چگونه مي‌توان سازه‌اي ساخت كه ۱۰ هزار سال دوام بياورد؟
الكساندر رز و تيمي از مهندسين در مؤسسه‌ي لانگ نو در حال ساخت ساعتي در بيابان‌هاي تگزاس هستند كه ده هزار سال دوام خواهد آورد. رز مي‌گويد بزرگ‌ترين درسي كه از طراحي گرفته است، طول عمر و دوام بالا است. رز طي سفرش به ژاپن، با شصت و ششمين دوره‌ي آيين‌هاي مذهبي روبه‌رو شد كه بيش از ۱۳ قرن دوام آورده است. در اين آيين، گروهي از راهبان شينتو به رهبري شاهزاده ماساكو، گنجينه‌هايي را از معبدي قديمي به معبدي جديد منتقل مي‌كنند.
راهبان معبد ايسه، از قرن هفتم، هر بيست سال يك بار به بازسازي معبد بزرگ جينگو با چوب و كاه مي‌پردازند. به‌عنوان بخشي از آيين شينتو اين كار باعث مي‌شود سازه‌ها حتي با وجود مصالح نسبتا بي‌دوام استحكام خود را حفظ كنند و از طرفي روش ساخت معبد به نسل بعدي راهبان منتقل مي‌شود.
ژاپن منبع تجارت‌خانه‌هاي قديمي دنيا است و علاقه به حفظ بناها باعث شده سازه‌ها نزديك به هزار سال دوام بياورند؛ اما در سراسر جهان معماري‌هاي بادوام مشابهي وجود دارد كه مي‌توان درس‌هاي زيادي از آن‌ها گرفت.
مقبره‌ي بزرگ ايسه در ژاپن. در اين مقبره ساختمان‌ها هر دو دهه يك بار بازسازي مي‌شوند
رز و دني هيليس دانشمند كامپيوتر به همراه گروهي از مهندسان از مؤسسه‌ي لانگ ناو، از بيست سال گذشته روي ساخت ساعتي ده‌هزارساله در مقياس بنايي تاريخي كار مي‌كنند كه نمادي از تفكر طولاني‌مدت است. ايده‌ي اصلي، ساخت بنايي تأثيرگذار و بزرگ از انديشه متخصصين مقياس و زمان است؛ به‌طوري‌كه وقتي مخاطب دربرابر آن مي‌ايستد، چشم‌انداز طولاني‌مدتي را از آينده تصور كند.
براي مثال فرض كنيد براي حل اشكالات اقليمي فقط پنج سال زمان داريد، حتي اگر بدانيد از كجا كار خود را شروع كنيد اين بازه‌ي زماني كاملا غيرمنطقي است؛ اما اگر بازه‌ي زماني را تا ۵۰۰ سال افزايش دهيد، حتي اشكالات غيرممكن هم به انديشه متخصصين قابل‌حل مي‌رسند.
براي ساخت يك ماشين ده‌هزارساله در ابتدا بايد به مطالعه‌ي سازه‌ها و دليل دوام آن‌ها در طول تاريخ پرداخت. مي‌توان سرعت عملكرد ساعت را به قدري كند كرد كه تعداد ضربانش در بازه‌ي ده هزار سال برابر با تعداد ضربان آن در طي عمر متوسط انسان باشد؛ اما اين تنها بخشي از راه‌حل است و براي مصالح و مكان ساخت چه چاره‌اي بايد انديشيد؟
رز در طول بيست سال به مطالعه دوام سازه‌ها و سيستم‌هاي مختلف پرداخت و بسياري از آن‌ها را از نزديك ديد. بسياري از بناها به دلايلي ساده مثل گم شدن يا مدفون شدن از گزند عوامل مختلف مصون مانده‌اند برخي ديگر هم به دليلي مثل سنگيني زياد و گروهي به‌دليل استراتژي‌هاي دقيق‌تر محافظتي دوام آورده‌اند.
تعداد كمي از اشيا يا سازه‌هاي ساخت انسان، بيش از چند قرن دوام آورده‌اند. حتي داستان‌ها، افسانه‌ها، مذهب‌ها، آداب و رسوم متداول و همچنين سازه‌ها و مصنوعات ديگر هم همين‌قدر دوام آورده‌اند. اغلب اشياء با هدف طول عمر بالا ساخته نشدند بلكه كاملا اتفاقي در طي قرن‌ها جان سالم به در برده‌اند.
