要如何造出能存在一萬年的東西?

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最近,我去了一次日本,有幸見證了一場儀式。這種儀式1300年前就在日本出現了,如今是第66次。慶典中,皇太子妃雅子帶領著一隊神道教的祭司,將舊神宮裏的物件搬遷到新建好的神宮之中。公元7世紀以來,伊勢神宮本殿(Ise Grand Shrine)每隔20年就會依原型重建。遷宮是神道教諸多儀式之一。建築神宮的建材很容易損壞,重建神宮,既能夠保存其特色建築的完整性,又有利於讓下一代工匠學習營造技術。

日本有許多世界上最古老的公司。這個國家對於修繕有著獨特的熱愛,因此能將神宮修繕和祭祀儀式維持數千年之久。在這些國家,人們創造的許多文物和建築,能夠保存很久很久。每一件作品都能給我們帶來一些啟發。

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Image caption 日本伊勢神宮本殿,每20年重建一次(Credit: Alamy)

在過去的20年裏,我和恆今基金會(Long Now Foundation)合作,同計算機科學家希利斯(Danny Hillis)以及一個工程師團隊一起,要建造出一座具有紀念碑意義規模驚人的「萬年鐘」,以警示人們注重長遠考慮。我們的理念是鑄造一座規模巨大、時間跨度很長的鐘,當面對它時,會激起人們為長遠未來考慮的想法。我們可以想像,要是在5年之內解決氣候變化這樣的問題,是十分困難的,因為時間跨度太小。但如果把時間跨度調整到500年,那麼即使是最不可能的事情,也開始變得容易處理。

建造一座壽命能達一萬年的機器,要參考過去和現在的經驗,充分了解文物是怎麼被保存下來的。雖然我們可以減慢時鐘的工作速度,把一萬年內指針滴答走過的格數控制到人類個體生命的長度。但是,萬年鐘要用什麼材料打造,又該放到哪裏呢?在過去的20年裏,我一直在研究其他倖存建築物的結構,探究它們耐久的秘訣。也盡我所能親自去查看其中的一部分。一些遺址因被人遺忘或被掩埋等原因得到了保存;一些因純粹的質量過硬,在人們的視野中得以保留下來;而另一些遺址則是應用了許多機巧的策略。

很少有人造物品和組織能維繫幾個世紀的,更不要說數千年了。能保留這麼長時間的,只有故事、神話、宗教,還有少數的組織。建築物以及文物留存下來也並不是有意為之,而是歷史的偶然。人們現在建立了核廢料場、基因族譜和種子儲存庫等,有意將時間跨度設置成千年之久。從歷史和當下的經驗中,我們學到了很多。如材料科學、工程學,乃至是思想意識方面的東西。在說到這些東西給我們建造萬年鐘的啟發時,我會提到其中的幾點。

遺失與重現

歷史上一些最獨特、最有意義的文物,之所以能夠保存下來,並不是人們刻意為之。相反地,人們曾經將其遺失了,在偶然的機緣之下又找了回來。比如:死海古卷(Dead Sea Scrolls)、羅塞塔石碑(Rosetta Stone)和安提基奇拉機械裝置(Antikythera Device)等,如果沒有開始的遺失,它是不可能保存到現在的。安提基奇拉機械裝置對我有著特別的意義,因為它也是一個行星鐘,而且它十分超前,領先那個時代幾個世紀。人們在希臘的安提基奇拉附近發現了一艘2000年前的沉船,船上大量已經氧化的傳動裝置,就是後來的安提基齊拉器械裝置。

在當時那個時代還沒有發現過類似的裝置。安提基齊拉器械裝置的工藝、以及齒輪的傳動和對天體運動的理解,都是十分了不起的。因為許多觀點和機械原理直到1300年後歐洲開始走出中世紀,才得以重見天日。此外,構建這樣的設施,是需要多次更新迭代的。因此,人們沒有找到其它類似的設備,這也是一個更深層的謎題。我們只能這樣解釋:現在能看到這個裝置,正是因為當時丟失了。當人們用X光射線研究它時,才揭示出真實身份,一種有效的天文模型,在發現其複雜性和用有途之前,安提基齊拉器械裝置在儲藏中黯淡了數十年。

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Image caption 安提基齊拉器械裝置是一種古代機械裝置,建造於公元前2世紀(Credit: Getty Images)

此外,我們還有一個啟發,那就是機械裝置比電子設備更適合未來考古學家的自我記錄。不難想像,2000年後若在地中海海底發現我們現在的電子設備,人們很難通過硅電路的意圖推測出這個設備的用途。我們之所以要建造機械鐘,很大程度上也是出於這個原因。假設整座鐘只有若干配件能夠存留一萬年,後世也能通過其機械結構推測出這個設備的用途,如有需要,還能夠將其修復。

