Why doesn’t the Leaning Tower of Pisa fall over? - Alex Gendler

Reviewer: Varintorn Tacha

In 1990, the Italian government enlisted top engineers

ในปี ค.ศ. 1990 รัฐบาลอิตาลี ได้เกณฑ์วิศวกรชั้นนำ

to stabilize Pisa’s famous Leaning Tower.

เพื่อรักษาเสถียรภาพของหอเอนเมืองปิซา

There’d been many attempts to right the tower during its 800 year history,

มีความพยายามมากมาย ที่จะทำให้หอตั้งตรงอยู่ตลอด 800 ปี

but this team’s computer models revealed the urgency of their situation.

แต่แบบจำลองจากคอมพิวเตอร์ได้เผยให้เห็น ถึงภาวะเร่งด่วนต่อสถานการณ์นี้

They projected the tower would topple if it reached an angle of 5.44 degrees—

พวกเขาคาดไว้ว่า หอจะถล่มลง หากทำมุมเอียงถึง 5.44 องศา

and it was currently leaning at 5.5.

ซึ่งตอนนั้นหอทำมุมอยู่ที่ 5.5 องศาแล้ว

No one knew how the tower was still standing, but the crisis was clear:

ไม่มีใครทราบว่าหอยังคงตั้งอยู่ได้อย่างไร แต่วิกฤตินี้ปรากฏขึ้นอย่างชัดเจน

they had to solve a problem that stumped centuries of engineers,

พวกเขาต้องแก้ปัญหา ที่ค้างคามาเป็นศตวรรษของวิศวกร

and they needed to do it fast.

และต้องทำอย่างเร่งด่วนด้วย

To understand their situation,

เพื่อที่จะเข้าใจถึงสถานการณ์นี้

it’s helpful to understand why the tower tilted in the first place.

เราต้องเข้าใจเสียก่อนว่า ทำไมหอถึงเอียงในตอนแรก

In the 12th century, the wealthy maritime republic of Pisa

ในศตวรรษที่ 12 สาธารณรัฐอันเฟื่องฟู การเดินเรือแห่งปิซา

set about turning its cathedral square into a magnificent landmark.

เริ่มเปลี่ยนจตุรัสอาสนวิหาร ให้กลายเป็นภูมิสัญลักษณ์อันงดงาม

Workers embellished and enlarged the existing church,

โดยการตกแต่งและขยายโบสถ์ต่าง ๆ

and added a massive domed baptistry to the plaza.

และสร้างโดมหอล้างบาปขนาดใหญ่ในจตุรัสนั้น

In 1173, construction began on a free-standing campanile, or bell tower.

ในปี ค.ศ. 1173 การก่อสร้างของ

หอระฆังเดี่ยวก็ได้เริ่มต้นขึ้น

The engineers and architects of the time were masters of their craft.

ในเวลานั้นวิศวกรและสถาปนิก เชี่ยวชาญในการช่างมาก

But for all their engineering knowledge,

แต่ถึงจะใช้ความรู้ด้านวิศวกรรมทั้งหมด

they knew far less about the ground they stood on.

พวกเขายังรู้เกี่ยวกับผืนดินน้อยเกินไป

Pisa’s name comes from a Greek word for “marshy land,"

ชื่อ “ปิซา” มาจากภาษากรีกซึ่งแปลว่า “ดินแดนชื้นแฉะ”

which perfectly describes the clay, mud, and wet sand below the city’s surface.

ซึ่งอธิบายได้ว่าใต้เมืองนั้น เต็มไปด้วยดินเหนียว โคลน และทรายเปียก

Ancient Romans counteracted similar conditions with massive stone pillars

ชาวโรมันโบราณทราบดีถึงสภาพนี้ เขาจึงสร้างเสาหินขนาดใหญ่

called piles which rest on Earth’s stable bedrock.

หรือเรียกว่า เสาเข็ม ซึ่งฝั่งลึงลงไปถึงชั้นหินดานที่อัดแน่น

However, the tower’s architects believed a three-meter foundation would suffice

อย่างไรก็ตาม สถาปนิกของหอนี้เชื่อว่า การใช้เสาเข็มลึก 3 เมตรก็เพียงพอแล้ว

for their relatively short structure.

สำหรับโครงสร้างขนาดเล็ก

แต่ไม่ถึง 5 ปีต่อมา โชคกลับไม่เข้าข้างพวกเขา

Unfortunately for them, less than five years later,

the tower’s southern side was already underground.

หอด้านทิศใต้ทรุดลงใต้ดิน

Such a shifting foundation would normally have been a fatal flaw.

การทรุดตัวของฐานหอนี้ ถือเป็นความผิดพลาดร้ายแรงถึงตายได้

If workers added more weight,

ถ้าหากมีการเพิ่มน้ำหนัก

the pressure from upper stories would sink the structure

แรงกดจากชั้นบนจะทำให้ตึกทรุดลง

and fatally increase the lean.

และเอียงถึงขั้นหายนะได้

But construction halted at the fourth story for nearly a century

แต่การก่อสร้างได้หยุดที่ชั้น 4 เป็นเวลาเกือบศตรรษ

as Pisa descended into prolonged warfare.

เนื่องจากปิซาเผชิญสงครามที่ยืดเยื้อ

This long pause allowed the soil to settle,

การหยุดยาวนี้ทำให้ดินอันแน่นขึ้น

and when construction began again in 1272,

และเมื่อเริ่มการ ก่อสร้างต่ออีกครั้งในปี ค.ศ. 1272

the foundation was on slightly more stable footing.

