【www.shanpow.com--科学试题】
比萨斜塔为什么是斜的篇1:比萨斜塔为何斜而不倒？
比萨斜塔为何斜而不倒？
１５９０ 年的一天, 年仅２５ 岁的意大利比萨大学教授伽利略正在进行一次前所未有的科学实验．比萨大学的一部分学生、教师和围观的过路人正以期待和怀疑的眼光注視着將发生的一切．当伽利略发出信号后, 一个重１０ 磅和１ 个重一磅的铁球同时从塔顶上降落, 一会儿, 兩个球同时落地．接着他們又把实验重复一次, 结果亦相同．实验结果表明, 亚里士多德关於物体降落的速度与其重量成正比, 即５ 磅重物体比１ 磅重物体降落速度快４ 倍的說法是错误的．证明了自由落体定律, 即物体不论大小轻重, 在自由落下的过程中, 若把空气的阻力产生的影响除外, 它們的加速度完全相同, 這是正确的．伽利略的实验便是在比萨斜塔上进行的．
驰名遐迩的比萨斜塔是比萨城的标志, 耸立在意大利比萨市的奇迹广场上, 位於罗马式大教堂后面右侧, 与大教堂、洗礼堂和公墓构成了比萨＂奇迹区＂．比萨塔於１１７３ 年８ 月９ 日奠基, 由著名的建筑师波那诺·皮萨诺建造．原设计塔高为１００ 米左右, 但动工五六年后, 建好的三层塔身开始倾斜．建筑师下令停止施工, 想等地基沉降稳定后再复工．可是在他有生之年未能实现续建的愿望．到１２７５ 年时, 塔已倾斜了９０ 多厘米．建筑师迪·西蒙於同年恢复建塔, 并针对倾斜的問题, 在施工中采取减轻续建部分的自重措施, 不仅减薄了塔壁, 采用轻质灌注材料, 而且在内外壁之间留有３０ 至８０ 厘米宽的空腔．到１２８４ 年, 塔建至第六层, 倾斜仍在继续, 当年, 迪·西蒙死去, 斜塔再度停工．此后, 著名的建筑师托马索·皮萨纳继续建筑第七、八层, １３５０ 年最后完工．塔高５６ 米, 总重量１.４５ 万吨, 除了几根柱子用花岗石外, 全部外表材料均是白色和黑色大理石．
斜塔完工后, 倾斜仍在继续．根据有关统计材料, １８２９—１９１０ 年间, 平均每年倾斜３.８ 毫米．自２０ 世纪早期后, 倾斜速度放慢．１９１８—１９５８ 年间, 平均每年倾斜１.１ 毫米．１９５９—１９６９ 年间, 平均每年倾斜１.２６ 毫米．７０ 年代后期至１９８２ 年的几年间, 平均每年倾斜１, ２ 毫米, 其中１９８２ 年只倾斜１毫米．其后, 平均每年倾斜１.１９ 毫米, 其中１９８７ 年６ 月２１ 日一１９８８ 年６月２１ 日, 一年间倾斜１.２９ 毫米．到目前为止, 培顶已南倾 (即塔顶偏离垂直线) ５３ 毫米．１９９０ 年１ 月７ 日, 意大利著名电視节目女主持人拉发埃拉·卡拉宣布: 比萨斜塔暂停开放．比萨市政府决定將斜塔暂时关闭, 进行修理, 這是比萨斜培自建塔以來的第一次正式的对公众关闭．
比萨斜塔的暂时关闭, 引起人們广泛关注, 各种拯救斜塔的方案和建议雪片般从世界各地寄送到比萨文物保管部门, 其中不乏大胆而离奇的设想．有人建议, 在斜塔近旁修建一座类似自由女神的巨型雕像, 让女神怀抱斜塔, 不让其倒下．一位日本电风扇企业的总经理, 把广告意识渗合进拯救斜塔的建议之中, 提出在塔倾斜一侧安装巨型风扇, 以风扇吹出的风阻止塔身继续倾斜．一位英国人则认为, 要保住斜塔, 必须减轻塔身重量, 建议削去斜塔的上三层．美国副总统舒伯特·汉弗荣也极为关注此事, 建议將斜塔整个儿移到离城几公里的乡村, 重新固定在坚实的地基上, 等等．
当然, 有关专家更多的是对比萨斜塔的全部历史以及对塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行研究, 采用各种先进的仪器设备进行测试．比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为, 建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品, 石砖与石砖间的粘合极为巧妙, 有效地防止了塔身倾斜引起的断裂, 成为斜塔斜而不倒的一个因素．但他仍强调指出, 现在当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙．
