【世界10大古蹟文物─第9名義大利比薩斜塔】
【世界10大古蹟文物─第9名義大利比薩斜塔】
世界排名前10大的古蹟，是那個時代的人的技能和手工的代表作。今天成為另我們驚訝地看到這些奇蹟，在如此偏遠的時代沒有偉大工程是如何作出的現代的技術。
此塔是在比薩,建於8月14日城市之意。因為它向右側傾斜,但到現在為止它還是穩定的，並沒有發生任何變化。
比薩斜塔（義大利語：Torre pendente di Pisa或Torre di Pisa）是一座位於義大利托斯卡納大區比薩省比薩市城區北面國家建築群的高塔，與它相鄰的大教堂、洗禮堂、墓園均對11世紀至14世紀義大利建築藝術有巨大影響，故被聯合國教育科學文化組織評選為世界遺產。
比薩斜塔是比薩城大教堂的獨立式鐘樓，位於比薩大教堂的後面，是奇蹟廣場三大建築之一，始建於1173年，設計為垂直建造，但是在工程開始後不久便由於地基不均勻和土層鬆軟而傾斜，1372年完工，塔身傾斜向東南。
比薩斜塔位於義大利托斯卡納省比薩城北面的奇蹟廣場上，廣場的大片草坪上散布著一組宗教建築，它們是大教堂（建於1063年-13世紀）、洗禮堂（建於1153年-14世紀）、鐘樓（即比薩斜塔，建於1173-1350年）和墓園（建於1278年-15世紀），它們的外牆面均為乳白色大理石砌成，各自相對獨立但又形成統一羅馬式建築風格。
比薩大教堂鐘樓的建造開始於1173年8月，工程曾間斷了兩次很長的時間。它的建造完全遵循了最初的設計，但它的設計者至今未知。
在鐘樓入口右側牆上發現的碑銘記錄了鐘樓開始建造的年代：「A.D. MCLXXIV. CAMPANILE HOC FUIT FUNDATUM MENSE AUGUSTI」，意為「此鐘樓奠基於公元1174年8月」（註：實為1173年8月，當時比薩使用的紀年同現在通用的公元紀年相差一年）。這個年份也多次出現在歷史檔案和同時代的編年史中。
過去人們曾一度認為鐘樓是故意被設計成傾斜的，但是現在人們清楚地知道事實並非如此。作為比薩大教堂的鐘樓，1173年8月9日開始建造時的設計是垂直豎立的，原設計為8層，高54.8公尺，它獨特的白色閃光的中世紀風格建築物，即使後來沒有傾斜，也將會是歐洲最值得注意的鐘樓之一。
但是1185年，當鐘樓興建到第4層時發現由於地基不均勻和土層鬆軟，導致鐘樓已經傾斜偏向東南方，工程因此暫停。期間的1198年，記載了鐘樓內撞鐘的存在，這標誌著鐘樓雖然傾斜，但至少懸掛了一個撞鐘，實現了它作為鐘樓的初衷。
1231年，工程繼續，第一次有記載鐘樓使用了大理石。建造者採取各種措施修正傾斜，刻意將鐘樓上層搭建成反方向的傾斜，以便補償已經發生的重心偏離。1278年進展到第7層的時候，塔身不再呈直線，而是為凹形。工程再次暫停。
1292年，喬凡尼‧皮沙諾用鉛垂線測量了鐘樓的傾斜度。
1360年，在停滯了差不多一個世紀後鐘樓向完工開始最後一個衝刺，並作了最後一次重要的修正。1372年擺放鐘的頂層完工。54公尺高的8層鐘樓共有7口鐘，但是由於鐘樓時刻都有倒塌的危險而沒有撞響過。
比薩斜塔毫無疑問是建築史上的一座重要建築。在發生嚴重的傾斜之前，它大膽的圓形建築設計已經向世人展現了它的獨創性。雖然在更早年代的義大利鐘樓中，採用圓形地基的設計並不少見，類似的例子可以在拉文納、托斯卡納和翁布里亞找到，但是，比薩鐘樓被認為是獨立於這些原型，更大程度上，它是在借鑑前人建築經驗的基礎上，獨立設計並對圓形建築加以了發展，形成了獨特的比薩風格。
比如，鐘樓的圓形設計被認為是為了同一旁的大教堂建築形成反射而相對應，因此有意地模仿教堂半圓形後殿的曲線設計。更重要的是，鐘樓與廣場上對圓形結構的強調是相一致的，尤其是在宏偉的同樣是圓形的洗禮堂奠基以後，整個廣場更像是有意設計成耶路撒冷復活教堂（Anastasis）的現代版本。這種的設計正來源於經典的古代建築。
