驰名遐迩的比萨斜塔为何斜而不倒
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著名的比萨斜塔是比萨城的象征。它坐落在意大利比萨的奇迹广场上，位于罗马式大教堂的右侧。它与大教堂、洗礼堂和墓地一起构成了比萨的“奇迹区”。
比萨斜塔是大教堂的钟楼。它是一个直径16米的圆形塔楼，有8层，每层都被一个拱廊环绕。这座塔以一种引人注目的倾向，似乎在宣告众所周知的力学定律根本不适合它...
数据过滤=“过滤”比萨斜塔
伽利略的自由落体实验
1590年的一天，比萨大学25岁的教授伽利略正在进行一项史无前例的科学实验。比萨大学的学生、老师和路人带着期待和怀疑的目光注视着将要发生的事情。伽利略发出信号时，一个重10磅、重1磅的铁球同时从塔顶落下。过了一会，两个球同时落地。然后他们又重复了一遍实验，结果还是一样。
实验结果表明，亚里士多德“物体下落的速度与其重量成正比”的说法是错误的。证明了自由落体定律，即无论物体大小，在自由落体过程中，除了空气体的阻力产生的影响外，它们的加速度是完全相同的。伽利略的实验不仅纠正了物理学中一个由来已久的谬误，还使比萨斜塔闻名于世。
不断倾斜的斜塔
比萨斜塔的基石于1173年8月9日奠基，由著名建筑师博纳诺·比萨诺建造。原设计塔高约100米，但经过五六年的建设，建成的三层塔开始倾斜。建筑师下令停止施工，想等地基沉降稳定后再复工。然而，在他的一生中，他没有实现他继续建设的愿望。
到1275年，这座塔已经倾斜了90多厘米。建筑师迪西蒙同年恢复了塔楼的施工，并针对倾斜问题，在施工过程中采取了减轻继续部分自重的措施，不仅使塔壁变薄，而且采用了轻质的浇筑材料，在内外壁之间留有一个空宽度为30 ~ 80cm的空腔。到1284年，塔建到了六楼，倾斜还在继续。那一年，迪西蒙去世，斜塔再次停止工作。
之后，著名建筑师托马索·皮萨纳(tommaso Pisana)继续修建第七层和第八层，最终于1350年完工。这座塔高56米，总重量为14500吨。除了用于几根柱子的花岗岩外，所有外部材料都是白色和黑色大理石。
斜塔建成后，继续倾斜。据相关统计数据，1829-1910年期间，年均倾斜3.8 mm，20世纪初以来，倾斜速度有所减缓。从1918年到1958年，年平均倾角为1.1毫米。从1959年到1969年，年平均倾角为1.26毫米。从1970年代末到1982年，年平均倾角为1.2毫米，其中1982年仅倾斜1毫米。之后年平均倾角为1.19 mm，至今塔体已偏斜5米以上。
为什么会倾斜？
专家们一直在争论比萨斜塔为什么会倾斜。起初，有些学者认为有人故意把塔建成这样。为了展示他们高超的技术，建筑师们故意把塔建得倾斜。
到了20世纪，随着对比萨斜塔的研究，一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初设计时本应是垂直建筑，但在建造初期就开始偏离正确的位置。
比萨斜塔的倾斜度无疑与土质有关。因为早在19世纪，建筑师拉德斯卡就在斜塔的基础上钻孔，证明了土壤条件是斜塔倾斜的原因。比萨斜塔下有几层不同材质的土层。各种软淤泥和极软粘土的沉积物交替形成，而地下水层位于一米左右的深度。这一结论是在观察地基土层的组成后得出的。最近的发掘表明，钟楼是建在古海岸边上的，所以建的时候土壤被沙漠化，下陷了。
但有专家发现，第一任建筑师比萨诺早已得知，建塔的地方和整个比萨城一样，是在一个河谷的冲积土地上，所以他对地基的地质结构并不是一无所知。而且当他发现三楼的斜坡时，就停工了，等待地基沉降稳定下来，有效地解决了一些问题。第二个建筑师继续建造时，注意调整倾斜高度，并采取措施减轻塔的重量。第三建筑师楼的七层和八层之间，钟楼有一个转折点，八层向北倾斜。钟楼在建造时，也吸收了清真寺尖顶的一些特点，没有屋顶，以减轻塔的重量，平衡倾斜度。建筑师的做法和比萨其他地方类似。
在意大利的另一座城市佛罗伦萨，建于1420年的圣玛丽亚·德尔·菲奥雷大教堂位于一片沼泽中。土层较软，下沉的危险较大，但几百年没有倾斜。
有专家学者推测，比萨斜塔的倾斜是建筑师所期待的，斜塔与设计师和建筑商的关系已经有几百年了。
斜塔会倒吗？
根据比萨斜塔近几年的倾斜速度，从事塔体观测的专家盖里教授认为，如果按照这个倾斜速率计算，而不在某些部位受到特殊压力而突然倒塌，那么斜塔将在250年后因为塔体重心超过塔基外缘而倒塌。
但比萨斜塔服务局相关人员认为，仅用数学方法计算是不可靠的。比萨斜塔是“一个由许多事实交织而成的综合问题。”一些研究者也发现了这样的问题。比萨斜塔曾经向东倾斜，然后转向南方。相信塔在过去的几百年里是倾斜和失败的，250年后可能不局限于简单的假设和预测。
比萨人自然关心斜塔的命运。他们有句话叫比萨斜塔和比萨人一样坚固，永远不会倒。他们讨厌把斜塔重新拉直的建议。
奇怪的是，每当专家采取措施加固斜塔的基础时，斜塔的倾斜速度反而加快了。如1838年在塔基内及周边进行加固施工，1934年在塔基内及周边喷水泥90吨，实施基础防水工程。相反，这座塔变得更加不稳定，四处移动，倾斜得更快。然而，在1973年至1975年期间，在斜塔方圆3公里范围内的所有私人水井被关闭，其他获取地下水的方法被禁止之后，地下水位稳定下来，斜塔的倾斜速度减慢。
1990年1月7日，意大利著名电视节目主持人拉斐特·卡拉宣布比萨斜塔暂时关闭。比萨市政府决定暂时关闭斜塔进行修复，这是比萨斜塔自建成以来首次正式对公众关闭。
意大利政府花了2500万英镑启动修复工程，包括加固地基和抽取地下水，以及用钢缆支撑塔身。修复工程于2001年完成，斜塔立即被拉直近38厘米。最新调查发现，从2001年到2013年，塔的倾斜度减少了2.5厘米。
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