ฐานหอเริ่มมั่นคงขึ้นเล็กน้อย

Under the direction of architect Giovanni di Simone,

ภายใต้การควบคุมของสถาปนิก จิโอวานนี ดิ ซิโมเน

workers compensated for the tower’s minor tilt

เขาได้ชดเชยความสูงที่หอเอียงลง

by making the next few floors taller on the southern side.

โดยให้สร้างชั้นถัด ๆ ไป ให้สูงขึ้นด้านทิศใต้

But the weight of the extra masonry made that side sink even deeper.

แต่น้ำหนักของส่วนเกินที่เพิ่มขึ้นนี้ ทำให้หอทรุดลงยิ่งกว่าเดิม

By the time they completed the seventh floor and bell chamber,

เมื่อถึงเวลาที่หอสร้างครบ 7 ชั้น พร้อมโถงระฆัง

the angle of the tilt was 1.6 degrees.

หอได้เอียงทำมุม 1.6 องศา

For centuries, engineers tried numerous strategies to address the lean.

เป็นเวลาหลายศตวรรษที่วิศวกรได้หาวิธีมากมาย เพื่อชี้ให้เห็นถึงสถานการณ์นี้

In 1838, they dug a walkway around the base to examine the sunken foundation.

ในปี ค.ศ. 1838 มีการขุดทางเดินรอบ ๆ เพื่อตรวจสอบฐานหอที่จมลง

But removing the supporting sand only worsened the tilt.

แต่การนำทรายที่ค้ำจุนหอนี้ออก ทำให้สถานการณ์ยิ่งเลวร้ายลง

In 1935, the Italian Corps of Engineers injected mortar to strengthen the base.

ในปี ค.ศ. 1935 คณะวิศวกรชาวอิตาลี ได้ฉีดปูนลงไปเพื่อทำให้ฐานแข็งแรงขึ้น

However, the mortar wasn’t evenly distributed throughout the foundation,

อย่างไรก็ตาม ปูนนี้กระจายไปทั่วฐานหอไม่เท่ากัน

resulting in another sudden drop.

ส่งผลให้เกิดการยุบตัวเฉียบพลัน

All these failed attempts, along with the ever-sinking foundation,

ความพยายามที่ล้มเหลวทั้งหมด บวกกับฐานหอที่จมลงมากขึ้น

moved the tower closer to its tipping point.

ทำให้หอเข้าใกล้จุดวิกฤติยิ่งขึ้น

And without definitive knowledge of the soil composition,

เมื่อไม่มีความรู้ในองค์ประกอบของดิน ที่น่าเชื่อถือมากพอ

engineers couldn’t pinpoint the tower’s fatal angle

ทำให้วิศวกรไม่สร้างชี้มุมมรณะของหอได้

or devise a way to stop its fall.

หรือคิดค้นวิธีหยุดหายนะนี้

In the years following WWII,

ในปีหลังสงครามโลกครั้งที่สอง

researchers developed tests to identify those missing variables.

นักวิจัยได้พัฒนาการทดสอบ ซึ่งระบุได้ถึงตัวแปรที่พลาดไป

And in the 1970’s, engineers calculated the curved tower’s center of gravity.

และในปี ค.ศ. 1970 วิศวกรได้คำนวณ จุดศูนย์ถ่วงของหอเอนนี้

With this data and new computing technology,

ด้วยข้อมูลและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ใหม่ ๆ

engineers could model how stiff the soil was, the tower’s trajectory,

วิศวกรสามารถสร้าง แบบจำลองความแข็งของดินและวิถีของหอ

and the exact amount of excavation needed for the tower to remain standing.

อีกทั้งระบุได้แน่นอนว่าต้องเจาะมากขนาดไหน เพื่อที่จะทำให้หอยังคงตั้งอยู่ได้

In 1992, the team drilled diagonal tunnels

ในปี ค.ศ. 1992 จึงได้มีการขุด อุโมงค์เป็นแนวทแยง

to remove 38 cubic meters of soil from under the tower’s north end.

เพื่อนำดิน 38 ลูกบาศก์เมตร ออกจากหอด้านทิศเหนือ

Then, they temporarily counterbalanced the structure with 600 tons of lead ingots

จากนั้นจึงถ่วงแท่งตะกั่ว หนัก 600 ตันไว้ชั่วคราว

before anchoring the base with steel cables.

ก่อนที่จะโยงยึดฐานหอด้วยสายเหล็ก

More than six centuries after its construction,

ใช้เวลามากกว่า 6 ศตวรรษหลังจากการสร้าง

the tower was finally straightened… to a tilt of about four degrees.

หอถูกจัดให้ตั้งโดยเอียงประมาณ 4 องศา

No one wanted the tower to fall,

ไม่มีใครอยากให้หอถล่มลงหรอก

but they also didn’t want to lose the landmark’s most famous feature.

และไม่อยากสูญเสียแลนด์มาร์กสำคัญนี้ไปด้วย

Today the tower stands at 55– or 56– meters tall,

ทุกวันนี้ หอมีความสูงอยู่ที่ 55 หรือ 56 เมตร

and it should remain stable for at least 300 years

และจะยังคงอยู่ต่อไปอีกอย่างน้อย 300 ปี

as a monument to the beauty of imperfection.

ในฐานะอนุสรณ์แห่งความงาม ของความไม่สมบูรณ์แบบนี้