西南部多尔多涅省莱塞济山谷的拉斯考克斯(Lascaux)洞穴壁画,以及死海古卷等精美艺术品,都曾在地下保存了数千年。难怪如今的全球种子库、核废料处置库以及各种档案馆等都建立在地表之下。

万年钟 Image copyrightThe Long Now Foundation
Image caption 正在安装万年钟的部分配件(Credit: The Long Now Foundation)

但是,要将保护工作搬到地下,存在一个很严重的问题——水。我曾参观过美国和欧洲的核废料处置库,也拜访过世界种子库、摩门教的家谱档案馆等,每个地方都饱受地下渗水的困扰。水是防不住的,千百年来一贯如此。如何成功调和与水的冲突?答案是:堵不如疏。几千年来,古老的亚洲稻农精心引水,稻田就是他们治水成功的有效证明。

地下的万年钟不仅要保存到位,而且对计时也要求精准。金属会因温度变化膨胀收缩,因此我们需要一套巧妙的设计,让钟摆等配件的长度保持一致,以保证万年钟走时的精准。万年钟周围的温度变化越小,计时便会越精确。然而,在我参观过的几乎每个地下储存场所都存在防水的问题。因此,必需好好考虑如何解决这一问题。我们的地下基地建在山顶,是为了尽量避开地下排水区域,即使如此,我们认为水还是会渗进来。为了避免这种可能性,我们将以时钟为中心,让地表向四周倾斜,水可以从地基的底部流过,而不会堵在任何地方。我们无法阻止水流,但是我们能选择把它引向哪里。

材料的选择

我曾咨询过不少材料科学家,什么材质能打造维持数千年的物件。其中一位提出了一个令我十分信服的观点,他说:“万物都在以不同的速度燃烧。”我们眼中的老化,其实就是科学界所说的氧化。就像生锈一样。一提起某种材料能维持几千年,人们大多数想到的是石头和黄金等贵金属,这类东西不易氧化。但是,如果储存时的化学环境得当,即使是尸体也能保持上千年不腐。埃及的木乃伊就是一个例子。不久前,亚美尼亚发现了一双保存完好的皮鞋,距今已有5500多年。因此,一种材料的寿命往往不完全在于它本身,它所处的环境更加重要。就皮鞋而言,被发现时它埋在一个洞穴里,上面包裹着羊粪,这提供了一个完美的无氧环境,也保证了温度的稳定。

莫卡辛软皮鞋 Image copyrightGetty Images
Image caption 这双莫卡辛软皮鞋有着5500年的历史,据说是世界上最古老的皮鞋(Credit: Getty Images)

而我们要建造的万年钟,是要与人交互数千年的。如此一来,环境是不太好控制的。人类呼吸需要的氧气会降解材料,人们的衣物上必然携带尘土,皮肤上会覆盖油脂。因此,建造这座人人都可参观的万年钟,其材料本身必须足够耐久。

钟表的轴承可能是最好的例子。时钟的所有旋转部件都需要某种轴承表面,以便以最小的摩擦平稳地滚动。但是,传统的轴承存在几个问题。传统轴承一般是由一排硬钢球和两根制成特殊形状的轨道(滚道)组成的。时间一长,钢甚至是不锈钢制的轴承会简单地粘接在一起。如果两轴承的电势不同,那么还会出现金属的电偶腐蚀。如果你曾见过硬币放在金属表面的腐蚀方式,这就是电偶腐蚀。除了这些问题,普通轴承还需要润滑,润滑就意味着要定期维护,并能让轴承沾染尘土和沙砾。

20多年前,项目成立,我也开始寻找合适的轴承。我们那时找到了完美的解决方案:用于卫星和航天器的全陶瓷轴承。这种轴承的材料是工业陶瓷,硬度接近钻石,可以在太空的真空环境中实现永久无润滑的工作。当时,这种轴承的问题只有一个:刚知道有这种东西时,他们的价格高达数万美元,而且只用于航空航天。然而,随着万年钟项目的推进,全陶瓷轴承也越来越普遍。现在也应用于旱冰鞋和指尖陀螺,每个成本仅为10美元。

泰姬陵 Image copyrightGetty Images
Image caption 泰姬陵的墙上有许多财宝,能够轻易取下,这有利于保护建筑本身不被掠夺者破坏(Credit: Getty Images)

取舍

要延长使用寿命,还有一种策略,就是牺牲物体本身的某些属性。我们在大自然中也看过这样的例子:受到攻击的蜥蜴会断尾逃脱。

有的遗址也有类似的情况。比如埃及帝王谷(Egyptian Valley of Kings)的墓葬中,保存最为完好的雕刻和色彩画仿佛昨天才完成。盗墓者往往把时间花费在将金器运出墓葬上,并感觉已经将财物搜刮殆尽,把有价值的都挖出来了。然而,墓穴里的墙面艺术仍然完好无损。这与其它遗址相比是罕见的。

泰姬陵的墙壁上镶嵌了许多宝石,这也保护了建筑本身。抢劫者取出宝石后,会认为已经将这里的财富窃取完。这给万年钟的选址带来了一个有趣的问题。我们是否也应该弄一个相对容易拿走的“价值层”,万一被盗,也可以保护万年钟不受破坏?

巴米扬大佛 Image copyrightGetty Images
Image caption 阿富汗意识形态的变革,导致了巴米扬大佛毁灭的悲剧(Credit: Getty Images)

价值观念与意识形态

建造万古长存的东西,最大的威胁是人类自己。近年来,仅是因为价值观或意识形态的冲突,就有人摧毁了世界上最古老的遗迹。其中最让人心碎的是塔利班摧毁阿富汗的巴米扬大佛(Buddhas of Bamiyan)。再也没有比佛像更加无害的宗教象征了,但它却成了塔利班的威胁,让他们不惜花费数周将悬崖边令人惊叹的文物炸毁。

那么,如何保护这些价值连城、颇具文化意义的东西,使之不被人所盗、不为人所毁呢?万年钟一类事物的建造,最为核心的问题其实正是这个。材料、运作之类的工程问题并不难解决,人类文明才是真正的难题。我们希望的文明,是能够着眼现在、关心未来的文明。我们希望万年钟的建造能打破技术上的壁垒,也能够提升人们的道德观。愿它能让我们挑战自己,成为子孙后代更为优秀的祖先。

罗斯在旧金山的恒今基金会担任执行董事,万年钟是他和同事一起正在做的项目。

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