你可能聽說過，義大利有一個著名的景點，叫比薩斜塔。比薩斜塔是“世界三大奇塔”之一，它雖然是斜的，但是它建成已經幾百年了，從來都沒有倒塌過。

（比薩斜塔）

那你有沒有想過，比薩斜塔為什麼是斜的呢？是特意這麼設計，吸引人注意，還是不小心造成的呢？今天這條問答我們就來說說這個問題。

專家們才發現，按照設計，比薩斜塔本來應該是垂直的，可是後來它逐漸偏離了原來的位置。怎麼回事呢？

這還要從12世紀講起。當時建築師設計比薩斜塔的時候，並沒有考慮到塔底下土地的特點。

比薩斜塔底下的土地有些特殊。根據歷史考據，比薩塔建在海岸的邊緣，那裡的土壤逐漸沙化了，簡單來說，就是變成了沙子。

除了沙子，那片土地裡還有黏土和淤泥，所以土地整體非常鬆軟。這就像你站在海灘邊上，腳很容易陷下去一樣。

可是，當時的建築師在剛開始的時候並沒有注意到這一點，在建造塔的過程中，他們才發現了這個現象，塔的南側陷了下去，整座塔變得有點傾斜了。

（比薩斜塔）

建到了第四層，大概十幾米高的時候，比薩這個地方發生了戰爭，所以塔的修建暫停了近一個世紀。

等到戰爭結束，造塔工程重新開始的時候，建築師想了個辦法，說要把南側的塔建得比北側高一些，看看能不能修正這個傾斜。

這個想法也不是沒有道理。你可以類比一下，植物長得快的一側會壓過長得慢的一側，所以把南側加高一點，理論上有可能讓塔重新變垂直。

結果沒想到，為了建高南側，工人用的磚石又太重了，反而讓南側下沉得更厲害了。

到了19世紀，為了研究比薩斜塔傾斜的原因，當時的專家們進行了挖掘探測，沒想到，挖走了一部分沙土，結果讓這個塔傾斜得更厲害了。人們只能趕緊採取措施保護它。

說到這你就知道了，比薩斜塔的傾斜可以說是歷史上好幾次失誤導致的。雖然比薩斜塔很有特色，但是它也有倒塌的危險，所以要定期維護。義大利還曾經在1990年停止向遊客開放比薩斜塔，之後經過了11年的修繕，才重新開放。

不管怎麼分析很多都是臆想的，設計師最初並不想讓它傾斜。由於多次地震，加強塔的基礎部分地質結構，一直不斷傾斜幅度加大，工程師們不斷加固修復。歸根結底塔的重心始終保持在塔內才沒坍塌。

1、受力分析

如下圖。斜塔受重力，以及地面的約束力。斜塔的地基是插入地面的，周圍土壤對地基有四面八方的約束力，如紅色部分。這些四面八方的力，可以等效為水平方向和豎直方向力的分量，以及一個力矩。

從力學上來講，只要固定端（即插入地面端）的約束力足夠，即使斜塔90°也不會倒下來。力學上，水平狀態的，我們叫它懸臂樑。假設斜塔90°，就類似於懸臂樑。

正如前面所說，只要約束力足夠，斜塔自身強度足夠，斜塔成水平，也不會倒。那麼斜塔倒塌到底取決於什麼？

取決於固定端約束力！也就是地基周圍的土壤對地基的作用力。地基越深，作用力越大，也就越不容易倒。如果地基深度給定，那麼就取決於土壤的性質。顯然沙土更加容易倒。把土壤儘量壓實，就不容易倒了。

斜塔本身材質決定了斜塔塌不塌。對於這種一段固定的結構，固定端承受著較大的彎矩。具體表現是一側受拉，一側受壓。通常材料都是抗壓不抗拉，所以斜塔受拉的一側比較容易發生拉伸破壞。當然，當前斜塔並不是很傾斜，受拉一側的應力沒有達到材料的承受極限。

未來，假如斜塔繼續傾斜。由於地基深度，土壤性質，我們無法改變。只能對斜塔自身進行結構加強。比如在受拉的一側，加裝抗拉的鋼鐵材料等。

綜上，斜塔不倒，是因為斜塔固定端的約束力足夠大，斜塔自身的強度也滿足要求。與重心投影點並無太大關係。

比薩斜塔位於意大利托斯卡納省比薩城北面的奇蹟廣場上.

   古希臘權威思想家亞里士多德曾經斷言：物體從高空落下的快慢同物體的重量成正比，重者下落快，輕者下落慢。由於亞里士多德的威望太高了，就像現在由於陳家溝陳式太極拳正宗傳人齊慶典、倪世清、陳炳、專家、央視都說過閆芳推手是假推手真行騙，因而使大多數人都非常相信閆芳是大騙子一樣，自亞里士多德斷言算起，1800多年內，人們都把亞里士多德的這個斷言當作真理而堅信不移，誰有少許懷疑，都會遭到大眾群起而攻之。

