為什么比薩斜塔能斜而不倒

比薩斜塔是意大利比薩大教堂的鐘樓。這是一座直徑為16米的圓形塔樓，共8層，每層外部都環繞著連拱廊。該塔不僅以令人瞠目的傾斜度，吸引著全世界好奇的目光，而且，還似乎在宣示，人們所熟知的靜力學定律根本不適合它。

為什么比薩斜塔能斜而不倒？有關這個話題，幾個世紀以來許多人為此爭論不休。有人曾經懷疑這座斜而不倒的鐘樓是有意設計、建造成的。事實是否真的如此呢？19世紀，隨著越來越精確的建筑測量工具和地下勘探設備的應用，專家們開始嘗試使用科學的工具來揭示斜塔的奧秘。對歷史檔案資料的進一步研究也證實了人們的疑惑：這座鐘樓可能最初設計成正常的直塔，但始料不及的是，它竟然在建造伊始就偏離了正確的位置！

原來，比薩斜塔之所以會傾斜，是因為其地基土層極其復雜：不僅被不同材質的土壤分成了若干層，而且這些土層又由各種柔軟的黏土質物質和砂質淤泥相間而成。更糟糕的是，地基下的地下水位也非常淺，深度只有大約1米。最新的地質勘探發現，鐘樓的選址位于古代的海岸線上，也就是說，在建造之時地基土壤就早已沙化。如此一來，比薩斜塔這個“大家伙”剛一建造就注定很快將產生不均勻沉降和傾斜。

為了防止斜塔的過度傾斜，不少人傷透了腦筋。1173年鐘樓開始修建時，原計劃建造8層。然而興建到第四層時，建筑就已經明顯地發生傾斜。工程停頓了近50年后才重新啟動，放置銅鐘的這一層直到1350年才加建。這一次，建造者在向上建樓層時故意向反方向傾斜，以補償和修正重心的偏離。當建造到第七樓層時，塔身不再呈垂直狀而變成了弧形——矯枉過正的結果是斜塔開始以更大的角度和速度向反方向傾斜。隨著時間的推移，斜塔和其下方的土層似乎達到了某種程度的平衡。然而，1838年的一次勘測實驗意外地破壞了斜塔和土層間的平衡，使塔頂的水平位移驟然增加了20厘米之多。1972年當地發生地震，斜塔再次受到強烈沖擊，傾斜速度明顯加快，到再次修復之前，塔頂已偏離設計鉛垂線達4.2米的距離。1990年起，意大利政府開始了漫長的拯救斜塔工程。這一次，為了不再因沉重的設備和腳手架而造成新的麻煩，工人們像蜘蛛俠一樣被懸掛在輕巧的鋁制平臺上工作。2007年6月，比薩斜塔的塔身被成功扶正了約45厘米。

中世紀時期，地質勘探技術還不發達，因不均勻沉降而導致建筑傾斜在當時是難以避免的。今天，人們在設計、建造建筑物之前，都要進行地質巖層的取樣和計算，通過科學的結構設計，以保證建筑的穩定。因此，現代的建筑已經很少出現這種意外傾斜的情況了。

為了探究斜塔“斜而不倒”的原因，許多專家還運用先進儀器對斜塔的制作材料和結構等進行了測試。比薩中古史學家皮洛迪教授經研究后認為，建造塔身的每一塊石頭都是石雕佳品，石塊之間極為巧妙的咬合，有效地防止了塔身傾斜引起的斷裂，這是斜塔安然屹立近千年的一個內在因素。