我眼中的世界遗产之13“比萨大教堂广场”补充版

田念慈编撰/田念慈王际华摄影 

大多数中国人因伽利略的自由落体实验而获知比萨斜塔，故比萨在当今中国的知名度极高。其实这个实验子虚乌有，纯属虚构或误传。伽利略因发现比萨大教堂内的吊灯被风吹得摇动而发现摆的等时性倒是鲜为人知。伽利略出生和求学阶段一直在比萨，在1589年成为了比萨大学的数学系教授。

比萨共和国（意大利文：Repubblica di Pisa；11世纪─1406年，1494年─1509年）是中世纪与文艺复兴时期的独立国家，位于今意大利中部托斯卡纳的比萨市一带。藉着临海的优势，比萨在11世纪达至权力顶峰，成为海权强国，也是意大利历史上四个海上共和国（意大利文：Repubbliche Marinare）之一。

比萨原本靠海，地中海海水退却，导致现在的比萨远离了大海。这种情况在地中海的东边，如现在土耳其的特洛伊古城遗址也可以得到证明。在电影《木马屠城》中看到，特洛伊也是沿海城市，而我们现在在土耳其的特洛伊根本望不到海。

比萨大教堂广场的一组宗教建筑于1987年入选世界文化遗产名录。联合国教科文组织如此评价：“在一片宽阔的草坪上，坐落着比萨大教堂广场。广场上有一组举世闻名的纪念建筑群：大教堂、洗礼室、钟楼（即比萨斜塔）和墓地。这四件中世纪时的建筑杰作对意大利11世纪到14世纪间的纪念建筑艺术产生了极大影响。”

比萨大教堂广场又叫“奇迹广场”（Piazza dei Miracoli），奇迹广场得名 于意大利作家邓南遮的小说“Forse che si forse che no”（1910年）中的描写：L’Ardea roteò nel cielo di Cristo, sul prato dei Miracoli.（“Ardea 旋转了基督的天空，旋转了奇迹的草地。”）

“奇迹广场”由西到东分布着洗礼堂（建造于1153年—1265年），大教堂（始建于1063年—13世纪）和钟楼即比萨斜塔（建造于1174年-1271年），纳骨堂即墓园（建造于1174年，另一说，1277年）位于大草坪的北侧，它们的外墙面均为乳白色大理石砌成，各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。

见google earth 的截图：

参观洗礼堂、纳骨堂和登比萨斜塔的门票在上图斜塔上方的红顶黄墙的建筑内出售，参观大教堂免费。

由Santa Maria门走进广场后位于左手边的第一幢圆形建筑物，就是建于1153年-1265年的洗礼堂（Battistero），它是建筑师蒂奥提萨维的杰作。其下部分采用比萨式的连续拱廊的罗曼风格，上部系哥特风格，拥有一个直径35公尺的巨大圆顶，和四座雕刻精致的大门。

教堂的正面有4层连列券柱廊，以带细长圆柱的精美拱圈为标准，逐层堆叠为长方形、梯形和三角形，布满整个大门正面。

据16世纪的艺术史家瓦萨里的说法，大教堂的建筑师是一位叫包斯桑达斯的希腊人。

这样的装饰又具拜占庭风格



教堂正立面的西北角

教堂正立面的西南角

夕阳投射下更具妩媚



拉丁十字的交叉部分，这里也还是罗曼风格。

大教堂、洗礼堂和纳骨堂的底层外立面均系连续的盲孔券组成，很是协调。

大教堂门柱，见以下2图：

入口处有三扇大铜门，上有描写圣母和耶稣生平事迹的各种雕像。



皮萨诺建造的门被称为是意大利罗马风格雕塑的代表作。

整个比萨的土地松软，故地基沉降，从上图可见吊灯与教堂之间有一个夹角，证明教堂也倾斜了。

伽利略吊灯。

伽利略被誉为现代物理学之父。年青的伽利略还是一个虔诚的天主教徒。1583年的一天，伽利略和往常一样，照例去教堂做礼拜。那一天对伽利略是普通的一天，但是却从此影响了以后400多年的人类生活。

宏伟的比萨大教堂里，伽利略和其他天主教徒一起祷告，唱赞美歌，虔诚地聆听着神父的讲解。神父讲授告一段落，课间休息时，平时都没怎么注意的那盏大大的吊灯，被门洞进来的风吹得来回摆动，还发出吱吱呀呀地摩擦声。伽利略看得出神，连神父什么时候开始的讲授也没注意，渐渐地，他发现这个吊灯摆动幅度似乎有规律可循。

伽利略看到：门洞一阵风来，吊灯自然摆动的幅度会很大，随着时间的推移，吊灯摆动的幅度就会越来越小。这两者摆动的周期又是怎样的？他右手搭上左手的脉搏，开始计数，他发现不管这个吊灯摆动的幅度有多大，摆动的周期都是一样的。伽利略顿时来了兴趣，为了进一步验证自己的判断，回家后他做了一个实验。

