比萨斜塔:“倾斜”与“扶正”赛跑

来源:互联网新闻 时间:2020-05-02 15:21

左图:比萨斜塔800多年的历史,就是“倾斜”与“扶正”的赛跑。

右图:来到比萨斜塔的游客都喜欢用自己的方式帮斜塔“立正”。

2013年10月,意大利媒体报道举世闻名的比萨斜塔终于止住倾斜趋势,因为最新的调查发现,该塔的倾斜幅度在2001年至2013年间,已经减少2.5厘米。

让这座白塔永恒屹立,但又不至完全直立,是多年来全世界热心人士和小城居民的共同心愿,比萨斜塔的800年岁月,简直就是一段“倾斜与扶正”的历史。

1944年二战期间,一位名叫威克斯坦的美军士兵奉命前往比萨斜塔侦察。他接到的命令是:一旦发现塔内有德军,立刻将塔摧毁。

威克斯坦匍匐在这座倾斜的钟楼前好几个小时,期间没有任何动静,阳光照射在这座优雅的白色巨塔上,“这是一座多么美丽的建筑,我当时就动了恻隐之心。”50年后,威克斯坦回忆起这一幕,依然沉醉在美好风景当中。

就在威克斯坦决定离开时,塔里射出的子弹突然从他头顶飞过,威克斯坦有些犹豫了,他不想让这美丽的倩影毁在自己手里。最后时刻,美军召集撤退,这位美国大兵随即转身离开了。二战中,比萨遭受了猛烈的炮火袭击,但比萨斜塔只轻微损坏一根小立柱。

斜塔如果有灵魂,必定无暇担心自己在战争中的命运,因为它打诞生的那一刻起,就在不停地同自然规律和物理定律作殊死斗争。比萨斜塔是否会在将来倒掉,是所有比萨人的一块心病。

在地毯上建座砖塔

比萨市是意大利的中部名城,拥有人口10万,面积190平方公里,如今是名副其实的大学城。1813年拿破仑在这里创立了比萨高等师范大学,比萨大学则是欧洲最古老的大学之一。早在11世纪,这里曾是意大利最早的城邦共和国,拥有强大的海军部队。1062年,比萨海军驶入帕勒莫,征服了西西里岛。

比萨人进入西西里后,大肆掠夺钱财和珠宝,被当地人认为是极度自私和无知的民族。胜利归来后,为了庆功也为了掩盖自卑,比萨人决定建造一组雄伟的宗教建筑以彰显荣耀,新建筑群被命名为奇迹广场。

奇迹广场的最重要部分是雄伟的大教堂,比萨人希望这个教堂的规模能让意大利其他教堂都相形见绌,此外还包括洗礼堂、礼拜堂和高耸的钟楼,也就是我们今天说的比萨塔。在比萨塔的入口处依然可以看到描绘当年比萨海军的浮雕。奇迹广场原本计划全部铺上精美的大理石地面,但几百年来从没实现,这里曾长期杂草丛生,就像倾斜的比萨塔,成了这个国家凋零的最后见证。

比萨塔修建选择在了比萨市风景秀丽的最高点,这里可以俯瞰全城的红屋顶,却不是盖塔的好地方。比萨市位于阿尔诺河下游的冲积平原,河流注入湖泊时留下了松软而潮湿的泥沙。比萨塔就建在这些松软的泥沙中,科学家打了一个形象的比喻——就像在地毯上建造砖塔。中世纪的建筑师们知道这里的土壤很松软,但对它的松软程度估计不足,建塔工程还是如期上马了。

比萨的塔大多是歪的

1173年8月9日,钟塔地基开始动工,由比萨建筑师博纳诺·比萨诺担任工程指挥。建设之初,它的圆柱形设计在当时十分独特,不过塔身盖到第三层的时候已经开始倾斜了,倾斜的方向不是今天的向南,而是向北。对于这一点,比萨人并不担心,因为这里几乎所有的建筑都有点斜。比萨有大约一万座高低不等的塔,工程师们有丰富的建筑经验应对“倾斜”这件事,他们会在工程开始不久观察塔身倾斜向何方,如果在现代,钟塔倾斜,工程师会在建筑中央打入一条40米的脊柱,但在1173年,人们还没有掌握这样的技术,他们只能根据几百年来的经验,来调整倾斜的角度和判断这座塔到底能建到什么高度。博纳诺·比萨诺让人把比萨塔北面的立柱和拱门建高些,以便和倾斜相抵。

