物理：佛塔为何千年不倒？

写作实验室 物理主题投稿

题目1：尝试提一个有趣的物理学问题，并记录下你寻找答案的过程。

 

提起意大利你会想到什么？比萨斜塔肯定是很多人的答案，但很少有人知道南京有一座比大名鼎鼎的比萨斜塔还斜的佛塔。

这座南宋古塔位于南京远郊方山定林寺。据说定林寺始建于南朝，曾是禅宗圣地。南宋乾道年间(1165—1173)，高僧善鉴移址于方山重建定林寺，同时建定林寺塔。千百年来，方山定林寺几经毁建，所幸古塔一直尚存。定林寺塔因年久失修，腰檐、塔顶及塔刹已毁，塔身向北倾斜7.59度，塔顶偏离塔基中心1.6米，岌岌可危，距离8度的“死亡线”只有一步之遥。2003年，相关部门对定林寺塔进行了抢救“纠偏”加固，把斜度从7.59度拉回至5.25度。即便如此，还是超过闻名于世的意大利比萨斜塔，堪称“世界第一斜塔”。

听了这些，你有兴趣吗？

反正我没有多大兴趣。我对爸爸说，暑假没有旅游也完整，求你千万不要再带我去这些历史悠久、内涵丰富的景点了。去了不好好了解文化，浪费，你心累，我对那些灌输更心累，这是何必呢？

他反问我，你觉得怎样才能让你愿意去呢？

我不情愿地开始绞尽脑汁地想，最后获得了两个问题：1.定林寺斜塔为什么名气没有比萨斜塔大？2.佛塔为何千年不倒？

 

我必须承认，这两个问题的答案是我爸爸帮我一起查找资料并讨论修订的。

先说说名气的问题。1590年伽利略在比萨斜塔做的自由落体实验是名气的重要加分项，此外还有意大利著名旅游城市和斜塔市中心位置的效应。

第二个问题，千年不倒主要得从建筑力学来考虑。方山是一座死火山，而塔修建在了火山滚岩上，随着雨水冲刷，塔基松动，因此逐渐向北倾斜。倾斜并不一定会马上倒塌，因为佛塔结构紧密粘合，是一个整体，一定范围内可以斜而不断裂倒塌，这跟积木不一样。地基会对建筑起拉力作用，佛塔的地基座大，只要佛塔的重心还在底部的支撑范围内就不会倒塌。

这是我们在网上找到的一张示意图。

 

什么意思呢？我是用积木、乐高玩具再加上想象，才让自己明白的。积木比嵌在一起的乐高容易倒塌，大多数是在临界点之前断了。大的乐高嵌在板上，就像有根的大树拉住它，能做出很多不规则歪斜的造型。比如下面大、基础厚、上面小，就会稳定很多，不易倒塌。如果底下歪了一点，可以在上面反方向倾斜调整，调整重心和力量的分布，做成整体相对对称均匀的结构。原来世界上真的有眼睛看不见但是又神奇地存在的东西，就像那个能感觉到但是摸不着看不见的重心、重垂线，等我上初中就能认识他们了。

忙活了大半天，我突然觉得整件事有点不对劲，爸爸他不简单啊，我这没去都成了深度游了。

 

小作者自白：我们这个世界原来是多重的，有些东西看得见摸得着，有些东西用感觉才能抵达，比如爸爸的心机和物体重心重力。——赵DY