鐘樓的裝飾格調繼承了大教堂和洗禮堂的經典之作，牆面用大理石或石灰石砌成深淺兩種白色帶，半露方柱的拱門，拱廊中的雕刻大門，長菱形的花格平頂，拱廊上方的牆面對陽光的照射形成光亮面和遮蔭面的強烈反差，給人以鐘樓內的圓柱相當沉重的假象。大教堂、洗禮堂和鐘樓之間形成了視覺上的連續性。
傾斜的原因和趨勢
幾個世紀以來，鐘樓的傾斜問題始終吸引著好奇的遊客、藝術家和學者，使得比薩斜塔世界聞名。
比薩斜塔為什麼會傾斜，專家們曾為此爭論不休。尤其是在14世紀，人們在兩種論調中徘徊，比薩斜塔究竟是建造過程中無法預料和避免的地面下沉累積效應的結果，還是建築師有意而為之。進入20世紀，隨著對比薩斜塔越來越精確的測量、使用各種先進設備對地基土層進行的深入勘測，以及對歷史檔案的研究，一些事實逐漸浮出水面：比薩斜塔在最初的設計中本應是垂直的建築，但是在建造初期就開始偏離了正確位置。
比薩斜塔之所以會傾斜，是由於它地基下面土層的特殊性造成的。比薩斜塔下的有好幾層不同材質的土層，各種軟質粉土的沉澱物和非常軟的粘土相間形成，而在深約一米的地方則是地下水層。這個結論是在對地基土層成份進行觀測後得出的。最新的挖掘表明，鐘樓建造在了古代的海岸邊緣，因此土質在建造時便已經沙化和下沉。
根據現有的文字記載，比薩斜塔在幾個世紀以來的傾斜是緩慢的，它和它地基下方的土層實際上達到了某種程度上的平衡。在建造的第一階段第3層結束時，鐘塔向北傾斜約0.25°，在第二階段由於糾偏過度，1278年第7層完成時反而向南傾斜約0.6°，1360年建造頂層鍾房時增加到1.6°。1817年，兩位英國學者Cresy和Taylor用鉛垂線測量傾斜，那時的結果是5°。1550年Giorgio Vasari的勘測與1817年Cresy和Taylor的勘測之間相隔267年，傾斜僅增加了5公分。因此人們也沒有對斜塔進行特意的維修。
然而1838年的一次工程導致了比薩斜塔突然加速傾斜，人們不得不採取緊急維護措施。當時建築師Alessandro della Gherardesca在原本密封的斜塔地基周圍進行了挖掘，以探究地基的形態，揭示圓柱柱礎和地基台階是否與設想的相同。這一行為使得斜塔失去了原有的平衡，地基開始開裂，最嚴重的是發生了地下水湧入的現象。這次工程後的勘測結果表明傾斜加劇了20公分，而此前267年的傾斜總和不過5公分。
1838年的工程結束以後，比薩斜塔的加速傾斜又持續了幾年，然後又趨於平穩，減少到每年傾斜約1毫米。
維修
因為比薩斜塔的傾斜和它同時具有的美麗，從1173年建造伊始至今，它一直受到人們的關注。在建造過程中，起初人們先是採用特殊的建築設備試圖阻止傾斜的繼續，其後又替換掉柱子和其他破損的部件，現在人們又在地基間插入材料，大大地減少了傾斜程度，保證塔樓能夠維持更長時間而不倒下。
進入20世紀以後，隨著科學技術的發展和政府部門的投入，對比薩斜塔維護的研究工作有了進展，專家成立委員會評估任何一個可能導致傾斜加劇的危險可能性，並研發阻止繼續傾斜直至逆轉傾斜的方法。
由於傾斜程度過於危險，比薩斜塔曾在1990年1月7日停止向遊客開放，經過11年的修繕，耗資約3960萬美元，斜塔被扶正44公分，基本達到了預期的效果。專家認為，只要不出現不可抵禦的自然因素，經過修復的比薩斜塔，300年內將不會倒下 。2001年12月15日起再次向遊客開放。
比薩斜塔從地基到塔頂高58.36公尺，從地面到塔頂高55公尺，鐘樓牆體在地面上的寬度是5.09公尺，在塔頂寬2.48公尺，總重約14453噸，重心在地基上方22.6公尺處。圓形地基面積為285平方公尺，對地面的平均壓強為497千帕。目前的傾斜約10%，即5.5度，偏離地基外沿2.3公尺，頂層突出4.5公尺。