1178年,比萨塔工程被迫停止,有历史学家说,可能是因为塔身太过倾斜,再建就会倒塌,也有历史学家认为真正的原因是,这一年,比萨爆发了大规模的政治和军事动乱。

这次停工持续了百年之久,13世纪人们再次决定修建这座钟塔时发现,塔身已经向北倾斜了大约7英寸,为了纠正倾斜的塔身,工匠们不断在它的南面加高石料,加高后建成的塔身看起来就像个香蕉。负责的工程师焦旺尼·迪·西蒙为了防止塔身负担太重,在上层选择了轻型材料浇筑,并在内外塔壁中间留有空隙。

1278年,钟塔只差最后一层没有加盖时又被迫停工了,焦旺尼·迪·西蒙认为,再盖下去比萨塔一定有倒塌的危险。这个收尾工程一直到82年后才有人接手。建筑师托马索·安德雷比披萨打算完成这座奇异的建筑。1370年,钟塔正式建成,但顶层完成后,整个塔身的倾斜却急剧加快。

14世纪,人们为了防止塔身继续倾斜,将南北两边的台阶建成了不同的数目,以达到平衡,最后南面整整比北面高出34英寸。工匠们在北面放置了一口更大些的钟,比萨塔成为一座名副其实的钟楼。

建成后的比萨塔向南倾斜,为8层的圆柱形设计,塔身底部厚4米,顶部厚2米,塔身重量为1.42吨。底层有圆柱15根,中间六层31根。塔内有蜿蜒至顶部的台阶,整个建筑的14000吨重量只靠一圈外墙支撑,外墙由石料、石灰和灰浆筑成,墙面镶了一层薄薄的大理石表面。如果任凭岁月侵蚀而不去管它,比萨斜塔就算不会倒掉,有一天也会因为外墙承受压力太大而断裂。

第一次修正

此后的比萨斜塔没有再继续倾斜而是不断下沉,到了19世纪,它已经下沉了10英寸,最底层的一部分已经被埋在了松软的泥土里。1838年,意大利建筑师阿勒桑德罗决定出手拯救这座可怜的建筑。他的方案是把地基周围的泥土挖出来,让漂亮的大理石柱子重见光明,但他不知道,比萨塔地基的泥土下布满了水域,工程刚进行没多久,大量积水就漫上来了,已经五个世纪没有动弹的斜塔又倾斜了1英寸。幸运的是它并没有完全倒掉,人类在近代对比萨塔做的第一次修正努力宣告失败,此后70年没人敢再动它一下。

1902年,威尼斯圣马可广场一座屹立了近1000年的钟塔,突然出现了大面积的蛇形裂纹,接着应声倒下,坍塌持续了一段时间,两天后,这座古塔成为一片废墟。比萨市政府吓坏了,他们赶紧组织专家组对比萨斜塔进行研究,但基本束手无策。

1933年,意大利独裁者墨索里尼看到了这座白塔,命人把水泥浇灌进地基,100年前的悲剧再次上演,地下水漫进地基,大水冲走了里面原先的灰浆,涌出地面。工程师们认为,是不牢固的地基导致了这一切,他们在塔基上钻了361个洞,开始往洞里灌水泥,80吨水泥被一点一点倒进去,这一举措非但没有拯救这个建筑,还导致塔身又倾斜了3.5英寸。人们还没来得及采取进一步修正措施,第二次世界大战爆发了,斜塔整治的事情又一次被搁置。

在二战中幸存的斜塔到了上世纪八十年代末,继续偏离中心线,塔身外层大理石板承受的压力不断增大,比萨塔随时有可能崩塌。科学家们甚至预计,比萨塔将会在未来的30年到50年内彻底倒塌,但鉴于历史上的那些失败的拯救措施,意大利政府并没有采取贸然行动。

关门谢客4000天

1987年12月,联合国教育科学文化组织世界遗产委员会第11次会议决定,将比萨斜塔收入世界遗产名录,编号第395号。古老的比萨塔又一次被世界瞩目,关于倾斜与扶正的话题还在继续。

1989年,帕维亚市一个塔楼倒塌事故给人们敲响了警钟。倒塌事故导致4人死亡,专家们意识到同样的事情可能发生在比萨斜塔上,因为两个塔楼地基泥土、建筑方式都十分相似。

此时,比萨斜塔偏离中线17英寸,已经有了5.5度的倾斜角,土壤力学专家在电脑上模拟这一角度时,塔身根本站不起来,现实中倾斜的比萨塔没有倒掉已经是件不可思议的事。

1990年1月7日,意大利政府不得不宣布,比萨斜塔存在严重的安全隐患,必须关门谢客,从此,人们只能远远围观这座举世瞩目的白塔了。同年,意大利政府宣布组成专家委员会,研究彻底拯救斜塔的方案,同时,各种稀奇古怪的救塔建议也像雪片一样从世界各地飞来。有人建议用氢气球在空中吊住塔尖,有人觉得可以在中空的塔身植树……遗憾的是这些极具创意的方法并不可行。

