公元前550年左右的爱琴海东岸,一座名为萨摩斯的岛屿正在经历它历史上最辉煌的时代。统治这座岛屿的是一个名叫波利克拉特斯的暴君,他拥有当时希腊世界最强大的海军,控制着从爱琴海到黑海的贸易要道。他的宫廷里聚集着诗人、艺术家和音乐家,他的船队横行于整个地中海,就连埃及法老都不得不与他结盟。正是在这位野心勃勃的暴君治下,诞生了希罗多德笔下"希腊人建造的最伟大的三项工程"之一——一条穿透整座山体的秘密隧道。

希罗多德在《历史》中这样写道:萨摩斯人建造了三项希腊世界最伟大的工程。第一是一条近一英里长的隧道,八英尺宽、八英尺高,完全穿透了一座九百英尺高的山丘。整条隧道还承载着另一条三十英尺深、三英尺宽的通道,沿着这条通道,丰富的水源通过管道流入城市。这是一位名叫尤帕利诺斯的麦加拉人的作品,他是瑙斯特罗福斯的儿子。

这段简短的记载,成为后世两千年追寻这座古代工程奇迹的唯一线索。

萨摩斯隧道内部

萨摩斯岛位于爱琴海东部,距离小亚细亚海岸仅一英里。在古代,它的地理位置至关重要:任何想要从爱琴海进入黑海的商船都必须经过萨摩斯附近的海域。正是这种战略位置让萨摩斯在公元前6世纪成为了希腊世界最富庶的城邦之一。当波利克拉特斯在公元前535年左右夺取政权时,萨摩斯已经成为了一个海上强权。

波利克拉特斯是一个充满矛盾的人物。希罗多德描述他既是凶猛的战士,又是开明的统治者。他驱逐或处死了许多旧贵族,却赢得了普通民众的支持。他建立了庞大的舰队,据说拥有一百艘配备五十名划船手和十名弓箭手的战船——这是一支在当时足以匹敌任何城邦的海上力量。他与埃及法老阿玛西斯二世结盟,获得了建造这支舰队所需的资金。当他最终在公元前522年被波斯总督奥罗伊斯诱杀并钉上十字架时,他的结局恰如他女儿噩梦中的预言:被宙斯用雨水冲洗,被赫利俄斯用汗水涂抹。

波利克拉特斯

正是在波利克拉特斯统治的鼎盛时期,萨摩斯岛上开始了一项前所未有的大型工程。城市的人口已经超过了本地水源的承载能力,城内的水井和蓄水池无法满足需求。然而,岛上最丰富的水源——阿吉亚德斯泉——却位于城市对面的卡斯卓山另一侧。在和平时期,引水并不困难,只需要建造一条明渠即可。但波利克拉特斯深知,一旦战争爆发,暴露在地面的引水渠道将是敌人切断水源的首要目标。

于是,一个大胆的想法诞生了:建造一条完全隐藏在地下的隧道,将水源秘密引入城市。这不仅是一个工程问题,更是一个战略问题。如果敌人不知道水源从何而来,就无法在围城时切断供水。

古希腊城邦地图

这项工程被委托给了一位来自麦加拉的工程师——尤帕利诺斯。麦加拉位于雅典和科林斯之间,是当时希腊世界重要的工商业城市。尤帕利诺斯这个名字本身就很耐人寻味:在古希腊语中,它的意思是"建造得很好的人"。一些学者怀疑这可能是一个荣誉称号而非真实姓名,但无论如何,这个名字已经永远地与这项工程联系在了一起。

尤帕利诺斯面临的是一个前所未有的挑战。他要建造的是一条长达1036米的隧道,穿越卡斯卓山的基岩。但真正的困难在于:他没有罗盘,没有经纬仪,没有地形测量图,甚至没有成熟的几何学著作可供参考。在公元前6世纪,欧几里得的《几何原本》还要等近三百年才会问世。然而,尤帕利诺斯做出了一个更加大胆的决定:他要从山的两端同时挖掘隧道,让两支工队在山体中央相遇。

这种方法被称为"双向掘进",在古代世界极为罕见。在此之前的唯一一个例子是耶路撒冷的西罗亚隧道,建于公元前700年左右。但西罗亚隧道的方法完全不同:工人们在挖掘过程中可以通过敲击岩石的声音来判断对方的位置,因为他们距离地表很近。而尤帕利诺斯的隧道位于山体深处,这种方法根本不可能实现。

输水道示意图

尤帕利诺斯是如何做到的?

