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第16章 比萨斜塔之谜

意大利境内有许多的塔,可是有些塔却跟其他的塔不一样,并不是垂直于地面,而是向地面倾斜的,这种塔叫做斜塔。其中有一座塔举世闻名,人们都叫它比萨斜塔。

这座举世闻名的塔坐落于意大利西北部的比萨市,比萨斜塔的名字由此而来。

为什么比萨斜塔能从意大利众多的斜塔中脱颖而出呢?这就要说到著名科学家伽利略的斜塔实验了。

1590年的一天,比萨大学的讲师伽利略沿着塔内的294级螺旋状阶梯登上比萨斜塔,扔下两个重量相差10倍的铜球。这两个同时从40多米高度落下并且同时着地的铜球否定了统治世界物理学界1000多年的亚里士多德“不同重量下落速度不同”的理论,震惊了整个世界。从那个时候起,比萨斜塔就闻名于世了。

这座闻名于世的斜塔始建于1174年8月9日,塔身用大理石修成,塔高54.5米,总重达十几万吨。塔身共分8层,塔直径为16米,一共有213个拱门。每层外面都有柱廊,塔内有螺旋式楼梯直通塔顶,顶层挂有大钟。1174年8月9日,钟楼奠基。当第三层完工的时候,人们发现塔体略有倾斜,原来是基础沉陷不均匀造成的。后来的工程师皮萨诺在续建时将下陷一侧的楼层加高,想促使塔体正直,结果反而使得塔基沉陷得更加严重。沉陷造成的塔身倾斜问题使修建工作多次停工又复工,最后只好在倾斜的状态下修建完工,这时,离奠基的时间已经有170多年了。1350年建成的时候,塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米。更奇怪的是,它每年都在以不同的速度不断倾斜着,至今已偏离垂直中心线近5米。

为了矫正这座塔的倾斜,人们绞尽了脑汁。

1550年,建筑师瓦萨里加固了塔的地基,竟然使斜塔奇迹般地稳定了上百年。遗憾的是后来斜塔又恢复了一年倾斜1毫米多的速度。

19世纪初,比萨市的水文工程师决策失误,竟然打算用水泵抽取塔底的地下水来制止倾斜。结果事与愿违,因为这种做法破坏了地下结构,斜塔从1817年开始了更大幅度的倾斜。后来,人们又在1838年对塔基进行了防水处理,结果又让这座斜塔开始向不同方向无规律倾斜,一年后才逐渐稳定下来,恢复到向原方向每年倾斜1毫米多的速度。

1973年,比萨全城实施紧急措施,政府下令关闭了所有私人水井,目的是制止地下水位继续下降。而这个措施竟然让斜塔停止了倾斜的趋势,稳定不动并且一直维持到1975年。

1990年初,比萨斜塔停止接待游客,进行维修加固工程。控制沉降小组的专家用18根钢缆绳将底层檐口箍起来,把底座与地基牢牢固定在一起,又在石基座上加了一个钢筋混凝土的壳状物,往北侧上翘的地基内灌注了600吨铅液,用以平衡南侧的力量。到1993年底,这个工程取得的效果令人欣喜:比萨斜塔的塔身不仅未再倾斜,而且向北侧矫正了4毫米。

这可真是奇怪的事!可是,斜塔为什么会倾斜呢?这个问题引起了许多人的兴趣,很多学者进行了研究,于是出现了各种各样的说法。

是不是因为当时选择造塔的地址不对,或者是当时的施工队对地基的处理有问题呢?有人这样说。1934年,比萨市市政当局采纳了这种说法,将90吨水泥注入地基中,可是奇怪的是,这样做却加快了比萨斜塔的倾斜速度。

还有一些稀奇古怪的方案,例如有人建议把上面的三层全部拆掉,这样可以减轻斜塔本身的重量;也有人说,把塔基的土壤冻结用来防止地基下沉;还有人说在斜塔的南方安装一个巨型风扇,向北吹风,使斜塔不再倾斜……

有的学者预测,如果找不到一种更加有效的保护措施,按照每年1.1毫米的倾斜速度计算,到2150年,比萨斜塔就要因为失去平衡而倒塌。也有的学者认为,这座塔的倾斜是意大利的建筑师故意这么做的,用它来显示自己建筑技艺的高超,只是后人不知道其中的奥妙罢了,用不着大惊小怪。

比萨斜塔倾斜的原因到底是什么?它最终会倒塌,还是仅仅围绕垂直中心线来回“摇晃”?只有让时间来作出回答了。

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