比萨斜塔为什么是倾斜的（比萨斜塔为何斜而不倒）

比萨斜塔，因为它的倾斜而闻名欧洲，近代又随着伽利略自由落体实验和自然科学一起传遍了世界。那么，为何这座倾斜的建筑物能够伫立一千年而不倒呢？

罗马大教堂

位于罗马大教堂后面的意大利比萨斜塔始建于1173年，由著名的建筑师那诺•皮萨诺主持建造，是比萨城的标志。毫无疑问，比萨斜塔是建筑史上的一座重要建筑。在发生严重的倾斜之前，它大胆的圆形建筑设计已经向世人展现了它的独创性。在更早年间的意大利钟楼中，拉文纳、托斯卡纳和翁布里亚都是采用圆形地基，而比萨钟楼独立于这些原型，在借鉴前人建筑经验的基础上，独立设计并对圆形建筑加以发展，进而形成了具有独特比萨风格的建筑模型。

神奇的比萨斜塔

钟楼的倾斜问题几个世纪以来直吸引着游客、艺术家以及学者的关注。专家们曾经各持己见，有的认为这是建造过程中无法预料和避免的地面沉累效应的结果，而有的认为这是建筑师有意为之。20世纪以来，随着对比萨斜塔越来越精确的测量，使用各种先进设备对地基土层进行的深人勘测，以及对历史档案的研究，些事实逐渐浮出水面比萨斜塔任最初的设计中本应是垂直的建筑，但是在建造初期就开始偏离了正确位置。

1173年8月9日开始建造的比萨教堂钟楼的设计是垂直竖立的，建造完成后共有八层，高54.8米，即使后来不会倾斜，它也会区因独特的白色闪光的中世纪建筑风格M 6成为欧洲最值得关注的钟楼之。1185年，当钟楼兴建到第四层时，钟楼已经倾斜，偏向东南方，工程因此暂停。1231年，工程继续，建造者采取各种措施修正倾斜，刻意将钟楼层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离。

与比萨斜塔处在同一建筑群的建筑

1278年,进展到第七层的时候，塔身不再呈直线，而是为凹形,工程再次暂停。

1360年，钟楼被停滞了一个多世纪，最终决定继续建造。并作了一次重要的修正。1372年摆放钟的顶层完工。高54米的8层钟楼上悬挂着七口钟，但因为倾斜危险，它们并没有响过。比萨斜塔之所以倾斜，是因为它地基下面土层的特殊性。比萨斜塔下有好儿层不同材质的土层，各种软质粉土的沉积物和非常软的黏土相间形成，而在深约米的地方则是地下水层。在对地基土层成分进行观测后得出了这样的结论。而最新的挖掘表明，钟楼的土质在建造时就已经液化和下沉，因为它建造在海岸边缘。这个错误是可以避免的，只要设计师能稍稍多费些心思，只要负责施工的工匠们不仅仅注意塔身的美观，不仅仅沉湎于罗马式建筑的空间想象中。如果在斜塔建好三层之后因发现塔身已经倾斜而从此停工，永远废弃，人们大概就不能见到今日斜塔的奇观了。幸运的是，我们有一位勇敢而富于挑战的建筑师托马素成功地完成了这一巨作。比萨斜塔的倾斜并不是一簇集成的，据现有文字记载，它和它地基下方的土层是达到了某种程度的平衡的。在建造的第-阶段第三层结束时，钟塔向北倾斜约1/4度， 在第二阶段由于纠偏过度，1278年第7层完成时反而向南倾斜0.6度，1360年建造顶层钟房时增加到1.6度。1817年两位英国学者Cresy 和Taylor用铅垂线测量倾斜，那时的结果是5度。1550 年Gior-gio Vasari 的勘测与1817年Cresy和Taylor的勘测之间相隔267年，倾斜仅增加了5厘米。正是因为倾斜程度不高，倾斜速度缓慢，人们并没有过于关注。

图为伽利略，自由落体实验的实践者

而1838年的一次工程导致了比萨斜塔突然加速倾斜，人们不得不采取紧急维护措施。当时建筑师Alessandro della Gherar-desca在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘，以探究地基的形态，揭示圆柱柱础和地ONM6阶是否与设想的相同。而这一举动使塔失去了原有的平衡，使倾斜加剧了20厘米，甚至出现地下水涌人的现象。1838 年，工程结束以后，比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年，然后之后又趋于平衡，减少到每年倾斜约一毫米。

1911年展开了精确测量，量出钟塔的倾斜度每年都在不断地持续增加,从20世纪30年代中期开始，倾斜的速率已经加倍。到了1990年，倾斜的速率相当于塔顶每年高达1.5厘米的水平位移。这时，许多人开始为之担忧。下面一段话精确描述了比萨斜塔的岌岌可危：“想象一座高塔,建立在像绵橡胶这样柔软的材质上，缓慢且无情地日渐倾斜将要倒塌的地步。此外，高塔的砖石结构也非常脆弱，随着倾斜度日益增加，产生的应力已经逼近砖石的强度，随时可能应声而倒。若在倾斜那一侧的地基灌浆或加固，恐怕导致高塔倾覆，然而利用缆索支撑或牵引，则可能会令砖石崩溃。”迄今为止,政府和有关专家都在想尽办法不断矫正斜塔，以挽救斜塔倾倒的命运。

自由落体实验示意图

然而，事实总是不尽如人意，这反而使得倾斜度大幅增加。例如，1934年曾利用灌浆的方法强化地基砖石，结果使得钟塔塔顶突然向南移动将近10厘米；20世纪70年代从下层沙土抽地下水，又让斜塔再移动12厘米。人们看出斜塔很容易失去平衡，故而不敢再对其大动手脚。随着科学技术的发展和政府的投入，进入20世纪以后,对比萨斜塔维护的研究工作有了进展，专家成立委员会评估任何一个可能导致倾斜加剧的可能性，并研究阻止继续倾斜直至逆转倾斜的方法。

直至现在，为了防止斜塔继续向南倾斜，工程人员在斜塔北侧的塔基下放置了记 600吨重的铅块，并使用钢丝绳从斜塔的腰座部向北侧拽住，随后抽走斜塔北侧70吨泥修土，使塔身向北侧回来一点。

1990年，由于倾斜过于厉害，比萨斜塔爆中濒临倒塌的边缘，内部结构也变得松动，曾杖停止向游客开放。专家认为，如果不采取电措施的话，比萨斜塔可能会在2030年至2040年间倒塌，政府再一次被迫整修。经过12年的修缮，耗资约2500万美元，斜塔被扶正44厘米，基本达到了预期的效果。有关专家认为，只要没有大的自然灾害发生300年内斜塔会屹立不倒。盖里教授常年从事观测该塔的倾斜速度，他推则，斜塔将于250年后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。 但是比萨斜塔服务局的有关人员非不不完全认可他的看法，他们认为只按数学广方式推算是不可取的，比萨斜塔是“一个中多种事实交织成的综合性问题”。

比萨斜塔夜景

另一些研究者调查发现，比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜，尔后又转向南倾斜，他们认为该塔在过去几百年间斜而不倒，不能仅依靠假设和推测来看待斜塔的倾斜。面对不断倾斜的比萨斜塔，“矫正手术”能否挽救它的命运，没有人给予肯定。看来斜塔还要“斜”下去，继续保持它那神奇的魅力。从1173年开始建造至今，比萨斜塔的倾斜和它具有的美丽一直备受关注，也正是这种“斜而不倒”的奇特现象，使比萨斜塔闻名遐迩，成为著名的游览胜地。