根据现代学者的研究,尤帕利诺斯采用的是一种基于几何学原理的方法。首先,他需要确定隧道两端入口的位置,并确保它们位于同一海拔高度。为此,他可能使用了简单的水平测量工具,沿着山脚绕行,保持相同的高度,直到确定两端入口的位置。

然后,他需要确定隧道的方向。最直接的方法是在山顶测量一条基准线,然后在南北两侧分别延伸出隧道的方向。这条基准线并不一定是隧道的最优路径,但它提供了一个可靠的参照。工人们从南北两端同时向山内挖掘,每隔一段距离就用后视法检查方向是否正确——即回头望向隧道入口,确保没有偏离直线。

这种方法在隧道的前半段运行良好。从南端开始的挖掘完全笔直,前进方向几乎没有偏差。但在北端,事情开始变得复杂。在挖掘了约273米之后,工人们遇到了一个充满水、松软岩石和泥浆的区域。这是古代工程师的噩梦——不稳定的地层随时可能塌方。尤帕利诺斯不得不改变计划,将隧道向西偏转。

这里体现了尤帕利诺斯作为工程师的非凡智慧。他没有简单地让隧道绕过困难区域,而是设计了一个等腰三角形的路线:首先向西偏转22.5度,然后在适当位置再转回原来的方向。这种几何学的精确性表明,他已经掌握了角度测量的技术,能够准确地计算和执行复杂的转向。

但转向带来了新的问题:当两支队伍在山体内部改变方向时,如何确保他们仍然能够相遇?

尤帕利诺斯的解决方案堪称工程史上的神来之笔。当他判断两支队伍已经接近到可以相互听到声音的距离——在这种岩石条件下大约是12米——他让南端的队伍向左偏转约15度,北端的队伍向右偏转同样角度。这样,两条隧道不再平行,而是形成了一个"捕捉窗口",即使之前存在测量误差,两支队伍也必然会在某个点相遇。

这种方法的精妙之处在于:它不需要精确测量整条隧道的长度,只需要在最后阶段创造一个足够大的"相遇区域"。两支队伍在黑暗中向彼此掘进,最终他们在山体中央相遇——不是在一个精确的点上,而是在一个经过精心设计的"捕捉带"内。

当现代考古学家赫尔曼·基恩纳斯特在20世纪70年代对隧道进行详细测量时,他发现两支队伍在垂直方向上的误差只有几分米。考虑到这条隧道是在没有现代测量仪器的情况下建造的,这个精度令人难以置信。

隧道的建造过程本身就是一项艰巨的工程。隧道的高度和宽度大约都是1.8米,足够两名工人同时工作。根据基恩纳斯特的计算,工人每天能够挖掘约12到15厘米的岩石,这意味着整条隧道至少需要八年时间才能完成。考虑到还要挖掘底部的输水通道,整个工程可能持续了十到十五年。

萨摩斯隧道

隧道本身只是整个输水系统的一部分。从水源到隧道北口,有一条长约890米的埋地渠道;从隧道南口到城市,还有另一条约1000米的渠道。整个系统还包括一座蓄水池、多个检查井和两座公共喷泉。

在隧道内部,尤帕利诺斯还设计了一套精密的标记系统。在墙壁上,他留下了许多符号和字母,其中一些明显是用于标记距离的。例如,在西墙上,每隔20.59米就有一个按字母顺序排列的标记——这很可能是尤帕利诺斯使用的基本测量单位,恰好是计划穿过山体距离的五十分之一。

隧道内的输水通道位于主隧道地板下方约3米处,深度从北端的4米逐渐增加到南端的8.5米。每隔约10米就有一个竖井连接主隧道和输水通道,这些竖井最初是为了挖掘输水通道而开凿的,后来成为了检查和维护的通道。水通过一系列陶土管道输送,每节管道长72厘米,直径26厘米,总共有约5000节管道。管道的顶部四分之一被切开,以便清除淤泥和其他杂物。