سازه‌هاي جديد‌تر مثل انبار ضايعات هسته‌اي، منابع شجره‌شناسي و خزانه‌هاي بذر طوري طراحي شده‌اند تا چند هزار سال (حتي صدها هزار سال) دوام بياورند. از گذشته و حال مي‌توان درس‌هاي زيادي گرفت. درس‌هايي كه از علوم مادي و مهندسي تا مباحث ايدئولوژيك متغير هستند. در ادامه به نكاتي كه بر دوام سازه‌ها تأثير مي‌گذارند اشاره شده است.
پيدا و پنهان
بعضي از منحصربه‌فردترين اشيا و سازه‌هاي تاريخي به شكل كاملا تصادفي و به دلايلي مثل گم شدن و سپس پيدا شدن در زمان مناسب از گزند عوامل مختلف در امان مانده‌اند. براي مثال اگر طومارهاي درياي مرده، سنگ رزتا و ماشين آنتيكيترا گم نمي‌شدند، شايد تاكنون نابود شده بودند. ماشين آنتيكيترا نوعي ساعت نجومي است كه تا چند قرن جلوتر از زمان خود را نمايش مي‌دهد. اين ساعت در يك كشتي غرق‌شده نزديك به آنتيكتراي يونان كشف شد.
هيچ دستگاه مشابهي مربوط‌به آن دوران كشف نشده است. اين سازه‌ي منحصربه‌فرد محصول كار و درك انسان از چرخ‌دنده‌ها و رويدادهاي نجومي است و اصول مكانيكي آن تا ۱۳۰۰ سال بعد يعني در اروپاي قرون‌وسطا ديده نشده است. از طرفي يكي از دلايل ديگر منحصربه‌فرد بودن اين ماشين، تكرار زيادي است كه در ساخت آن ديده مي‌شود. قطعا تنها دليل بقاي اين سازه، گم شدن آن بوده است. اين ماشين حتي پس از كشف هم در محفظه‌اي نگه‌داري مي‌شد تا اينكه طي مطالعه‌هاي اشعه‌ي ايكس به پيچيدگي و عملكرد آن به‌عنوان يك مدل ستاره‌شناسي پي بردند.
مكانيزم آنتيكيترا، ماشين مكانيكي باستاني از قرن دوم پيش از ميلاد
در اينجا درس ديگري از ماشين آنتيكيترا مي‌توان گفت: مكانيكي از انديشه متخصصين خودمستندسازي براي باستان‌شناسان آينده بهتر از وسايل الكترونيكي عمل مي‌كنند. فرض كنيد، باستان شناسان آينده پس از ۲۰۰۰ سال، دستگاه الكترونيكي مدرني را در اعماق مديترانه پيدا كنند.
شناسايي كاركرد دستگاه از روي مدارهاي سيليكون آن تقريبا غيرممكن است. به همين دليل رز ساختار مكانيكي را براي پروژه‌ي ساعت ده‌هزارساله انتخاب كرده است. حتي اگر تنها بخش‌هايي از اين ساعت به مدت ۱۰ هزار سال دوام بياورند، متخصص كارشناسان آينده مي‌توانند هدف آن را حدس بزنند و در صورت نياز به تعمير آن بپردازند.
مناطق دورافتاده
شهرها براساس رونق فعاليت تعريف مي‌شوند. خود شهرها به‌عنوان يك موجوديت مي‌توانند تا ۱۰۰۰ سال هم پابرجا و پررونق باقي بمانند اما محتواي شهرها ممكن است با گذشت هر دهه تغيير كند و به‌طوركلي جايگزين شود. به ازاي هر كدام از سازه‌هاي شهري كه بيش از هزار سال دوام آورده‌اند، تعداد بي‌شماري سازه وجود دارد كه به دلايلي مثل جنگ، تغييرات شهري يا رويدادهاي تصادفي از بين رفته‌اند. مناطق دورافتاده فرصت بيشتري براي بقاي طولاني‌مدت دارند. مناطقي ديدني مانند پترا و ماچو پيچو به‌دليل دورافتادگي از شهرهاي مدرن از آسيب‌ها درامان مانده‌اند.
خزانه‌ي جهاني بذر سوالبارد، داخل يك كوه بنا شده است و به‌سختي مي‌توان به بازديد از آن پرداخت
دورافتادگي مي‌تواند وجهه‌اي اسطوره‌اي به يك بنا بدهد. رز سال‌ها پيش به خزانه‌ي جهاني بذر در سوالبارد سفر كرد. اين منطقه شمالي‌ترين منطقه‌ي قابل سكونت روي كره‌ي زمين است كه در عرض جغرافيايي ۷۸ درجه قرار گرفته است. اين خزانه به‌گونه‌اي طراحي شده است كه به‌عنوان منبعي همراه براي غلات سراسر جهان تا ۱۰۰۰ سال دوام مي‌آورد.
