三十年前我在中学为学生们上物理课时,其中讲到自由落体运动,专门讲了世界十大经典物理实验之一,即意大利著名物理学家伽利略,当时在比萨大学数学系任职,他从比萨斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家看到两个物体同时落地,颠覆并纠正了人们对伟大科学家亚里士多德确认的:重量大的物体比重量小的物体下落的快,这一问题的认知。他向世人展示尊重科学而不畏权威的可贵精神,同时揭示了自由落体运动的科学规律。
在崇尚伽利略科学精神的同时,我对比萨斜塔留下了深刻的印象,期待有一天能亲临其景,感悟它的奇妙魅力。机缘巧合2015年6月我来的意大利,特意去了比萨斜塔,目睹了它的神奇!
比萨市位于意大利中部,是意大利著名的旅游城市。在比萨城东北角的奇迹广场一大片草坪上,有一组宗教大教堂建筑群,它包含:教堂、洗礼堂、钟楼和墓园等四大建筑,它们的外墙面均为乳白色大理石砌成,各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。比萨斜塔就是其中的钟楼位于大教堂的后面。
伽利略做自由落体运动试验,为什么选择在比萨斜塔,我想主要是利用斜塔的倾斜度,使落体不受到其它物体的阻碍。那么比萨斜塔为什么会倾斜?一直以来始终是吸引好奇的游客、艺术家和学者的重要原因,也使得比萨斜塔世界闻名。
据资料记载:比萨斜塔始建于1173年8月,工程曾间断了两次很长的时间,历经约二百年才完工。作为比萨大教堂的钟楼,开始建造时的设计是垂直竖立的,原设计为8层,高55米,直径16米,用大理石建造的一座圆形建筑。它独特的白色中世纪风格建筑物,即使后来没有倾斜,也将会是欧洲最值得关注的钟楼之一。当钟楼兴建到第4层时发现由于地基不均匀和土层松软,导致钟楼已经倾斜偏向东南方,建造者采取各种措施修正倾斜,刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的重心偏离,但于事无补。通过挖掘分析,钟楼之所以倾斜是因建造在过去的海岸边缘,土质在建造中逐步沙化和下沉,这是导致钟楼倾斜的原因。 1360年,在停滞了差不多一个世纪后钟楼向完工开始最后一个冲刺,并作了最后一次重要的修正,在地基间插入材料固化基础、更换柱子材料减轻自重,起到了较好的作用。最终钟楼从地基到塔顶高58.36米,钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米,总重约14453吨,重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米。目前的倾斜约10%,即5.5度,偏离地基外沿2.3米,顶层突出4.5米。
特别是在1972年10月意大利发生了一次大地震,使钟楼受到了强大的冲击,整个塔身大幅度摇晃达22分钟之久,及其危险,幸运的是钟楼仍巍然屹立。这种“斜而不倾”的现象,堪称世界建筑史上的奇迹,也造就了比萨斜塔的传奇。
意大利比萨奇迹广场上的四座建筑堪称建筑杰作,它们不论是在空间上的设计,还是从艺术上角度;都是独一无二,代表了人类创造精神的杰作