生活中的物理-比萨斜塔“纠偏”记


意大利的学生在导游的带领下登上了比萨斜塔,这是自1990年比萨斜塔关闭以来首次向外开放。
  由于斜塔的纠偏工程目前还在继续进行,这次登塔活动只限于斜塔的第二层以下,并且此后至明年工程彻底完工,除专家和技术人员以外的游客登塔也仅此一次。虽然如此,这一象征性的登塔活动已使关心比萨斜塔命运的人们欣喜不已。比萨斜塔拯救委员会宣布:斜塔的纠偏工程已经取得了明显的效果,倾斜的塔身比今年年初时回复了13厘米,目前的倾斜度已相当于其300年前的倾斜度,一度 曾濒临倒塌的斜塔因此可以再斜而不倒至少250年。名列世界七大奇迹的斜塔有救了!
   (一)比萨斜塔其实是比萨大教堂的钟楼,其地基工程最早开始于1173年8月,建到第三层时就发现塔身向南侧倾斜,1178年建塔工程被迫停止。1272年工程重新开工,1278年建完第七层时工程再度停了下来。1360年又开始在塔顶建造钟楼顶阁,10年后的1370年终于完工。
  几个世纪以来,比萨斜塔倾斜的原因一直是人们关注的,各种解释众说纷纭,莫衷一是。有人说是建塔施工中的精确度偏离了设计造成的,有人以为是设计本身的。进入20世纪后,“地基原因”说逐渐占了上风。这种解释以为,由于粘土和砂组成的地基难以平衡地承受重达14553吨的塔身,从而导致了倾斜。1817年,两名英国的研究者在这方面提出了令人信服的研究报告,“地基原因说”自此开始广泛地被人们接受。
  从1550年到1817年的267年间,比萨斜塔共倾斜了5厘米。1838年,比萨斜塔又出现了一次较大幅度的倾斜,斜塔的保护工作从此开始,在意大利政府的参与组织下,各的专家学者成立了专门的拯救委员会,研究制定纠偏的办法。此后,斜塔以每年平均1毫米的速度继续倾斜,塔身重心线偏离10%。
   (二)早在20世纪80年代初期曾有人预言,比萨斜塔将在2003年到2004年间轰然倒塌,这使全世界关心比萨斜塔的人们心急如焚,斜塔拯救委员会向全世界征集办法,以期延缓斜塔倾斜的速度。但是,鉴于1934年向塔基土层内注入水泥后,反而使斜塔在1年内多倾斜了6毫米的教训,面对收集上来的各种,拯救委员会一直无法抉择。
  1988年,比萨斜塔向游人关闭,从1990年1月起斜塔全部关闭,纠偏工程开始进入确定并具体实施阶段。或许是由于承受了太大心理压力的原因,意大利政府和比萨斜塔拯救委员会在近10年的里一直对纠偏工程低调处理,媒体对工程的进展和效果也绝少提及。
  现在的比萨斜塔拯救委员会主任是米凯莱•雅米乌科夫斯基,这位已在意大利都灵大学教了30年书的工程教授是位波兰人。在当初刚刚领导比萨斜塔拯救委员会的工作时,摆在他和同事们面前有成千上万种,这些五花八门,无奇不有。有人建议,先将斜塔分解拆除后,保存好,待夯实地基土层后再重新“组装起来”。另一位美国人建议,应设计一个透明的巨大罩子,将斜塔笼住。还有一位英国人提出,干脆在斜塔的南侧与斜塔并排再建一塔,抵住可能倒塌 的斜塔……雅米乌科夫斯基教授和同事们还要接待来自全球的登门荐贤者和毛遂自荐者。
   (三)在此期间,拯救委员会的专家们也同时在小心谨慎地试验着各种纠偏办法,如1995年他们设计了在北侧塔基下的深层地下设置一些沉重的固锚,用钢索将固锚与北侧塔基连接,以期拉住北侧塔基上翘等,但几种办法最后都证明无效。经过8年之久的反复论证,拯救委员会选定了一个非常简单的纠偏方法:从斜塔的北侧地基下抽出部分沙土,使斜塔的倾斜自然北移。这一方法是一位意大利人早在1961年提出来的,由于其原理过于浅显,一直没有引起专家们的重视。但此人后来到了墨西哥,用此方法将出现倾斜的墨西哥城主教堂扶正了。
  在经过精确的设计和充分的准备之后,抽土工程于2002年2月13日正式开始。41条抽土管深深地插入20米深的北侧塔基地下,工程以日抽土100公斤的速度进行。与此同时,几条钢索环绕捆住斜塔的二层,向 北拉住塔身,120部精密仪器从各个角度和高度严密监测斜塔的动静。一切正常,斜塔的倾斜开始出现了回复的迹象!专家们称,若这项耗资约2700万美元的工程进展顺利的话,到2001年6月17日前后完工时,斜塔还可以再向北侧回复30厘米。到那时,比萨斜塔就可以再度向游人开放了。
  谈起在这项工程进行中的感受,雅米乌科夫斯基教授心有余悸:“担心始终伴伴随大家,每次要触动斜塔时,大家都提心吊胆。”这也难怪,由于比萨斜塔已经不再是个普通的文物古迹了,它已经是全世界的一份珍贵文化遗产。

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