世界三大奇塔

塔，是一種神奇的建筑。它們有的高大神秘，讓你肅然起敬，有的背后還藏著種種傳說，讓你頂禮膜拜。塔的模樣更是千變?nèi)f化，有傲立于山頂?shù)姆鹚?，有扎根在深山老林中的墓塔，有坐落在園林里的功德塔，還有隱藏在市井中的鎮(zhèn)妖塔……在這千碑百塔中，法國(guó)的埃菲爾鐵塔，與我國(guó)山西的應(yīng)縣木塔，以及意大利的比薩斜塔，并稱為世界三大奇塔。

長(zhǎng)壽的“鐵娘子”——埃菲爾鐵塔

埃菲爾鐵塔位于法國(guó)巴黎的戰(zhàn)神廣場(chǎng)，它于1889年建成，是一座鏤（lòu）空結(jié)構(gòu)鐵塔。被法國(guó)人稱為“鐵娘子”。

埃菲爾鐵塔的名字取自設(shè)計(jì)它的橋梁工程師居斯塔夫·埃菲爾。這座鐵塔在19世紀(jì)已經(jīng)是一件了不得的“龐然大物”了。它總高324米，總重量達(dá)到了7000多噸?，F(xiàn)在，它已經(jīng)成了法國(guó)的象征。很少有人知道，當(dāng)初它的設(shè)計(jì)使用壽命只有20年！因?yàn)楫?dāng)年這座塔是為了裝點(diǎn)在巴黎召開的世界博覽會(huì)而修建的，并沒有考慮要讓它長(zhǎng)久地佇立下去。

作為一種建筑材料，鐵可是缺點(diǎn)多多：首先，鐵被雨水、雪水澆濕之后，就容易生銹、腐蝕，時(shí)間長(zhǎng)了，就爛成一堆鐵銹啦；其次，鐵有熱脹冷縮的“毛病”。這么一座大高塔，在露天環(huán)境里雨淋日曬，還不得變形倒塌嗎？誰料到，這位“鐵娘子”還真經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)，至今依然屹立不倒。她的“長(zhǎng)壽秘訣”又是什么呢？

經(jīng)科學(xué)家們測(cè)量發(fā)現(xiàn)，埃菲爾鐵塔并不總和地面保持垂直。上午，鐵塔會(huì)向西傾斜100毫米，到了炎熱的中午，鐵塔會(huì)向西北傾斜70毫米。這些正是熱脹冷縮給鐵塔帶來的影響。雖然整座塔上的鋼鐵都會(huì)隨溫度的變化發(fā)生變化，但由于它采用的鏤空結(jié)構(gòu)，塔身上各處接受陽光照射的角度和強(qiáng)度都不一樣，因此，塔身各處的溫度是有差別的。溫度不同，鋼鐵膨脹的程度就不同，所以會(huì)出現(xiàn)偏斜的現(xiàn)象。也正是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)得十分巧妙，所以鐵塔“斜而不倒”。

人們?cè)谘芯窟^程中還發(fā)現(xiàn)，埃菲爾鐵塔并不是由標(biāo)準(zhǔn)的鋼材建造的，而是由一種名為“鍛鐵”的材料制成。鍛鐵是由生鐵經(jīng)過加熱和鍛造處理后得到的材料。它雖然也是鋼鐵的一種，但在很多方面和普通的鋼鐵完全不同。比如說，它的韌性很強(qiáng)，容易進(jìn)行鍛造加工，并且適合焊（hàn）接。埃菲爾鐵塔之所以如此堅(jiān)硬，在很大程度上就要?dú)w功于這副“鍛鐵”制成的身板兒。

法國(guó)的工程師們?cè)?jīng)使用“鍛鐵”重新制作了一個(gè)埃菲爾鐵塔的模型，然后應(yīng)用各種可以想象到的嚴(yán)酷氣候?qū)@座小鐵塔進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，即使在最壞的天氣條件下，鐵塔最多會(huì)發(fā)生移動(dòng)，但不會(huì)損壞。由此，人們預(yù)計(jì)埃菲爾鐵塔至少還會(huì)繼續(xù)屹立兩到三個(gè)世紀(jì)。呵呵，看來，這位一百二十多歲的“鐵娘子”現(xiàn)在還是位年輕姑娘呢！

千年不倒的山西應(yīng)縣木塔

應(yīng)縣木塔高67.31米，原名佛宮寺釋迦塔，建于遼代，距今已有950余年歷史。它是世界上最高、最古老的木結(jié)構(gòu)佛塔。

如果說鋼鐵作為建筑材料都不“達(dá)標(biāo)”，那木頭的毛病可就更多啦：水一泡，就漲；陰雨天還會(huì)發(fā)霉；還有白蟻、蛀蟲、老鼠這些“敵人”時(shí)刻準(zhǔn)備把它當(dāng)做美餐……哼哼，咱們的應(yīng)縣木塔可是個(gè)特例。在近千年的歲月中，它除了要經(jīng)受風(fēng)霜雨雪年復(fù)一年的侵蝕外，還遭受了多次強(qiáng)地震襲擊，僅強(qiáng)度在5度以上的地震就有十幾次呢！

據(jù)史書記載，元順帝時(shí)，山西應(yīng)州“大震七日”，塔旁的廟宇都倒塌了，只有木塔巋然不動(dòng)。到了近代，我國(guó)邢臺(tái)、唐山、大同、陽高一帶的幾次大地震均波及到應(yīng)縣。在地震中，木塔曾大幅度擺動(dòng)，風(fēng)鈴全部震響，過后卻依舊巍然屹立。1926年當(dāng)?shù)剀婇y混戰(zhàn)時(shí)，木塔曾中彈200余發(fā)，至今塔身上的彈痕還清晰可見。那么，到底是什么“功夫”讓木塔有了這樣“刀槍不入”的功力呢？

