在意大利西北部的比萨古城，巍然矗立着一座已有600多年历史的古塔——比萨斜塔。比萨斜塔被誉为世界奇迹之一。1173年8月9日，比萨斜塔奠基。但是，动工五六年后，建好的三层塔就开始倾斜。中间曾经几度停工，历经178年才建成。谁知建成后的比萨塔仍然不停地向南倾斜。据资料记载，1829-1910年间，平均每年倾斜3.8毫米。1918-1958年间，平均每年倾斜1.1毫米；1959-1969年间，平均每年倾斜1.26毫米。此后，比萨塔平均每年倾斜1.19毫米。现在，塔顶中心点偏离塔基中心垂直线5米多，然而至今并未倒塌。这是为什么呢？
回答这个问题之前我们先来谈一个杂技。利用“倾斜造型”获得惊险感和美感，是中国传统杂技艺术的一大特色。例如在国内外享有盛誉的“单排椅造型”（图2-11），动作惊险，造型美观，令人叹绝！演员将椅子由直立堆砌发展成斜叠的梯形，6把两脚悬空的椅子，逐级斜叠上升，演员每人扣住一把，相互配合，在空中阶梯上一个个作挺拔的倒立，总的高度差不多已达7米，构成了一幅凤凰单展翅的美丽画面。
这个节目的编排，即遵循力学的平衡原理，也符合审美法则，而前者则是构成审美法则的物理基础。从人们的习惯来看，对称平衡感似乎是形体视觉美的一个要素。因此，人类很早以前就习惯于把器物作成对称形体，认为这才是美；并认识到，在主体形象的两侧重叠地增添对称的陪衬形象就能增强整体形象的均衡、稳定和庄重感。
然而，自从力学中的杠杆原理、力矩平衡原理出现之后，人类审美法则的内容也大大丰富了。人们进一步认识到，在不对称形体上也可以得到美的感受，而且这种非对称平衡的形体美有时甚至比对称体更生动活泼。所以无怪乎美学家要说，比萨斜塔具有一种“激动人心的非对称美”，这个赞誉真是恰如其分。试想，如果把比萨斜塔彻底“纠斜”而变直，岂不要大煞风景！
比萨斜塔之所以至今并未倒塌，是因为这里受着牛顿力学中一条平衡原理——力矩平衡原理所支配。
一个物体被支承在另一个物体上时，支撑范围的大小，叫作支面；支撑范围是一条直线或一个点的话，则称为支线或支点。力学原理告诉我们，如果物体的重力作用线通过支面、支线或支点，物体就能平衡（图2-12-a）。因为，这时重力和支面的合反作用力（支承力）都通过物体的重心，它们在同一直线上，大小相等而方向相反，故能使合力和合力矩都为零。但是，当重力作用线越出了支面（支线或支点）之后，重力与支承力就不再共线了（图2-12-b），二者形成一个力偶，从而迫使物体绕着支点、支线或支面的一侧转动致使物体翻倒。力学上把这个力矩称为“倾覆力矩”。比萨斜塔之所以尚未倒塌，原因就在于塔身的重力作用线至今尚未越出塔基这个巨大的支面。但据科学家推算，比萨斜塔如果按现在的速度继续倾斜下去，过不了多少年恐怕就要倒塌了！
科学小链接
“平衡石”奇景
大自然的鬼斧神工也为我们人类留下了令人叹为观止的“平衡石”奇景：在莽莽苍苍的非洲原野上兀立着一片巨大的砾石（旅行家称之为平衡石），堪称是非对称美的又一杰作。形状各异的每尊巨石上又层叠或斜堆着大小不等的石块，并都独县风姿地保持着一种非对称的平衡态。
§§第三章 探索热学的奥妙
热现象是人类生活中最早接触到的现象之一。在有史以前人类已能钻木取火，由于火的广泛应用，人们就逐渐认识了许多热现象。但是，在古代社会生产力很低，人们在生产和生活中对热的利用还只限于取暖煮熟食物，最多也不过制造一些简单的金属工具。直到18世纪前，人类对热现象仅有粗略的了解。18世纪初，正是资本主义发展的初期，生产中遇到的热现象大大增多因而提供了许多关于热现象的知识。当时生产上需要动力，因而产生了利用热来获得机械功的企图。于是，就开始了对热现象进行比较广泛的研究。19世纪中叶以后，热学的理论和实践都取得了突飞猛进的发展。
