傾斜5.5度不倒,比薩斜塔爲何如此堅挺?再站300年不是問題

比薩斜塔可謂是意大利最著名的建築之一了,也是寶貴的世界遺產。當時的人們預測,比薩斜塔會在5.44度的時候倒塌,然而一直到5.5度,它都一直堅挺着。是怎麼樣的魔力讓它屹立了八百多年?

在12世紀,富裕的比薩海上共和國打算把主教堂廣場建立成宏偉的地標建築,在擴大了主教堂等建築之後。1173年,開始了塔樓的工作,參與這一工程的都是當時頂尖建築大師,他們自己也想不到,這一建築將會在未來名譽全球。

儘管這些大師在當時都是一把手,但是他們對於這片土地的知識並不充足,這裏的土壤充滿了淤泥、粘土和溼泥沙。有意思的是,比薩一詞出自古希臘詞彙,意爲“沼澤之地”,非常形象地描述了這塊地土壤。

當時的建造者們建立了3米的地基來保證塔樓的穩固,實際上,不到五年的時間,南側的塔樓就陷入到了土壤之中。這就意味繼續在上層增加重量就會導致整體建築的下沉,從而導致塔樓的傾斜。

之後,比薩陷入到了長久的戰爭之中,人們也沒有精力再去照顧這個尚未完成的作品,第四層的建設拖了將近一個世紀。在工程繼續開工的時候,人們爲了減少塔的傾斜,在南側的建築修得比北側的要高出一部分,以此來彌補傾斜帶來的差距。但是,這一做法反而加速了南側傾斜。在第七層的時候,傾斜的角度已經達到了1.8度,建設再次停滯。

一個世紀之後,人們在1360年再次發起了衝鋒,12年後,頂樓終於搭建完畢,不過爲了防止鐘聲會造成塔樓的倒塌,八層樓的7口鐘從來沒有被撞響過。

在之後的時間裏,有一個非常出名的故事,那就是伽利略的自由落地實驗。1590年,出生在意大利比薩城的伽利略,站到比薩斜塔上,將兩個重量不同的鐵球扔了下來,隨着兩個鐵球同時落地,自由落體定律就由此產生了。

事實上,這一故事只被伽利略的學生記載,同時期的文獻中並沒有發現這一實驗。而且根據現代流體力學的理論,不考慮大風的情況,兩個鐵球是無法同時到達地面的。

1838年的一次意外,讓比薩斜塔出現了加速傾斜。當時的人們爲了探究下沉的真相,在周圍地基挖了一圈的地道,然而這一舉動因爲挖走了支撐的沙土,情況變得危急了起來。在1935年,爲了穩住地基,意大利向基地注射了砂漿,結果因爲注射不均勻,又造成了進一步下沉。

當時的人們無法正確測量塔會在何時倒塌,直到20世紀80年代,人們在計算機的幫助下,工程師們計算得出了塔的重心曲線。1992年,施工隊挖出了傾斜的隧道,並且穩固了地基,耗時11年,耗資3960萬美元,塔的傾斜角度從5.5修復到了3.9度。

2001年底,遊客們又可以重新光顧這一偉大的建築,據預測,在未來300年的時間裏這個塔都不會出現問題,前提是不發生巴黎聖母院那樣的意外。當然沒有人希望這一人類的瑰寶出現任何傷害,如今比薩斜塔已經成爲了不完美的里程碑,我們也都盼望它能夠永遠安全的傾斜着。

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