گرچه در طول ساخت طراحان تصور نمي‌كردند اين منطقه به مكان جذابي براي دنيا تبديل شود. اين بنا با هدف بازديد عمومي طراحي نشده و بسياري از افراد عالي‌رتبه از سراسر جهان كه به اين نقطه سفر كرده‌اند، تنها موفق به بازديد از فضاي بيروني آن شده‌اند. اين خزانه، معمولا دو بار در سال براي ذخيره‌ي غلات باز مي‌شود. سفر رز هم مصادف با يكي از اين دفعات بود. او در ميان اسامي اعزامي به اين منطقه نام افرادي مثل جيمي كارتر و بان كي مون را مشاهده كرد و متوجه شد دورافتادگي اين خزانه، عامل جذابيت آن براي دنياي بيروني است.
دورافتادگي مي‌تواند وجهه‌اي جذاب و اسطوره‌اي به سازه بدهد
دسترسي به مناطق دورافتاده نيازمند زمان و هدف است. براي سفر به مقصدي مشخص بايد زمان رسيدن به مقصد و بازگشت از آن را در انديشه متخصصين گرفت. رز و همكاران او براي ساخت پروژه‌ي ساعت ۱۰ هزارساله زميني در غرب تگزاس را انتخاب كرده‌اند كه چندين ساعت از فرودگاه فاصله دارد و از نقطه‌اي به بعد با يك روز پياده‌روي مي‌توان به آن رسيد.
ازآنجاكه هدف ساخت اين ساعت تغيير انديشه متخصصينات افراد نسبت به زمان است، مردم براي بازديد از اين مكان دورافتاده بايد به پيش‌بيني و پردازش زمان بپردازند و به‌اين‌ترتيب انزواي اين پروژه به‌اندازه‌ي حافظت از آن به يكي از وجهه‌هاي اسطوره‌ي آن تبديل مي‌شود.
زير زمين
بسياري از قديمي‌ترين سازه‌ها سال‌ها زير زمين مدفون بوده‌اند. محيط زيرزميني از آن‌ها دربرابر نور خورشيد محافظت مي‌كند و دما را ثابت نگه مي‌دارد. افزايش و كاهش دما روند اكسايش و كهنه‌سازي را افزايش مي‌دهد. يكي از تست‌هاي سالخوردگي مواد براساس چرخه‌ي كاهش و افزايش دما اجرا مي‌شود (تأثيرات شيميايي در درجه‌ي دوم قرار مي‌گيرند).
مقبره‌هاي پُرتزئين لوكسور مصر، نقاشي‌هاي ديواري مجموعه غارهاي لاسكو در دوردون، جنوب غربي فرانسه و حتي آثار ظريفي مثل تومارهاي درياي مرده همه هزاران سال زير زمين مدفون بوده‌اند؛ بنابراين عجيب نيست انبارهاي محافظتي مدرني مثل خزانه‌ي جهاني بذر و انبار ضايعات هسته‌اي همه زير سطح زمين ساخته شده‌اند.
بخش‌هايي از نصب ساعت ده‌هزار ساله
بااين‌حال يكي از معايب حفاظت از آثار در زيرزمين نفوذ آب است. رز كه به بازديد از مكان ضايعات هسته‌اي در ايالات‌متحده و اروپا، خزانه‌ي جهاني بذر و مجموعه‌ي شجره‌شناسي مورمون‌ها پرداخته است در تمام نمونه‌ها شاهد تلاش‌هايي براي دور نگه‌داشتن آب بوده است. در طي صدها و هزاران سال، آب راه خود را به داخل اين مخازن پيدا مي‌كند. تنها زماني مي‌توان از ورود آب جلوگيري كرد كه به‌جاي مسدود كردن، مسير آن را تغيير داد. شاليزارهاي برنج آسيايي نمونه‌اي از تأثير هدايت دقيق آب در طول هزاران سال هستند.
هدف ساخت ساعت ده‌هزار ساله زير زمين نه‌تنها حفاظت از آن بلكه حفظ زمان است. تغيير دما باعث انبساط و انقباض فلز مي‌شوند بنابراين براي ثابت نگه‌داشتن طول سازه‌هايي مثل پاندول ساعت و بنابراين حفظ نظم زمان بايد از طرح‌هاي هوشمندانه‌اي استفاده كرد. هرچقدر ساعت مكانيكي با تغيير دماي كمتري روبه‌رو شود، عملكرد آن دقيق‌تر خواهد بود.
