铁塔倾斜见智慧
铁塔倾斜见智慧

◎胡东乐

  世界上能保存完好且仍安然矗立的高大古塔极为罕见,开封铁塔就是一例。该塔始建于1049年,至今已经挺拔耸立了近千年,故开封铁塔是中国乃至世界古代巨型建筑中品位上乘的经典。和国内外类似的古建筑相比,该塔应该被颁发"质量免检"证书。
  20世纪80年代以前,开封铁塔从未进行过垂直度测量,开封人都知道铁塔微微有点倾斜。这可不是塔有毛病,而是其设计建造者的有意为之。因为开封多西北风,又因为铁塔是对灵感木塔的仿造,所以铁塔的设计者就特意将塔建造得向西北方向倾斜,希望塔身能在漫长的岁月中被西北风逐渐"扶"正。千百年来,开封铁塔以"我自岿然不动"的雄姿明证了其设计得科学合理和建造得坚固长久,凸显了古代劳动人民的聪明智慧。
  中国乃至世界古代斜塔很多,在此拟以一些典型的斜塔与开封铁塔进行比较,虽然无意厚此薄彼,但是仍然会从中了解一些有关的科学知识。
  斜而未倒的古塔,在中国有近20座。据目前公布的数据分析,辽宁绥中县的前卫歪塔是名副其实的塔王,倾斜度12度;排名第二的是南京方山定林寺塔,倾斜度7度59分;第三名是上海松江县天马山的护珠斜塔,倾斜度6度52分(一说为6度53分);第四名是湖南城冈的花塔,倾斜度6度22分。
  国外也有斜塔,其中最著名的当属意大利比萨斜塔,其高34.5米,倾斜度5度40分。比萨斜塔的斜度虽在前边所列的中国四塔之下,但其因伽利略利用两个铁球在这里进行自由落体实验而声名远播,知名度远在中国四塔之上。
  该塔始建于1174年,竣工于1350年,前后竟用时176年!也就是说,如按中国的纪元算,比萨斜塔从南宋中前期开始建造,其完工时,中国已经改朝换代,变为元朝末期了。是什么原因致使该塔形成这样马拉松式的漫长工期?毫无疑问,是地基不牢造成塔斜。比萨斜塔完工时,塔顶中心偏离垂直中心线距离2.1米。在以后的600余年中,比萨斜塔的斜度不断加剧。至1990年前,该塔已偏离中心线约4.94米,处于危乎高哉的状态。
  为拯救比萨斜塔,1990年起,世界各类顶级科学家历时11年为之实施扶正工程。2001年6月13日,意大利科学家宣布:目前,比萨斜塔偏离中心距离4.5米,比扶正前减少0.44米,足以确保它在300年内不会发生倒塌。虽然有科学家的保证,但是人们还是为比萨斜塔仍有如此大的斜度而忧心忡忡:地下的事情谁能说得清楚?
  辽宁绥中县前卫歪塔高约10米,塔身向东北方向倾斜12度,塔尖移位1.7米。其具体建筑时间至今仍是一个谜,专家们只能大体判断为辽代中前期所建,距今有1000年左右。专家推测,前卫歪塔倾斜的真正原因是明隆庆二年(1568年)的一次大地震。当然,也不能排除地下水侵蚀、风力等因素影响。
  上海松江县天马山护珠斜塔是一座七层八角形砖木结构宝塔,建于南宋绍兴二十七年(1157年)。清乾隆五十三年(1789年),护珠塔经历了一场火灾,塔顶全部烧毁,木结构荡然无存,致使塔身开始倾斜。
  此外,护珠塔还流传着因挖宝而致塔斜的传说:不知何年何月,因得知护珠塔内藏有舍利子,于是招来了挖宝人。久而久之,护珠塔塔底被挖了一个大洞,有人又从洞里的砖缝里挖出了铜钱,说是给不能怀孕的妻子摸摸可以生小孩。此说不胫而走,塔底的洞也越挖越大。塔内为什么会有铜钱呢?原来相传古代造塔时,为了使砖层平整,也为了镇妖辟邪,就往塔的砖缝里填铜钱。因后来很多人来挖铜钱,把塔砖拆掉,致使塔底层1/3的砖缺失,塔的底部被毁坏,塔身逐渐倾斜。整个斜塔仅靠2/3不到的底层砖墙支撑。