偏遠地區優勢

城市是流動的。一座城市能夠繁榮一千餘年。然而,每過10年,城市的內涵就會改變。千年之前城市中鑄造的文物,倖存的每一件,背後都有無數未能倖存的,因戰爭、變革、以及意外而毀掉的。相比之下,偏遠地區更加利於這些製品的保存。像佩特拉和馬丘比丘這些壯觀的遺址,能夠得以保存,就是因為它們遠離了現代的都市。

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Image caption 全球種子庫位於斯瓦爾巴群島的一座山裏,很少有人能前去參觀(Credit: Getty Images)

偏遠的另一個好處,是能夠增加神秘感。幾年前,我去了位於斯瓦爾巴特群島(Svalbard)的全球種子庫,它位於北緯78度,是有人類定居的最北端。這裏有著世界農作物種子的後備存儲,在設計時,人們希望種子庫可以使用一千年。建造過程中,設計師並未意識到,種子庫會引起世界人們的好奇心。全球種子庫的設計並不是為了接待訪問,政要們從各地飛來,卻只能夠參觀其外部。而我把時間定在每年兩次的種子存放時間,這時候,種子庫的大門才會打開。登記訪客記錄上,我看到之前的訪問團名單,其中包括美國前總統卡特(Jimmy Carter)、前任聯合國秘書長潘基文等人的名字。地理位置偏遠,讓它成為令外界更加好奇的存在。

偏遠地區並非自駕遊景點。要前往這些地方,需要很強的目的性,也要花上很長時間。前往這些地方,無論來回,都需要一定的旅途時間。我們將萬年鐘的選址定在了西德克薩斯,離機場有數小時的車程,徒步則需要花上一天的時間。萬年鐘計劃的目的,是要改變人們對時間的思考方式。偏遠的選址既給了人們一個預期,也提供了一定的思考時間。如此距離上的隔離,讓萬年鐘既能夠保存良好,又能頗具神秘感。

地下

很多保存完好的文物,大多數時間都是在地下度過的。地下環境能保護文物免受陽光照射,並且通常有著很穩定的溫度。溫度忽高忽低會加速文物氧化和老化的過程。實際上,工匠們在進行快速老化測試時,主要就是靠反覆升降溫度來完成的(其中也涉及化學反應,下文中會做討論)。

埃及盧克索的華麗墓葬,法國西南部多爾多涅省萊塞濟山谷的拉斯考克斯(Lascaux)洞穴壁畫,以及死海古卷等精美藝術品,都曾在地下保存了數千年。難怪如今的全球種子庫、核廢料處置庫以及各種檔案館等都建立在地表之下。

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Image caption 正在安裝萬年鐘的部分配件(Credit: The Long Now Foundation)

但是,要將保護工作搬到地下,存在一個很嚴重的問題——水。我曾參觀過美國和歐洲的核廢料處置庫,也拜訪過世界種子庫、摩門教的家譜檔案館等,每個地方都飽受地下滲水的困擾。水是防不住的,千百年來一貫如此。如何成功調和與水的衝突?答案是:堵不如疏。幾千年來,古老的亞洲稻農精心引水,稻田就是他們治水成功的有效證明。

地下的萬年鐘不僅要保存到位,而且對計時也要求精凖。金屬會因溫度變化膨脹收縮,因此我們需要一套巧妙的設計,讓鐘擺等配件的長度保持一致,以保證萬年鐘走時的精凖。萬年鐘周圍的溫度變化越小,計時便會越精確。然而,在我參觀過的幾乎每個地下儲存場所都存在防水的問題。因此,必需好好考慮如何解決這一問題。我們的地下基地建在山頂,是為了盡量避開地下排水區域,即使如此,我們認為水還是會滲進來。為了避免這種可能性,我們將以時鐘為中心,讓地表向四周傾斜,水可以從地基的底部流過,而不會堵在任何地方。我們無法阻止水流,但是我們能選擇把它引向哪裏。