از طرفي با وجود اشكالاتي مثل نفوذ آب، رز بايد هوشمندانه تصميم مي‌گرفت. به همين دليل براي حداقل‌سازي زه و جمع‌شدن آب، نقطه‌اي در بالاي كوه را براي ساخت ساعت انتخاب كرد. باوجوداين هنوز هم احتمال ورود آب به داخل آن وجود دارد.
آن‌ها براي حل اين اشكال، سعي كردند جهت سطوح زيرزميني را تغيير دهند و مطمئن شوند آب در هيچ نقطه‌اي به دام نمي‌افتد و مي‌تواند از قسمت پائين محل ساعت به خارج هدايت شود؛ بنابراين شايد نتوان آب را متوقف كرد اما مي‌توان آن را به مسير ديگري هدايت كرد.
مصالح
يكي از دانشمندان در مورد ساخت مصالح بادوام و چندهزار ساله مي‌گويد: همه‌چيز در حال سوختن است، منتها با نسبت‌هاي متفاوت. براساس اين تعريف سالخوردگي يا كهنه‌شدن اشياء درست مثل زنگ زدن آهن، همان فرايند اكسايش است. وقتي مباحثه مصالحي بادوام و چندهزارساله مطرح مي‌شود، اغلب افراد سنگ يا فلزهاي گران‌بها مثل طلا را مثال مي‌زنند زيرا اين مواد به‌راحتي با اكسيژن واكنش نمي‌دهند؛ اما مانند موميايي‌هاي مصري در صورت استفاده از روش‌هاي حفاظتي صحيح در محيط‌هاي شيميايي حتي مي‌توان دوام بدن را هم افزايش داد. مدتي پيش در ارمنستان كفشي چرمي با قدمت ۵۵۰۰ سال كشف شد.
اغلب اوقات طول عمر مواد به محيط آن‌ها وابسته است نه جنسي كه دارند. براي مثال كفش چرمي ارمني در غاري دفن شده بود و با عايقي از مدفوع گوسفند پوشيده شده بود بنابراين دليل دوام آن محيط غيرهوازي با دماي پايدار بوده است.
كفش پوستي ۵۵۰۰ ساله كه گفته مي‌شود قديمي‌ترين كفش چرمي جهان است
اما توانايي كنترل محيط براي افزايش دوام اشيا و حفظ آن‌ها به مدت هزاران سال محدود است. مردم همان اكسيژني را تنفس مي‌كنند كه منجر به زوال اشياء مي‌شود. گردوغبار روي لباس‌ها و چربي روي پوستشان را مي‌پوشاند؛ بنابراين لازمه‌ي ساخت ماشين ده‌هزار ساله، مصالح بادوام است.
به‌عنوان‌مثال رز براي ساخت ساعت از بهترين نوع ياتاقان استفاده كرده است (ياتاقان نوعي قطعه‌ي مكانيكي است كه حركت نسبي به حركت دلخواه محدود مي‌كند و اصطكاك بين اجزاي متحرك را كاهش مي‌دهد). تمام بخش‌هاي چرخان اين ساعت به يك نوع سطح ياتاقان نياز دارند كه بتوانند با كمترين اصطكاك به كار خود ادامه دهند.
اغلب اوقات طول عمر مواد به محيط آن‌ها وابسته است نه جنسي كه دارند
بااين‌حال، ياتاقان‌هاي قديمي اشكالات متعددي دارند و معمولا از يك رديف توپ‌هاي فولادي سخت تشكيل شده‌اند كه بين شيارهايي به نام قاب ياتاقان قرار مي‌گيرند. فولاد يا حتي فولاد ضدزنگ وقتي مدت طولاني كنار هم بمانند به يكديگر جوش مي‌خورند و درصورتي‌كه ظرفيت الكتريكي دو فلز متفاوت باشند، دچار خوردگي گالوانيكي مي‌شوند.