20世纪90年代开始,专家们给比萨塔的每一个裂缝都安装了感应器,一旦任何一个有扩大的趋势,仪器上就会及时显示。每天早上都会有一位检测员进入塔身内部,通过检测仪查看白塔的偏移情况。紧绷的缆绳和从塔顶垂至底部的钟摆可以随时检测白塔每时每刻倾斜的角度。但工程师们依然无法拿出拯救斜塔的最有效方案。他们只能采取一些临时措施,比如在塔身倾斜受到压力最大的一面固定钢缆,把白塔结结实实地捆起来;在北面底部添置600吨的铅块,形成一个巨大的后缀力牢牢抓住快要到倒掉的塔身。这些工程完成后,人们发现比萨斜塔首次向反方向移动了一点点。

然而,这些铅块堆放在斜塔身旁实在太丑了,比萨市民和艺术家提出了强烈的抗议,工程师们又想出一个看起来更完美的解决之道。在塔的地基周围浇灌混凝土,鉴于历史上曾有挖掘地基后地下水涌出的记载,工程师进一步提出应该先冷冻泥土,再开始挖掘。他们在塔基四周打洞,注入液氮,地面下的泥土和水成了一个大的冷冻库。遗憾的是工程一开始,塔身就开始快速倾斜,几天之内倾斜了过去一年才达到的角度,人们很沮丧地认为,他们可能就要失去这座钟塔了。

工程师迅速把铅块还原到之前的位置,塔身停止移动了,花了5年时间,用当时最先进的技术进行的修复工程宣告失败,整个意大利愤怒了。1995年,工程全部停止,斜塔被永久关闭。

比萨斜塔的关闭给比萨人的经济生活带来致命的打击,世界各地的游客无法亲身登上这座传奇建筑,只远远地拍张照片,买点小纪念品就选择离开,比萨的旅馆和餐馆生意都受到很大影响,营业额一度跌落20%。

1998年,科学家们力排众议又开始研究新一轮的拯救计划,他们在斜塔的北部地下挖土,让北面的土壤下沉,试图让塔身自动回正一些。新计划如果顺利,可以将塔身扶正约16英寸,这在视觉上几乎看不出差别。

挖土技术早在19世纪初就曾用于修复倾斜的英国圣查德塔,而这个方案在1962年就由意大利建筑师费尔南多特拉西纳提出过。科学家们用了10年时间,花了2500万美元之后,竟然回过头来选择了这个40年前就被提出却轻易被忽略的方案。

2000年2月,41条抽土管深深扎入塔身北侧20米深的地基中,以日抽土100千克的速度进行。与此同时,几根钢索环绕捆住斜塔二层,向北拉住塔身,以防止其突然倒塌,同时有120部精密仪器时刻监控塔身的倾斜情况。

挖土计划实施5个月后,塔身向北回正了约半英寸,这让专家组兴奋不已,但工程进行到一半,资金却没了。意大利政府抱怨专家组拖延了太长时间,工程师们则批驳国家政府机构官僚化太严重。于是大家都开始等待,工程师等着后续资金到来,以完成这项旷日持久的修复工程,而比萨人和游客则等着钟塔开放那天的到来。

“稳定斜塔是一项非常细腻的工作,就像医师在治疗一位体弱多病的老人,尽管不能听诊病人的胸腔,却很清楚病人对每一种药物都有令人忧心的反应。”一位参与纠偏工程的工程师说。2001年,关闭4359天后的比萨斜塔再次向游人开放,但整个纠偏行动到2007年才完工。古塔修复费用高达600万欧元,提前开放是为了从售票中获取收益以维持开支。比萨斜塔每年会吸引100万的游人前来参观,游人必须提前在专门等候区集中,然后由专人带队登塔。每次登塔的人数限制为15名,逗留时间不能超过30分钟。

修复竣工当天,拯救委员会成员、土壤结构专家约翰·伯翰在接受采访时说,比萨斜塔被扳正的角度比原计划略有出入,稍微“过”了一点,但这对比萨斜塔保护是有利的。目前的比萨塔北侧高55.22米,南侧为54.52米,专家们信心满满地说,这座斜塔至少还可以再维持300年。

摘自《国家人文历史》2013年第24期 作者:周冉

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