伽利略做了一个支架，找来了一根线，吊上重物，让它摆动。通过观察他发现了一个有趣的现象：线的长度不变，摆动周期不变；把线缩短，摆动的频率随之增高，即使是以较小的振幅摆动，将线的长度缩短，摆动的频率也会越来越快。由此，伽利略认为：摆动一次所用的时间，跟所吊物体的重量没有关系，而与摆长有关系。经过反复实验，伽利略最终发现了摆的等时性原理。

1657年，荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯根据伽利略的这个单摆等时性原理发明了机械摆钟，机械摆钟配有摆锤，一直沿用到今天。单摆等时性原理的发现地比萨大教堂，和伽利略结下了不解之缘。

纵深的中堂与宽阔的耳堂相交处为一椭圆形拱顶所覆盖，中堂用轻巧的列柱支撑着木架结构屋顶。

纵深100米的内部用白、黑的大理石条纹装饰，壮观而明朗，显出东方文化的痕迹，不禁让人想起比萨作为海港的历史。

教堂平面呈长方的拉丁十字形，长95米，纵向四排68根科林斯式圆柱。这些专门从厄尔巴岛运来的古罗马花岗石构成了连续拱廊，其柱头却是拜占庭式。



1595年的一场大火毁了大教堂，美第奇家族出资重建，在教堂的天花上可见美第奇家族的族徽，剪裁后如下图所示：

比萨诺建造的讲教坛，由6根柱子和5根有雕刻装饰的支柱支撑，中央是表现信仰、希望、慈爱的雕刻。最精彩的是其戏剧性的画面和人体的哥特式的表现手法。见下图：

讲教坛旁边天花板吊下的一盏青铜灯，就是伽利略发现“钟摆等时性”原理的那盏吊灯，俗称伽利略吊灯。


精湛和细腻的雕刻

这个带表情的耶稣塑像，在当时十分罕见。 

比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米，从地面到塔顶高55米，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米，对地面的平均压强为497千帕。倾斜角度3.99度，偏离地基外沿2.5米，顶层突出4.5米。1174年首次发现倾斜。

  伽利略做比萨斜塔实验这一传闻来自伽利略晚年的学生维维安尼，他在写伽利略的传记中提到伽利略曾做此实验。但历史学家考证，没有任何理由表明伽利略做过这一实验。事实上，一位亚里士多德派的物理学家为了反驳伽利略，真的于1612年在比萨斜塔做了一个实验，结果表明，相同的材料但重量不同的物体并不是在同一时刻到达地面，伽利略在《两门新科学》中对此有一个辩护，意思是说，重量1：10的两个物体下落时只差一个很小的距离，可亚里士多德却说相差10倍。为什么忽视亚里士多德如此重大的失误却盯住我小小的误差不放呢？这也表明伽利略没有做那个实验。”

  伽利略这位真正的近代实验之父，并不满足于逻辑推理，他要用实验来验证他的设想。但不是跑到比萨斜塔抛下两个铁球，而是在室内用精心设计的斜面做实验。他做了很多不同坡度的斜面，斜面尽可能光滑。然后在不同斜面上滚下各种重量的铜球，他发现，物体从斜面上滚下，作加速度运动。但只要斜面坡度不变，无论什么重量的铜球滚下，加速度都一样；加速度与重量无关，但与坡度有关，斜面越陡，加速度越大，斜面越平，则加速度越小。在极限情况下，斜面完全水平，加速度为零，物体若不受外力，他就应该永远沿直线作匀速运动，这实际上就是牛顿第一定律；如果斜面完全垂直，就相当于自由落体，这时加速度最大，但对无论什么重量的物体，加速度都一样。



同行北京荒友宋焕武拍摄

纳骨堂1277年由乔瓦尼.迪.西蒙内所建，外立面是连续的盲孔券廊。

离开此地时，夕阳的投射，使得纳骨堂金光熠熠，颇有立体感。

写到这里，后悔当时没有到门口拍摄几张长方形的庭院的照片。

附录：

摆动的钟摆是靠重力势能和动能相互转化来摆动的，简单的说，如果你把钟摆拉高，由于重力影响它会往下摆，而到达最低位置后它具有一个速度，不可能直接停在那（就好象刹车不能一下子停一样），它会继续冲过最低位置，而摆至最高位置就往回摆是因为重力使它减速直到0，然后向回摆（就象往天上扔东西，它会在上升中减速到0，然后落下）。如此往复，就不停摆动了。

按照上述，钟摆可以永远摆下去，但由于阻力存在，摆动会逐渐减小，最后停止，所以要用发条来提供能量使其摆动。

由公式知，摆长L和周期T的平方成正比，所以摆长越长，周期越长（钟摆是单摆的一种） 单摆周期公式只适用于摆幅小于5度的机械振动。