經(jīng)中國(guó)工程院的科學(xué)家們研究，認(rèn)為保證木塔千年不倒的原因首先是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得非?？茖W(xué)合理。這座木塔從總體上看可分為內(nèi)外兩層，里面的一層像個(gè)八角形的木桶，中間供奉著佛像；外面的一層則供人攀登活動(dòng)。這兩層之間用木板、木梁、柱子等材料縱橫相連，就構(gòu)成了一個(gè)剛性很強(qiáng)的雙層套桶式結(jié)構(gòu)。這樣，就大大增強(qiáng)了木塔的“抵抗力”。

其次，木塔外觀為五層，而實(shí)際為九層。每?jī)蓪又g都設(shè)有一個(gè)暗層。在歷代的加固過程中，工匠們?cè)诎祵觾?nèi)非?？茖W(xué)地增加了許多木制的斜撐結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)具有較好的力學(xué)性能，因此，木塔的強(qiáng)度和抗震性能也就大大增強(qiáng)了。

此外，斗拱和卯（mǎo）榫（sǔn）都是我國(guó)古代建筑所特有的建造方式。采用這些方式建成的建筑，木材和木材之間并不是被固定得死死的。在受到大風(fēng)地震等外力沖擊時(shí)，木材之間會(huì)產(chǎn)生一定的位移和摩擦，從而吸收和損耗了外來的部分能量，起到了“自我保護(hù)”的作用。如果說前面埃菲爾鐵塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以“剛”為主，那么應(yīng)縣木塔的建造方式就比較“柔”了。這一柔一剛相結(jié)合，就是咱們應(yīng)縣木塔練成“千年不倒”的秘訣啦！

“斜而不倒”的比薩斜塔

比薩斜塔是意大利比薩城的標(biāo)志。它修建于1173年。作為比薩大教堂的鐘樓，它采取了非常少見的圓形外觀設(shè)計(jì)。它不是用鐵，也不是用木頭，而是用白色的石磚砌成的。

早在1178年，當(dāng)塔建到第4層時(shí)，就發(fā)現(xiàn)由于地基不均勻和土層松軟，導(dǎo)致塔身已經(jīng)開始向東南方向傾斜，工程因此暫停。直到1231年才繼續(xù)開工。建造者采取各種措施，想要修正塔身，于是刻意將上層搭建成向反方向傾斜?？墒?，這種做法的效果不佳。1278年蓋到第7層的時(shí)候，人們發(fā)現(xiàn)塔身已經(jīng)變成了一個(gè)豎起來的碗形。工程被迫再次暫停。

1360年，在停工了差不多一個(gè)世紀(jì)后，這座塔終于再次開工。1372年，塔的頂層完工。54米高的8層鐘塔上還掛了7口鐘。但是由于看起來這座塔時(shí)刻都有倒塌的危險(xiǎn)，誰也不敢上去把它們撞響。而且，這座鐘塔還在一直不斷地傾斜下去。但奇妙的是，它一直也沒有倒塌。幾個(gè)世紀(jì)以來，這座神奇的斜塔始終吸引著好奇的游客，其中不乏藝術(shù)家和學(xué)者，使得比薩城成了世界聞名的旅游勝地。

科學(xué)家們對(duì)這座塔的建筑材料、結(jié)構(gòu)、所處地理環(huán)境等方面都進(jìn)行了充分的研究，并采用各種先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。他們認(rèn)為，造塔用的石磚與石磚之間粘合得極為巧妙，即使傾斜，也沒有發(fā)生斷裂，成為斜塔斜而不倒的重要原因。但也有專家根據(jù)斜塔近幾年來的傾斜速度推測(cè)，斜塔將于二百多年后徹底倒下。另一些研究者發(fā)現(xiàn)，比薩斜塔曾一度向東傾斜，爾后又轉(zhuǎn)向南傾斜，因此，它是否會(huì)倒下恐怕還是一個(gè)未知數(shù)。

最關(guān)心斜塔命運(yùn)的還是比薩的當(dāng)?shù)厝?，盡管他們也對(duì)斜塔的傾斜感到擔(dān)憂，但更多的是為自己的故鄉(xiāng)擁有這座斜塔而感到自豪。他們堅(jiān)信它不會(huì)倒下。在當(dāng)?shù)兀羞@樣一句俗語：“比薩塔像比薩人一樣健壯結(jié)實(shí)，永遠(yuǎn)不會(huì)倒下去。”他們尤其對(duì)那些企圖把斜塔重新豎直的計(jì)劃深惡痛絕。因?yàn)檫@些做法經(jīng)常是適得其反。例如在1934年，一些人打算對(duì)塔進(jìn)行加固，于是在地基及四周注入了90噸水泥。沒想到，塔身反而更加不穩(wěn)，傾斜得更快了。

然而，為了防止塔意外倒塌給游客帶來危險(xiǎn)，從1990年到2001年，意大利政府還是對(duì)比薩斜塔進(jìn)行了必要的修繕（shàn），將斜塔“扶正”了44厘米。專家認(rèn)為，只要不出現(xiàn)不可抗拒的自然因素，經(jīng)過修復(fù)的比薩斜塔，300年內(nèi)將不會(huì)倒塌。當(dāng)然，最保險(xiǎn)的辦法是抓緊時(shí)間，趕快去比薩游覽一番。萬一斜塔哪天真的倒了，可就來不及啦！