伽利略的自由落體實驗
傳說1590年，出生在比薩城的義大利物理學家伽利略，曾在比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球同時落地，由此發現了自由落體定律，推翻了此前亞里士多德認為的重的物體會先到達地面，落體的速度同它的質量成正比的觀點。
伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事，記載在他的學生維維安尼（Vincenzo Viviani，1622年—1703年）在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》（1717年出版）一書中，但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗，歷史上一直存在著支持和反對兩種不同的看法。
另據記載，1612年有一個人在比薩斜塔上做過這樣的實驗，但他是為了反駁伽利略而作這個實驗的，結果是兩球並沒有同時到達地面。
事實上，根據現代流體力學的理論，即便不考慮塔頂常年的大風，由於空氣阻力和湍流的影響，兩球也是無法同時到達地面的。
入選世界遺產
1987年4月，國際文化紀念物與歷史場所委員會提名義大利比薩城的奇蹟廣場（包括大教堂、洗禮堂、比薩斜塔和墓園）為世界文化遺產，認為其滿足以下四個獲選條件：
(1).奇蹟廣場上的四座建築堪稱建築傑作，它們在空間上的設計從藝術上角度是獨一無二，「代表了人類創造精神的傑作」（文化遺產標準一）。
(2).奇蹟廣場的建築深刻影響了從11世紀到1284年的建築發展和14世紀的藝術發展，「通過建築或技術、有紀念意義的藝術品、都市計畫或景觀設計，展現了在一段時期內或在一個文化區域中進行的有重要意義的人文價值的交流」（文化遺產標準二）。
(3).奇蹟廣場包含了幾座典型的宗教建築，各自擁有不同的宗教作用，共同組成了一個中世紀基督教建築的典範，「突出地代表了某一類建築或技術的，並且展示了人類歷史上的某一段或幾段非常重要的時期」（文化遺產標準四）。
(4).19歲的伽利略在比薩大教堂內觀察銅製吊燈的擺動，從而發現了小擺動的等時性定律，這是他動力學研究的序幕；在比薩斜塔頂的實驗使他得出了自由落體定律，奇蹟廣場上的兩座建築直接同物理學的歷史相聯繫，「直接或明確地同某些具有突出的、普世的價值的事件、現實的傳統、思想、信仰、文化作品或文藝作品相聯繫」（文化遺產標準六）。
1987年12月，聯合國教育科學文化組織世界遺產委員會第11次會議決定將其收入世界遺產名錄，編號第395號。
1983年的英國電影《超人III》中塑造了一個邪惡的超人形象，在世界各地「做壞事」，其中就包括把比薩斜塔扶正，電影結局是超人又將塔樓恢復到原來的傾斜角度。
比薩斜塔的落體實驗
亞里斯多德(Aristotle, B.C.384~322)認為二個重量不等的球，從同一個高度，同時落下時，重的會先到達地面。他認為落體的速度和它的重量成正比。亞里斯多德的說法，被認為是天經地義而流傳了二千年。
最早挑戰這個看法的，並且做實驗來否定亞里斯多德的，並不是伽利略。早在1586年，荷蘭的力學家西蒙史蒂芬(SimonStevin,1548~1620) 就做了落體實驗，並且在他的《論力學》中寫到：
我們拿二個球，其中一個比另一個重十倍。我們把他們從30英尺的高度同時丟下來，落在一塊木板或者是什麼會發出清晰聲響的東西上面，我們發現，輕的球所花的時間並不是重球的十倍，而是當它們落地時，它們發出的聲音聽起來就像是一個聲音一樣。