这条输水系统使用了整整一千一百年。从公元前6世纪到公元7世纪,萨摩斯城的居民依靠这条隐藏在地下的水道获得了稳定的淡水供应。在公元7世纪,隧道的南端被改造成了一个避难所,包括一个收集岩缝滴水的水池。

然后,这条伟大的隧道渐渐被人遗忘。在中世纪的漫长岁月里,它的入口被泥土和植被覆盖,整条隧道充满了淤泥。希罗多德的记载成了唯一证明它曾经存在的证据。

直到19世纪,学者们才开始寻找这座失落的工程奇迹。1853年,法国考古学家维克多·盖兰发现了水源和渠道的起点。1882年,人们开始尝试清理隧道以便重新使用,但这项工作太过艰巨,很快就放弃了。不过,这使德国考古研究所的恩斯特·法布里丘斯有机会对隧道进行初步调查。1884年,他发表了题为《尤帕利诺斯输水道》的研究报告,将这座古代工程奇迹重新介绍给学术界和公众。

完整的发掘工作是在1971年至1973年间由乌尔夫·扬岑领导的。他终于清理了整条充满淤泥的隧道。随后,赫尔曼·基恩纳斯特对隧道进行了详细的地理测量和记录。他的研究成果《萨摩斯岛的尤帕利诺斯输水道》于1995年出版,成为研究这座古代工程的最权威著作。

2017年,美国土木工程师学会将尤帕利诺斯隧道指定为国际历史土木工程地标,肯定了它在工程史上的重要地位。如今,隧道已经向公众开放,游客可以走进这条两千五百年前开凿的黑暗通道,亲身体验古代工程师的伟大成就。

萨摩斯隧道的意义远远超越了一项成功的古代工程。它向我们提出了一个深刻的问题:在没有现代测量工具、没有成熟的数学理论、没有地形图的情况下,古希腊人是如何掌握如此精密的测量技术的?

一些学者认为,尤帕利诺斯可能使用了一种类似于"围绕山顶测量"的方法:沿着山脚测量一条等高线,确定两端入口的位置和高度。另一些学者则认为,他可能使用了更复杂的三角测量方法。无论如何,这项工程证明,早在欧几里得系统化几何学之前,希腊工程师就已经在实践中掌握了大量几何知识。

更有趣的是,在萨摩斯,数学与工程的结合似乎有着深厚的传统。就在隧道建造前后不久,萨摩斯诞生了一位改变人类思想史的人物——毕达哥拉斯。据说毕达哥拉斯在年轻时曾离开萨摩斯,原因正是波利克拉特斯的暴政。他后来在意大利南部的克罗顿创立了自己的学派。毕达哥拉斯学派对数学的痴迷是否与萨摩斯的工程传统有关?这是一个令人遐想的问题。

萨摩斯隧道的成功还告诉我们,古代世界的工程能力远比我们想象的更加先进。我们往往倾向于认为,没有现代科技就无法完成复杂的工程项目。但尤帕利诺斯用事实证明,人类的智慧和创造力可以弥补工具的不足。他不仅完成了在黑暗中让两支队伍相遇的壮举,而且还在遇到地质困难时灵活地调整方案,最终确保了工程的成功。

当然,这项工程的成功也付出了代价。在狭窄的隧道中,工人们每天用简单的工具凿开坚硬的岩石,呼吸着浑浊的空气,忍受着黑暗和潮湿。八年甚至更长的时间里,有多少人在这个地下世界失去了健康甚至生命?我们永远不会知道。但正是这些无名工人的血汗,铸就了这座跨越两千五百年的工程丰碑。

希罗多德将萨摩斯隧道、萨摩斯港口的防波堤和赫拉神庙并列为"希腊人建造的最伟大的三项工程"。今天,防波堤早已消失在海浪中,宏伟的赫拉神庙只剩下一根孤独的石柱,唯有这条隐藏在山体内部的隧道,几乎完好无损地保存到了今天。它以一种沉默的方式,诉说着古代工程师的智慧、勇气和执着。

当我们今天站在隧道的入口,凝视着延伸向黑暗深处的石壁,我们看到的不仅仅是一项古代工程的遗迹,更是人类智慧的永恒见证。在两千年后的未来,当我们的摩天大楼和大桥都已化为尘土,或许也会有某个类似的地下工程,默默地告诉那时的人们:我们的祖先,曾经如此伟大。


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