براي مثال اگر سكه‌اي را سطح فلزي ديگري رها كنيد دچار پوسيدگي مي‌شود. علاوه‌بر اين، ياتاقان‌هاي معمولي به روغن‌كاري و مراقبت منظم نياز دارد و همين مراقبت‌ها مي‌توانند ميزان كثيفي را افزايش دهند. رز در طول ۲۰ سال كار روي ياتاقان‌ها به راه‌حل خوبي رسيد. او مي‌گويد:
در ماهواره‌ها و فضاپيماها از ياتاقان‌هاي سراميكي استفاده مي‌شود. ياتاقان‌هايي كه از سراميك‌هاي صنعتي سخت نزديك به الماس ساخته مي‌شوند در خلاء به‌خوبي كار مي‌كنند و نيازي به روغن‌كاري ندارند.
اما رز ۲۰ سال پيش با يك اشكال بزرگ روبه‌رو بود: هزينه‌ي ياتاقان‌هاي سراميكي در آن زمان به ده‌ها هزار دلار مي‌رسيد و فقط در صنعت هوافضا متخصصد داشت. ياتاقان‌هاي سراميكي در طول ۲۰ سال گذشته به‌مرور بيشتر رواج پيدا كردند و حالا تقريبا همه‌جا مثل اسكيت‌ها و اسپينرهاي آرام‌بخش با ارزش تقريبي ده دلار پيدا مي‌شوند.
قرباني كردن
يكي از هيجان‌انگيزترين استراتژي‌هاي رز براي افزايش دوام اشياء، قرباني كردن بخشي از شيء است. براي مثال در طبيعت، وقتي مارمولك‌ها موردحمله قرار مي‌گيرند دم خود را مي‌كَنند تا بتوانند به‌راحتي از دست دشمن فرار كنند.
تزيينات قابل‌حذف ديوارهاي تاج‌محل هم به حفظ ساختار اصلي آن از چنگال غارتگران كمك كرده است
بعضي نقاط مثل مقبره‌هاي دره‌ي پادشاهان مصر از چنين كيفيتي برخوردار هستند در اين نقاط مي‌توان بهترين نمونه‌هاي حكاكي و ظاهر رنگارنگ را پيدا كرد كه گويي ساختشان همين ديروز به پايان رسيده است. غارتگران تصور مي‌كردند با سرقت اشياي ارزشي و طلا، اين مقبره‌ها ديگر ارزشي ندارند ولي هنر ارزشمند ديواري مقبره‌ها دست‌نخورده باقي مانده كه در نوع خود نادر است.
ديوارهاي تاج‌محل هم زماني با سنگ‌هاي گران‌بها تزيين شده بودند و غارتگران تصور مي‌كردند با سرقت اين جواهرات تاج‌محل را بي‌ارزش كرده‌اند اما برخلاف تصور آن‌ها ارزش اين بنا به قوت خود باقي ماند. باتوجه‌به اين نمونه‌ها سؤال جذابي در رابطه با ساخت ساعت مطرح مي‌شود. آيا لازم است لايه‌اي ارزشمند و قابل‌حذف روي ساعت گذاشت و به‌اين‌ترتيب از سرقت ساير قسمت‌هاي آن جلوگيري كرد؟
ارزش و ايدئولوژي
آخرين و بزرگ‌ترين خطر براي ساخت هر شيء يا سازه‌ي بادوامي خود انسان‌ها هستند. در سال‌هاي اخير بسياري از بناهاي قديمي دنيا به‌دليل وجود ارزش‌ها و ايدئولوژي‌هاي متضاد نابود شدند. يكي از ناراحت‌كننده‌ترين تخريب‌ها، تخريب بوداي باميان افغانستان به دست طالبان بود. به‌سختي مي‌توان تصور كرد كه نماد مذهبي بي‌ضرري مثل بودا تا چه اندازه مي‌توانست طالبان را تهديد كند كه چند هفته براي نابودي آن زمان صرف كردند.
تغييرات سياسي ايدئولوژيك در افغانستان منجر به خرابي اندوه‌بار باميان شد
اما چگونه مي‌توان نماد فرهنگي و ارزشمندي ساخت كه در برهه‌اي از زمان به سرقت نرود يا نابود نشود؟ اين سؤالي است كه هنگام ساخت ساعت ۱۰ هزارساله مطرح مي‌شود. پاسخ به اين سؤال ديگر به مهندسي مصالح و عملكرد آن‌ها وابسته نيست بلكه وابسته به تمدن و ارزشي است كه براي حال و آينده‌ي خود ارزش قائل مي‌شوند. ساخت چنين بناهايي مي‌تواند انسان را نه‌تنها از انديشه متخصصين متخصص و تخصصي بلكه از انديشه متخصصين اخلاقي هم به چالش بكشد و او را به اجداد بهتري براي آيندگان تبديل كند.
هم انديشي ها