比萨塔为何斜而不倒

位于罗马式大教堂后面的意大利比萨斜塔修建于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。钟楼的倾斜问题几个世纪以来一直吸引着游客、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,一些事实逐渐浮出水面：比萨斜塔在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日幵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，它也会因独特的白色闪光的中世纪建筑风格成为欧洲最值得关注的钟楼之一。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，刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离。

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，它们并没宥响过。比萨斜塔之所以倾斜，是因为它地基下面土层的特殊性。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层，各种软质粉土的沉积物和非常软的黏土相间形成，而在深约一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芙观，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。在建造的第一阶段第三层结束时，钟塔向北倾斜约1/4°，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°，1360年建造顶层钟房时增加到1.6°。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°。1550年GiorgioVasari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。

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Alessandrodellagherardesca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，揭示圆柱柱础和地基台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，甚至出现地下水涌入的现象。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，建立在像海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。

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。

直到现在，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600吨重的铅块，并使用钢丝绳从斜搭的腰部向北侧拽住，随后抽走斜塔北侧70吨泥土，使塔身向北侧回来一点。

1990年，由于倾斜过于厉害，比萨斜塔濒临倒塌的边缘，内部结构也变得松动，曾停止向游客开放。专家认为，如果不采取措施的话，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，他推测，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并不完全认可他的符法，他们认为只按数学方式推算是不可取的，比萨斜塔是“一个由多种事实交织成的综合性问题”。

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。

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