        直到16世紀，伽利略才發現了這一理論在邏輯上的矛盾。伽利略透過“比薩斜塔試驗”，用事實證明，輕重不同的物體，從同一高度墜落，加速度一樣，它們將同時著地，從而推翻了亞里士多德的錯誤論斷。這就是被伽利略所證明的，現在已為人們所認識的自由落體定律。“比薩斜塔試驗”作為自然科學例項，為實踐是檢驗真理的惟一標準提供了一個生動的例證。

伽利略的這個歷史性的著名實驗，讓比薩斜塔因傾斜而名揚世界。（待續）

比薩斜塔雖然本身歪斜形象不佳，卻因伽利略的自由落體實驗成了真理戰勝歪說的見證者。

比薩斜塔的重心因塔身傾斜而水平移動了一米多，為何六百多年來卻能一直挺立著不倒塌呢？（待續）難道比薩斜塔是為了等到現在能夠警示人們不要錯誤地質疑閆芳推手嗎？顯然不是，因為比薩斜塔不可能認識閆芳。但大家既然提到了比薩斜塔，就不要忘了曾經獨一無二的大哲學家亞里士多德也曾說過後來讓人覺得多麼可笑的話。

比薩斜塔雖然傾斜的得十分嚴重，卻始終未倒，說明比薩斜塔一直能夠保持平衡，也就是說比薩斜塔所受的各個外力的作用效果抵消了，合外力和合外力矩都為零。這也就是說：比薩斜塔之所以傾斜而又沒有倒，是因為比薩斜塔所受合外力和合外力矩都為零。

有人認為比薩斜塔受力分析

如下（如圖所示）：“斜塔受重力，以及地面的約束力。斜塔的地基是插入地面的，周圍土壤對地基有四面八方的約束力，如紅色部分。這些四面八方的力，可以等效為水平方向和豎直方向力的分量，以及一個力矩。”

我認為他對比薩斜塔的受力分析顯然是錯誤的：

1、他認為“，周圍土壤對地基有四面八方的約束力，如紅色部分。這些四面八方的力，可以等效為水平方向和豎直方向力的分量”是錯誤的。他的受力分析等於認為比薩斜塔受到的合外力含有水平分量，那麼比薩斜塔豈不是要做水平方向的加速運動了嗎？顯然比薩斜塔並沒有水平加速運動，而是靜止不動。

2、即便依照他對他所選取的研究物件進行受力分析、存在土壤約束力矩M，土壤約束力矩M的方向也是錯誤的，比薩斜塔會頃刻倒地。

實際上，我們可以把比薩斜塔的塔身本體、塔基、塔基連帶體以及塔基上面的土壤看成一個整體。周圍土壤疏鬆，周圍土壤對塔整體的約束力作用相對說來非常小，可以忽略不計。這個塔的整體保持靜止，所受合外力必然為零。與這個塔的整體發生相互作用的物體有地球和其它天體。由於地球之外的其它天體距離塔整體太遙遠，致使它們對塔整體的萬有引力可以忽略不計。只有地球對塔整體有作用力。地球對塔整體的作用力的合力為零。地球對塔整體水平方向的合外力分量為零，豎直方向的合外力分量也為零。豎直方向地球對塔整體施加一個豎直向下的重力G和豎直向上的彈力N。重力G和彈力N大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。這時塔整體所受重力的作用線一重心線是透過支撐點的，支撐點位於支撐面內。

比薩斜塔不倒的條件是：1、塔整體的結構結實穩定。2、塔整體的重心線穿過支撐面。

雖然這個問題明確了答案，但大家不要忘了閆芳被錯誤打假而蒙受冤屈的問題還沒有解決。希望大家不要也等到1800個年頭之後才幡然醒悟。太極拳力學原理可以證明閆芳推手並沒有造假！

從斜立幾百年不倒的比薩斜塔中得到啟示，我們做了一個實驗

在義大利的比薩城北邊的奇蹟廣場上

有一組宗教建築

比薩城的大教堂就座落在此

但是其中最著名的不是比薩大教堂

而是教堂的獨立鐘樓

這個鐘樓有一個聞名於世界的名字

比薩斜塔

比薩斜塔在修建五六年後

被發現塔身從三層開始傾斜

直到完工還在不斷地傾斜

到如今已經幾百年過去了

比薩斜塔每一年都變得更加傾斜

但是一直屹立不倒

成為義大利的標誌性建築

今天晨晨爸爸要做一個

在桌子上斜立易拉罐的實驗

一起看看怎麼做的吧

—斜立的易拉罐—

空易拉罐 1個

清水 1杯

第一步

向易拉罐內倒入60ml水

（約為易拉罐容量的五分之一）

第二步

將易拉罐微微傾斜

找到平衡點

和我們之前做過的很多支撐實驗一樣

這是一個關於重心的實驗

規則圓柱體的重心在它的中心位置

易拉罐傾斜時

當我們向易拉罐中加入一定量的水

整個易拉罐的重心下移

並且因為水是流動的

我們會比較容易的讓易拉罐的重心

落在易拉罐和桌面的支撐點上

這樣就能保持易拉罐不倒了

透過實驗我們能夠總結出

一些保持物體穩定的知識

1：如果是規則的物體

他的重心在這個物體的幾何中心

2：物體的重心剛好豎直的落在物體的支撐點上

物體就能穩定

3：降低重心，有利於物體的穩定