意大利的比萨斜塔

 
公我在上小学的时候已开始听老师讲比萨斜塔的故事了,想不到在半个多世纪以后,竟然与它面对面。

这座堪称世界建筑史奇迹的斜塔,不仅以它“斜而不倒”闻名天下,还因为1590年,意大利的伟大科学家伽俐略,曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验,让两个重量相差10倍的铁球,同时从塔顶落下,结果,两球同时着地,因而,雄辩地一举推翻了束缚人们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体,其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代,被人们称为“近代科学之父”,伽俐略用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。

我们到达意大利的佛罗伦萨城,再驱车约1小时多,便抵达古城比萨的旅游区。远远看见比萨斜塔像一支巨大的石笔,直刺蓝天。朝着斜塔的方向,穿过一条售卖旅游纪念品的小街,眼前突然一亮,只见一组华丽精美的白色大理石建筑群矗立在宽阔的草坪上,有大教堂、洗礼堂和墓园,斜塔原来是大教堂的钟楼。

12世纪初,比萨大教堂建成。按建筑群的总体规划,需要建造一座配套的钟楼。可是,1350年钟楼建成后,建筑师测量发现,塔身向南倾斜,塔顶中心线偏离垂直中心线竟达2.1米,但该塔却仍屹立不倒,创造了世界建筑史上“斜而不倒”的奇迹,成为旷世之谜。可是,这个“谜”很快便被人们解开。因为比萨斜塔从1173年动工,直至1350年才建成,前后177年间经历过两次停工、续建,可见绝不是建筑师立意要建造那么一座斜塔,而是建筑师对塔基的勘测、设计失误,以致塔基下沉不均匀的结果。

当比萨斜塔建到第三层时,负责这项工程的建筑师博南诺·皮萨诺发现塔身倾斜,被迫停工。近一个世纪后,才由另一位著名建筑师迪·西摩内接手续建,建至第七层时,他曾经设法修正塔身倾斜度,但没有成功。1284年,西摩内去世,又一位建筑师托马索·皮萨诺,经过再次测量计算,认为该塔虽然倾斜度大,但尚无倒塌危险,于是接手续建,加盖了塔的最高一层,并对这一层做了矫正,让它向塔的中心线歪过去了一点,终于在1350年把比萨斜塔建成了。

我们走近比萨斜塔,细细欣赏。这座高54.5米的8层斜塔,全部以白色大理石砌成,每层被12—31根圆柱环绕,每根柱的顶部都装饰着兽头像;顶层更是精雕细刻,如同一顶皇冠盖在塔顶上,使斜塔更加显得古朴而隽秀,成为罗马式建筑艺术之典范。但是,走近斜塔的南面底层向上仰望,则感到好像一座巨大的石塔,即将向你倒来似的,令人胆颤心惊,不敢久留。

1972年10月,比萨发生地震,斜塔大幅度摇摆达22分钟之久,但仍巍然屹立。可是,意大利有关当局对斜塔进行科学测量,发现塔顶偏离中心,已从500多年前斜塔刚建成时的偏离2.1米增加至5.2米,而且还以每年倾斜1厘米的速度继续增加,岌岌可危,世界奇迹比萨斜塔有倒塌之虞!为了游客的安全和延长斜塔的寿命,意大利有关当局宣布,从1990年1月起关闭斜塔,进行维修纠偏。当今科学昌明,要把斜塔变为直塔并非难事,但是若把“斜而不倒”的奇塔,完全变成了直塔,那么,它的“世界奇迹”的桂冠也要被摘除了。因此,如何抢救斜塔,使它继续“斜”但却“不倒”,便成为众多科学家和广大游客关心的“谜”。

负责给斜塔维修纠偏的科技人员,首先在该塔第二层,用两条钢缆缠绕,加固塔身;在斜塔的底座加上水泥套,其中,还使用了670吨铅,希望以此来抑制该塔继续倾斜。后来,意大利政府邀请英国理工学院教授约翰·比兰负责斜塔的矫正工程。比兰教授提出的方案是用特殊设计的大型钻头,在斜塔基础的北面打下每个6米深的洞,让周围的淤泥把空洞填满,使斜塔的北面基础“人工沉降”,减少该塔向南面倾斜。去年初,这个矫正方案实施以来,斜塔中心线逐渐朝正确的方向移动,目前,斜塔已恢复到100多年前的位置,但是,却刻意不让它完全垂直。这就是今日比萨斜塔仍然“斜而不倒”的“谜底”。

吊灯有故事

比萨大教堂的拱顶下垂着一盏青铜古灯,那是有名的“伽俐略吊灯”。相传,著名的物理学家伽俐略做礼拜时,观察到该吊灯的来回摆动有周期性,后来提出了物体摆动原理。今天,我们使用的钟表就是根据这一原理制造的。