比萨塔的倾斜无疑是与土质有关．因为早在１９ 世纪, 建筑师拉德斯卡在斜塔地基中钻孔取样, 证实土壤条件是塔身倾斜的原因．但是, 一些专家研究后得出: 第一位建筑师皮萨诺当时已了解到, 建塔的地方与整个比萨城一样, 都处於一条河谷的冲积地上, 土壤为粘土和砂土, 再下面是潜水层, 表面坚固层较薄．所以他对地基的地质结构并非一无所知, 而且他在建至三层发现倾斜时, 采取停工等待地基沉降稳定的做法已有效地解决了一些問题．第二位建筑师续建时, 又注意到调整倾斜高度, 同时采取措施, 减轻塔身重量．第三位建筑师建筑第七八层之间, 钟楼來个转折, 第八层倾向北面．建钟楼时, 还吸收了清真寺尖塔的一些特点, 也没设楼顶, 以此减轻塔的重量和平衡倾斜．建筑师的做法正是与在比萨城其他地方建培的做法相似．在意大利的另一个城市佛罗伦萨, 於１４２０ 年建造的圣玛丽亚·德尔－－斐奥雷大教堂, 选址就在一片沼泽地上, 土层更软, 下陷危险更大, 但至今几百年來丝毫没有倾斜．一些专家学者由此推测出, 比萨塔的倾斜是建筑师意料之中, 几百年來斜塔斜而不倒与设计、建筑者有关．
根据比萨斜塔近几年來倾斜的速度, 从事观测该塔的专家盖里教授认为, 如果按此倾斜率计算, 而又不在某些部位承受特殊压力下突然坍塌, ２５０年后斜塔將因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒．但是公共事务部比萨斜塔服务局的有关人员, 早在前几年已针对盖里教授的相似看法提出反驳, 认为只按数学方式推算是不可靠的, 比萨斜塔是＂一个由多种事实交织成的综合性問题．＂一些研究者也发现這样一个問题, 比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜, 尔后又转向南倾斜, 认为该塔在过去几百年间斜而不倒, ２５０ 年后倒与不倒恐怕不能局限於简单的假设和预测．最关心斜塔命运的自然是比萨人, 尽管他們也对斜塔的倾斜感到担忧, 但更多的是为自己的故乡拥有一个自认为可与世界上著名建筑媲美的斜塔而感到自豪和坚信它不会倒下, 他們有這样一句俗语, 比萨斜塔象比萨人一样健壮结实, 永远不会倒下去．他們对那些把斜塔重新纠直竖正的建议最为深恶痛绝．說來也怪, 每当专家們采取加固斜塔地基的措施时, 塔的倾斜速度反而加快．如１８３８ 年, 在塔基及周围进行加固性施工, １９３４ 年, 在地基及四周喷入九十吨水泥, 实施基础防水工程, 塔身反而更加不稳, 向周围移动, 倾斜得更快, 但是１９７３ 年至１９７５ 年间, 在关闭了斜塔方圆３ 公里以内所有私人水井和禁止其他方法取用地下水之后, 地下水位稳定下來, 塔的倾斜速度放慢下來了．
比萨人的自信也許过份些, 还是皮洛迪教授的看法现实些, 弄清斜塔斜而不倒的奥妙才能＂对症下药＂．人們正为此而做出不懈的努力．
比萨斜塔为什么是斜的篇2:比萨斜塔为什么是斜的？
比萨斜塔，意大利的招牌景点之一，它的确名副其实：倾斜度高达3.9度。不用亲眼确认这座著名的斜塔是不是真的是斜的——看看那些被不断模仿和重复的“推倒比萨斜塔”纪念照你就知道了。每天，比萨著名的奇迹广场上都挤满了拍照打卡的游客，但是关于比萨斜塔为什么是斜的这个问题，他们可能并没有仔细想过。
你可能也没想过这个问题，不过如果我们告诉你科学家预测比萨斜塔最终将会完全成为直塔，你会不会好奇为什么？今天，我们想和你聊聊比萨斜塔的故事，以及参观比萨斜塔的正确姿势。一起来看看吧~
比萨斜塔为什么是斜的？
1160年，比萨拥有一万余座塔，但大教堂却连一座钟塔也没有。虔诚的比萨居民Berta di Bernardo在1172年过世时留下遗嘱，捐出60块银币的遗产用来建造一座钟塔。