那伽利略到底有沒有在比薩斜塔上，當著許多人的面做這個實驗呢？這件事的記載是來自維維安尼 (Vincenzo Viviani,1622~1703)在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》，這本書在1717年出版。維維安尼是伽利略晚年的得意門生和親密助手，他到伽利略身邊時才18歲，3年後，伽利略就過世了。在書中，維維安尼說，伽利略在1590年的一天，當著全校師生的面前，在比薩斜塔的七層陽台上做了落體實驗。但是根據科學史家們的考證，伽利略、比薩大學和同時代的人都沒有關於這次實驗的的記載和說明。
那到底有沒有人在比薩斜塔上做過這個實驗？根據記載，1612年有一個人在比薩斜塔上做過這個實驗。不過這個人是支持亞里斯多德觀點的。他是為了反駁伽利略而作這個實驗的。結果呢？二者並沒有同時到達地面。
朱恆足編著《物理五千年》這本書上是這麼描述的。
其實，不論伽利略是否在比薩斜塔上做過這個實驗，在他所著的《二種新科學的對話》一書中，他用巧妙的推理，把亞理斯多德的學說駁的體無完膚。伽利略寫道：如果亞理斯多德的理論是正確的，即物體越重落下越快，那麼，若將一個重物和一個輕物綁在一起，讓它落下，會有二種結論出現：
(1)重的想要快速落下，輕的卻又扯重的後腿，所以整個物體比單獨重物落下的時間還慢。
(2)重的加輕的，比原來更重，因此落下的時間會比單獨重物來得短。
結論(1)和(2)是相互矛盾的，所以物體越重落下越快的這個假設有問題，因此，重物和輕物落下的時間應該相等。
真的是這樣的『想像實驗』就推翻了2000年來的亞理斯多德學說嗎？問題好像也沒有這麼簡單，伽利略在1638年出版的《二種新科學的對話》書中，還討論到物體在水中落下的情況，也就是說，他對有阻力時的情形做了很多研究，他甚至做了很多實驗證明無阻力時落下的距離 S 和所需的時間平方 t2 成正比。你一定會想到，就是
S = (1/2) g t2
也沒錯啦，不過他只說 S 和 t2 成正比，g 的大小可不是他算出來的。而且，自由落體實在落得太快，很難測量，（不只是難而已，伽利略當時沒有時鐘。那他怎麼計時？該不是用脈搏吧？）他為了『沖淡』重力的影響，設計了『斜面實驗』，用斜面實驗的結果來推論自由落體 S 和 t2 成正比。
比薩斜塔為什麼地震不會倒？ 科學家給出答案2018.05.11 09:57
屹立640多年的義大利比薩斜塔（The Leaning Tower of Pisa），歷經多次地震與至少4次的強震，為什麼不會倒？近日英國與義大利科學研究團隊給出答案：傾斜是因為土壤，不倒也因為土壤。
英國布里斯托大學網站公布最新研究報告，這座高達58公尺的比薩斜塔因為高度與硬度，與基座所在的地面鬆軟土壤相互作用，當初因為土壤太軟而傾斜一邊的塔樓，反而因此不會在地震時產生共振，就減少了倒塌的危險。
比薩斜塔是比薩大教堂（Duomo Santa Maria Assunta）的鐘樓，建於1173年，當初設計是垂直，但施工後不久即向一邊傾斜，卻仍照常施工，完工於1372年，至今已經有640多年歷史。
科學家已經找出比薩斜塔會傾斜的原因，是由於它地基下面的特殊土壤造成的，各種軟質粉土的沉澱物與非常軟的粘土交錯形成，而地下約1公尺深的地方則是地下水層，土壤在建造時便已經沙化並且下沉，才造成鐘樓傾斜。
義大利地震不少，但為什麼比薩斜塔歷經至少4次強震都不會倒塌？布里斯托大學與羅馬第三大學團隊最新研究指出，也就是這種沙化並且下沉的土壤特性，與又高又硬的塔身相互作用，讓鐘樓在地震時不致產生共振作用，才得以保存下來。參與研究的教授米羅坎尼斯（George Mylonkanis ）表示，有趣的是，這種土壤讓比薩斜塔傾斜，卻又是幫助它挺過地震的功臣。
名列世界遺產之一的比薩斜塔在1990年關閉，進行人工修護，被扶正44公分，恢復到0.54度的角度，在2001年才又重新開放。