意大利的比萨斜塔为什么会倾斜？

意大利的比萨斜塔为什么会倾斜？

比萨斜塔建于1173年，被世界公认为建筑史上的奇迹，它之所以会倾斜，主要是由于塔的地基下面土层特殊性造成的，下面就具体的看看倾斜的原因。

比萨斜塔

关于倾斜原因，其实很多专家们对此问题一直都在争论。刚开始的时候，有学者认为，建筑师是故意把比萨斜塔建成了斜的，以显示自己的高超的建筑技艺。

到了20世纪，随着人们不断对比萨斜塔进行研究，再结合以前的一些了解，事实真相逐渐浮出水面：比萨斜塔最初的设计本该是垂直的建筑，但在建造初期就开始偏离了正确位置。

其倾斜无疑是和土质有关。因为在19世纪，著名建筑师拉德斯卡就在斜塔地基中取样，证实土壤条件是造成塔身倾斜的原因。而比萨斜塔下有好几层土层，并且材质不同，各种土层的沉淀物和松软的黏土相间形成，而在深约1米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层进行成分观测后得出的。最新的挖掘取样表明，钟楼建在了古代的海岸边缘，因此在建造的时候土质就已经沙化和下沉。

但一些专家又发现：首位建筑师皮萨诺当时已知道，建塔位置和比萨城一样，都是在一条河谷的冲积地上，所以他对地基的地质结构也不是全不知晓。而且他在建到第三层发现倾斜后，立刻采取停工等待地基稳定的做法已解决了一些问题。第二位建筑师续建时，又注意到调整倾斜高度，同时采取一些措施，减轻塔身重量。第三位建筑师在建到第七八层之间，钟楼却发生变化，第八层倾向了北面。并且让建钟楼时，还有一些清真寺尖塔的特点，没有设楼顶，以此减轻塔的重量和平衡倾斜。建筑师的这些做法正和比萨城其他地方建造的做法相似。

夕阳下的比萨斜塔

意大利另一个著名城市佛罗伦萨，在1420年建造的圣玛丽亚·德尔——斐奥雷大教堂，选址就是沼泽地，土层更软，下陷危险更大，但到今天已经几百年了，丝毫没有倾斜。一些专家和学者因此推测出，比萨塔的倾斜是建筑师意料之中，几百年来能够斜而不倒与设计、建筑者有关。

此时很多人可能就有疑问了，比萨斜塔不可能一下子倾斜这么多，到底是怎么一个倾斜过程呢？

比萨塔在1173年奠基，是著名建筑师波那诺·皮萨诺建造。原设计的塔高是100米左右，但开建五六年后，到了第三层塔身开始倾斜。建筑师于是命令停工，想等地基稳了之后再复工。可是在他有生之年未能实现续建的愿望。

到了1275年，塔身已倾斜90多厘米。建筑师迪·西蒙于同年恢复建塔，并针对倾斜的问题，在施工中采取了一些措施，不仅减薄了塔壁，采用轻质材料，而且在内壁和外壁间留有30至80厘米的空腔。到1284年，塔建至第六层，倾斜仍在继续，当年，迪·西蒙死去，再度停工。

此后，著名建筑师托马索·皮萨纳继续建筑第七、八层，1350年最后完工。塔高56米，总重量1.45万吨，除了几根柱子用花岗石外，外表材料全部是白色和黑色大理石。

比萨斜塔建造过程

但斜塔完工后，倾斜还在继续。据有关统计：1829—1910年间，每年平均倾斜3.8毫米。自20世纪早期后，倾斜速度变慢。1918—1958年间，每年平均倾斜1.1毫米。1959—1969年间，每年平均倾斜1.26毫米。70年代后期至1982年间，每年平均倾斜1.2毫米，其中1982年只倾斜了1毫米。其后，每年平均倾斜1.19毫米。到目前为止，塔身偏离(即塔顶偏离垂直线)已有5米多。

其实说到比萨斜塔，大家知道它为什么如此出名吗？

让我们回到1590年的一天，这天25岁的比萨大学教授伽利略正在进行一次伟大的科学实验。学生、教师和路人都在围观。当伽利略发出指令后，一个10磅重和一个1磅重的铁球同时从塔顶降落，不一会，两个球同时落地。接着又把实验重复一次，结果还是一样。

教科书上比萨斜塔插图

这个实验验证了亚里士多德“物体降落速度和重量成正比”的说法是错误的。同时证明了自由落体定律——物体不论大小轻重，在自由下落的过程中，如果把空气阻力的影响除去，其加速度完全相同。伽利略的这个实验不仅纠正了物理学长期以来的一个谬误，也使比萨斜塔闻名世界。

比萨斜塔闻名世界，其实专家和民众都是非常关心的，都担心会不会倒下。

据比萨斜塔近年倾斜速度来看，专家盖里教授认为，如果按此倾斜率计算的花，而又没有其他原因导致其突然坍塌，250年后斜塔将因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。

但比萨斜塔服务局相关人员认为，按数学方式推算显然不可靠，比萨斜塔是一个综合问题。一些研究人员也发现这样的问题，比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜，而后又转向南倾斜，认为该塔几百年斜而不倒，如果只用数学方式推算250年后倒与不倒恐怕不是那么简单的事。

奇迹广场

说到底，最关心斜塔的还是比萨人，他们那边有一句俗语，比萨斜塔和比萨人一样健壮结实，永远不会倒下。

不过话说回来，每当专家采取加固斜塔地基的一些措施时，其倾斜速度反而加快。比如1838年，对其进行加固性施工，1934年，在地基喷入九十吨水泥，实施防水工程，塔身反而更加不稳，竟然向周围移动，倾斜更快。但在1973年至1975年间，关闭了斜塔方圆3公里内私人水井和禁止取用地下水后，地下水位稳定后，倾斜速度放慢下来了。

1990年1月7日，意大利著名电视节目某主持人宣布：比萨斜塔暂停开放。市政府决定将斜塔暂时关闭，进行修理，这是比萨斜斜塔自建塔以来首次正式对公众关闭。

意大利政府斥资2500万英镑启动修复工程，包括加固地基和抽取地下水，并用钢丝和缆绳支撑塔身。修复工程2001年修复工程完成，当时立刻变直约38厘米。最新调查发现，比萨塔倾斜幅度在2001年至2013年间，减少了2.5厘米。

看到这，大家是不是对比萨斜塔有了更深的了解，她不仅是意大利著名地标之一，也是意大利人的骄傲，更是人类创造精神的杰作，同时它还被收入世界遗产名录。伟大的建筑或许真的需要一些机缘巧合，如果当时的建筑师知道地质不宜建塔，可能也看不到这个伟大建筑了，不过我们更能从中看到每位地质工程人的辛苦结晶。