讽刺的是，1173年，当博南诺·皮萨诺（Bonnano Pisano）着手开始建造这座如今举世闻名的钟塔时，他并未意识到他找的地基是不稳定的：奇迹广场的草坪下面是深达40米的沙子和黏土。工程于5年后停工，当时仅建完了三层，而这座意大利后来的地标在当时已经倾斜。1272年工程重新开始，为了弥补塔身的倾斜，工人们从下层往上层盖时采用直线建造的方法，营造出一条微妙的香蕉形的弧线。到了19世纪，许多人相信该塔是因设计师异想天开而故意建成了歪的。
Lonely Planet
1838年展开了一项清扫工作，意在清理因塔身倾斜而缓慢裸露出来的塔基，想要一劳永逸地将摇摇欲坠的斜塔稳定住。20世纪50年代，因为害怕造成毁灭性的的崩塌，塔内的7口钟（每口钟代表一个音符，从1370年开始就由14位男子敲奏）禁止被敲响。1990年，斜塔关闭，不对公众开放。工程师们在塔北侧的下面放置了1000吨重的铅锭，用以平衡塔南侧的倾斜。二层用钢筋包了起来，使之不会四分五裂。
1995年，斜塔总共斜切2.5毫米。第三层被钢条缠绕起来，并与塔北侧远处一个A字形液压锚连接在一起。后来A字形液压锚被连接在附近建筑上的钢缆取代。塔身保持不动后，工程师们从北侧的地基下方移走了70吨泥土，使塔身沉降到18世纪时的高度。2011年，塔身的倾斜程度被纠正了43.8厘米。终于松了口气……
Photo by giovanna baldini via Flickr
科学家们每年都会检测比萨斜塔的倾斜度，看看它是否稳定。但可笑的是，2013年的检测结果显示，这座以倾斜闻名的塔却矫枉过正，标志性的倾斜度减少了2.5厘米，因此一些科学家预测到2300年这座塔将会完全成为直塔。
我们可不希望变成那样。
Photo by R V S Photography via Flickr
比萨斜塔的正确参观姿势
当然，标志性的斜塔是所有人都想要去比萨的原因所在。不过一旦你感受过奇迹广场的疯狂景象（乱七八糟的草坪，踢足球的校队，摆姿势拍照的混乱人群……），你很有可能只想逃离这座城市。
Photo by Kenny (zoompict) Teo via Flickr
为了避免在离开时对欧洲这座最伟大的地标之一感到失望，可以将斜塔及其超大的广场留到当天的晚些时候去参观—或者，更好的办法是等到天黑后再去领略其迷人氛围（6月中旬至8月），届时夜色为这座闪闪发光的白色建筑笼罩上某种魔力，旅游大巴也早已离开。
Photo by Giuseppe Milo via Flickr
比萨斜塔的另一个绝佳观光点是大教堂歌剧博物馆（Museo dell’Opera del Duomo）这座收藏的是曾在大教堂和洗礼堂中展示过的艺术佳作，令人更加难忘的可能是博物馆里宁静的回廊花园，在这座花园里不用拥挤也能看到比萨斜塔的美景。
参观比萨斜塔
在两个设有明显标志的售票处可预订和购买比萨斜塔的门票：斜塔背后是主售票处，还有一个小一些的办公室在Museo delle Sinópie博物馆里。要确保你能参观斜塔，并且在旅游旺季节约排队的时间，你可以提前在线购票—门票可以在参观前20天购买，最迟也要提前一天。
Photo by sue_n_alex via Flickr
比萨的售票处也出售套票，套票可以用来参观洗礼池、公墓、大教堂歌剧博物馆和Museo delle Sinópie：一张包括1/2/3个景点的套票售价为€5/7/8。大教堂免费参观，但是你需要出示门票—可以是其他任何一个景点的门票，也可以是从售票处领取的赠券。包含4个景点的套票有效期为两天。
Photo by Tim Mihora via Flickr
参观比萨斜塔时，每次仅限40人上塔，8岁以下儿童禁止入塔/上塔，8～10岁儿童必须有成年人牵着。为避免扫兴而归，可以提前上网订票，或到达比萨后先直奔售票处买几天后的票。参观需要30分钟，而且还要攀登300多级偶尔湿滑的台阶。所有包—包括手提包，都必须在检票口隔壁的免费寄存处寄存。能带上塔的大概只有照相机。
*本文选自Lonely Planet《佛罗伦萨和托斯卡纳》指南，未经授权，谢绝转载
比萨斜塔为什么是斜的篇3:【AT】比萨斜塔为什么是斜的？
=====================