  且不论两种说法孰是孰非,塔身倾斜得厉害已成定局。
  上述三塔与开封铁塔在某些方面既有相似,又有不同。
  前卫歪塔距今有1000年左右,与开封铁塔年代相近,高度却相去甚远;比萨斜塔高34.5米,与开封铁塔高度相若,年代晚于开封铁塔近300年;护珠塔年代稍晚于开封铁塔,却比铁塔少了好几层。比萨斜塔之倾斜是因奠基不慎所致,属先天不足;前卫歪塔之倾斜源于明朝时一次大地震,系天灾加后天抗震力不足;护珠塔之倾斜实因清代一次火灾,加之传说,为天灾人祸。而开封铁塔之倾斜是有意用它来抵抗当地频仍的西北风,乃科学设计。
  虽然开封铁塔的斜度轻微,但其在近1000年的漫长岁月中所受的折磨和苦难远甚于上述三塔。
  1644年,李自成起义军攻打开封,明军决朱家寨、马定口黄河堤淹起义军。结果整个开封城被毁坏,人口死之十有八九。这应该是黄河淹开封最严重的一次,但铁塔安然无恙。1841年,黄河泛滥,大水围困开封达8个月之久,而铁塔安然无恙。
  1085年,朝廷在开宝寺举行科举考试,恰遇雷电击开宝寺,引起大火,烧死很多人。那时,铁塔尚无避雷针,作为开宝寺制高点,依旧安然无损。
  据统计,铁塔自诞生之日起,共遭受地震43次、冰雹10次、风灾19次、河患6次、雷雨患17次,以及人为破坏1次。在如此众多的灾难中,最严重的应该是那次人为破坏---日本侵略者的炮轰和飞机扫射。
  1938年6月5日,日军用五六门大炮轰击铁塔,塔身中弹七八十发,北侧遍体鳞伤,第八、九层被打成2个2米深的大洞。后来,日军飞机俯冲扫射塔顶,大宝珠受枪伤62处,塔身多处遭到破坏。面对残酷的人为破坏,铁塔仍威武不屈,巍然屹立。铁塔的这种精神品质获得了毛泽东的高度赞誉,他在1952年来开封视察了解到铁塔曾经被日本侵略军轰炸时风趣的说:"这个铁塔名不虚传,代表我们中国人民,是打不倒的。"无论是自然或者人为破坏,铁塔始终坚强不屈。
  铁塔之所以雄伟坚固,就在于其有着独特的建筑结构,就在于其设计建造者吸取了灵感木塔被雷电击毁的教训,舍弃木料而采用琉璃材料建塔。首先,铁塔非常注意仿效灵感木塔最基本的承重结构---柱的竖向、枋的横向和斗拱(挑檐与平座)之间的合理布局。其次,铁塔虽为仿楼阁式,但却是实心塔。塔内只有盘旋登临的梯道而没有塔室。更重要的一点,是各种琉璃砖都有预制好的子目槽,像木塔那样有榫有眼。建造时采用镶嵌式,加以牢固的粘接剂,组成一道牢不可破的团结群体,以与脾气古怪的的大自然相抗衡。
  1988年1月,开封黄河水利学校教授杨中华带领技术人员,用当时最先进的仪器和科学的方法对铁塔进行观测。观测的结果:塔尖相对底层中心的位移量约0.75米,方向向东南倾斜,塔身倾斜度13.83/1000。根据观测塔下4个沉降点之间的高差与原观测值比较,说明铁塔外围地基是稳定的,倾斜是塔身本身扭曲造成的。2008年5月12日四川汶川发生大地震,开封震级达5.6级,有明显震感。为了保护国宝铁塔,市文物局再次邀请黄河水利学校派专家进行观测。得出:塔尖相对底层中心的位移量约0.72米,塔身倾斜度是13.05/1000,铁塔仍向东南方向倾斜。应该说此次地震对铁塔没有造成很大影响。
  对开封铁塔颇有研究的张玉发先生认为,经过几十年的观察和观测,从目前看塔尖倾斜暂时不会对铁塔造成大的伤害。他认为塔身扭曲应该与1938年侵华日军炮击铁塔有关,应该密切观察监测,发现问题要及时采取整修措施。
  为此,我们充分相信,游览并面对开封铁塔时,至少不会像游览并面对比萨斜塔、前卫歪塔、护珠斜塔等摇摇欲坠的塔时那么提心吊胆。■