材料的選擇

我曾諮詢過不少材料科學家,什麼材質能打造維持數千年的物件。其中一位提出了一個令我十分信服的觀點,他說:「萬物都在以不同的速度燃燒。」我們眼中的老化,其實就是科學界所說的氧化。就像生鏽一樣。一提起某種材料能維持幾千年,人們大多數想到的是石頭和黃金等貴金屬,這類東西不易氧化。但是,如果儲存時的化學環境得當,即使是屍體也能保持上千年不腐。埃及的木乃伊就是一個例子。不久前,亞美尼亞發現了一雙保存完好的皮鞋,距今已有5500多年。因此,一種材料的壽命往往不完全在於它本身,它所處的環境更加重要。就皮鞋而言,被發現時它埋在一個洞穴裏,上麵包裹著羊糞,這提供了一個完美的無氧環境,也保證了溫度的穩定。

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Image caption 這雙莫卡辛軟皮鞋有著5500年的歷史,據說是世界上最古老的皮鞋(Credit: Getty Images)

而我們要建造的萬年鐘,是要與人交互數千年的。如此一來,環境是不太好控制的。人類呼吸需要的氧氣會降解材料,人們的衣物上必然攜帶塵土,皮膚上會覆蓋油脂。因此,建造這座人人都可參觀的萬年鐘,其材料本身必須足夠耐久。

鐘錶的軸承可能是最好的例子。時鐘的所有旋轉部件都需要某種軸承表面,以便以最小的摩擦平穩地滾動。但是,傳統的軸承存在幾個問題。傳統軸承一般是由一排硬鋼球和兩根製成特殊形狀的軌道(滾道)組成的。時間一長,鋼甚至是不鏽鋼製的軸承會簡單地粘接在一起。如果兩軸承的電勢不同,那麼還會出現金屬的電偶腐蝕。如果你曾見過硬幣放在金屬表面的腐蝕方式,這就是電偶腐蝕。除了這些問題,普通軸承還需要潤滑,潤滑就意味著要定期維護,並能讓軸承沾染塵土和沙礫。

20多年前,項目成立,我也開始尋找合適的軸承。我們那時找到了完美的解決方案:用於衛星和航天器的全陶瓷軸承。這種軸承的材料是工業陶瓷,硬度接近鑽石,可以在太空的真空環境中實現永久無潤滑的工作。當時,這種軸承的問題只有一個:剛知道有這種東西時,他們的價格高達數萬美元,而且只用於航空航天。然而,隨著萬年鐘項目的推進,全陶瓷軸承也越來越普遍。現在也應用於旱冰鞋和指尖陀螺,每個成本僅為10美元。

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Image caption 泰姬陵的牆上有許多財寶,能夠輕易取下,這有利於保護建築本身不被掠奪者破壞(Credit: Getty Images)

取捨

要延長使用壽命,還有一種策略,就是犧牲物體本身的某些屬性。我們在大自然中也看過這樣的例子:受到攻擊的蜥蜴會斷尾逃脫。

有的遺址也有類似的情況。比如埃及帝王谷(Egyptian Valley of Kings)的墓葬中,保存最為完好的雕刻和色彩畫彷彿昨天才完成。盜墓者往往把時間花費在將金器運出墓葬上,並感覺已經將財物搜刮殆盡,把有價值的都挖出來了。然而,墓穴裏的牆面藝術仍然完好無損。這與其它遺址相比是罕見的。

泰姬陵的牆壁上鑲嵌了許多寶石,這也保護了建築本身。搶劫者取出寶石後,會認為已經將這裏的財富竊取完。這給萬年鐘的選址帶來了一個有趣的問題。我們是否也應該弄一個相對容易拿走的「價值層」,萬一被盜,也可以保護萬年鐘不受破壞?

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Image caption 阿富汗意識形態的變革,導致了巴米揚大佛毀滅的悲劇(Credit: Getty Images)

價值觀念與意識形態

建造萬古長存的東西,最大的威脅是人類自己。近年來,僅是因為價值觀或意識形態的衝突,就有人摧毀了世界上最古老的遺跡。其中最讓人心碎的是塔利班摧毀阿富汗的巴米揚大佛(Buddhas of Bamiyan)。再也沒有比佛像更加無害的宗教象徵了,但它卻成了塔利班的威脅,讓他們不惜花費數周將懸崖邊令人驚嘆的文物炸毀。

那麼,如何保護這些價值連城、頗具文化意義的東西,使之不被人所盜、不為人所毀呢?萬年鐘一類事物的建造,最為核心的問題其實正是這個。材料、運作之類的工程問題並不難解決,人類文明才是真正的難題。我們希望的文明,是能夠著眼現在、關心未來的文明。我們希望萬年鐘的建造能打破技術上的壁壘,也能夠提升人們的道德觀。願它能讓我們挑戰自己,成為子孫後代更為優秀的祖先。

羅斯在舊金山的恆今基金會擔任執行董事,萬年鐘是他和同事一起正在做的項目。

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