大地震后的早期科學(xué)重建

編譯 滕慧月

1755年11 月1 日上午9 點(diǎn)30 分左右，當(dāng)時(shí)世界強(qiáng)國(guó)之一葡萄牙的里斯本的地面開(kāi)始轟隆作響，許多教堂鐘聲響起。一些親歷者回憶說(shuō)，在地面開(kāi)始晃動(dòng)之前，他們聽(tīng)到了一種“可怕的地下噪聲”。建筑物在長(zhǎng)達(dá)六分鐘的強(qiáng)震中紛然倒塌，將里斯本的街道埋得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。

幸免于難者紛紛前往城市廣場(chǎng)避難。正當(dāng)他們慶幸自己運(yùn)氣不錯(cuò)時(shí)，滔天巨浪沖上海岸，沖向陸地，淹沒(méi)廣場(chǎng)，卷走數(shù)百民眾……

當(dāng)時(shí)正值萬(wàn)圣節(jié)，里斯本的大小教堂里都點(diǎn)起了蠟燭油燈，以示對(duì)神靈的敬愛(ài)，各家正忙著準(zhǔn)備節(jié)日大餐。突然而發(fā)的地震致灶臺(tái)里、壁爐內(nèi)等各處的火苗匯聚成一場(chǎng)肆虐5 天的“紅色颶風(fēng)”，將葡萄牙王冠上的這個(gè)明珠——里斯本徹底夷為平地。

災(zāi)后重建彰顯科學(xué)思想

帶著貴族們?nèi)バ薜涝鹤龆Y拜的葡萄牙國(guó)王僥幸逃過(guò)一劫。他在郊外的高地俯瞰這座曾經(jīng)繁華的王都，眼前盡是尸體、災(zāi)民和斷壁殘?jiān)?，景象悲慘。

國(guó)王身邊不乏能人，在幾番勸說(shuō)下，他做了一個(gè)大膽的決定：不遷都，并讓蓬巴爾侯爵擔(dān)任里斯本災(zāi)后重建的負(fù)責(zé)人。蓬巴爾受過(guò)西歐啟蒙運(yùn)動(dòng)思想的熏陶，富有政治手腕。受命于危難之際的他，一邊壓制反對(duì)重建里斯本的教會(huì)，一邊積極調(diào)動(dòng)資源救災(zāi)，并組織人力著手重建工作。

蓬巴爾審視整個(gè)里斯本，發(fā)現(xiàn)了很多充滿地震隱患的地方。他聘請(qǐng)了很多工程師重新規(guī)劃了城市，并重建了里斯本。為了保證災(zāi)后重建的建筑質(zhì)量，在一支軍事工程師團(tuán)隊(duì)的幫助下，蓬巴爾設(shè)計(jì)了一種對(duì)稱的木結(jié)構(gòu)框架，將其作為新修建筑的“骨骼”。這種結(jié)構(gòu)是他主持設(shè)計(jì)的，又形似鳥籠，因此被人們稱為“蓬巴爾籠”。

“蓬巴爾籠”的建造過(guò)程是：先用木頭柱、木頭梁搭成立方體，再在對(duì)角設(shè)置木頭斜撐，之后在外墻填充上磚頭，一棟樓就建成了?！芭畎蜖柣\”將整棟建筑連接成一個(gè)整體，使其更堅(jiān)固，而不是松散的、互相脫離的墻和天花板，思路與現(xiàn)在的圈梁、構(gòu)造柱相似?！盎\”中的斜撐能夠抵消地震的剪切力，而木材質(zhì)量輕、有彈性，可以對(duì)地震的沖擊進(jìn)行緩沖。

蓬巴爾拒絕了貴族喜愛(ài)的紛繁復(fù)雜的裝飾，只允許對(duì)門、窗進(jìn)行簡(jiǎn)單裝飾，建筑簡(jiǎn)潔大方，這樣就避免了地震時(shí)零碎的裝飾物掉落砸傷人?！芭畎蜖柣\”建筑林立的道路井然有序，大大加快了緊急情況下的疏散速度，還改善了垃圾收集和污水處理流程。

相傳，蓬巴爾還命令軍隊(duì)在宮殿廣場(chǎng)上修建了一個(gè)平臺(tái)，上面有“蓬巴爾籠”。士兵用重錘敲擊平臺(tái)基部，制造“地震”來(lái)測(cè)試“蓬巴爾籠”的抗震性能。若傳聞屬實(shí)，那么這大概是世界上第一個(gè)抗震試驗(yàn)平臺(tái)了。后來(lái)“蓬巴爾籠”被不斷改進(jìn)，并在抵抗地震襲擊時(shí)發(fā)揮了巨大的作用。現(xiàn)在還有很多“蓬巴爾籠”仍在發(fā)揮作用，不過(guò)它們都“隱身”在墻壁里，不會(huì)受到風(fēng)吹日曬雨淋。在當(dāng)代裝修中，蓬巴爾籠還經(jīng)常被轉(zhuǎn)化為裝飾元素，使其露出墻壁。

蓬巴爾還實(shí)施了另一些高瞻遠(yuǎn)矚的舉措，比如在街道下鋪設(shè)排水管，抵御洪澇災(zāi)害。他命令工人在塔古斯河（歐洲大河之一，跨西、葡兩國(guó)心臟地區(qū)）岸的流沙中打下木樁，在其上修筑堤壩。

蓬巴爾籠

在現(xiàn)代裝修中，蓬巴爾籠經(jīng)常被轉(zhuǎn)化為裝飾元素，從墻壁中解放出來(lái)

在蓬巴爾的帶領(lǐng)下，新里斯本城很快就在廢墟之上建立起來(lái)。到了現(xiàn)代，人們?cè)诮ㄔO(shè)城市地鐵的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)年的地震廢墟層厚達(dá)10~15 米。倒塌的建筑將里斯本的地基抬高到水平線以上，讓這座城市在之后免受水災(zāi)侵害。如今，很多人認(rèn)為蓬巴爾的創(chuàng)新體現(xiàn)了最早的城市災(zāi)害防治思想。

影響延續(xù)三百年

蓬巴爾的震后調(diào)研工作為里斯本地球物理學(xué)家巴普蒂斯塔提供了豐富的研究?jī)?nèi)容。巴普蒂斯塔致力于以歷史文獻(xiàn)為腳本，用計(jì)算機(jī)模擬1755 年的海嘯。該研究中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自蓬巴爾在地震后不久寄往各個(gè)教區(qū)的調(diào)查問(wèn)卷，問(wèn)卷針對(duì)地震的開(kāi)始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、震前征兆等羅列了一系列問(wèn)題。對(duì)于問(wèn)卷的作答，蓬巴爾要求摒棄一切神論，實(shí)事求是。該調(diào)查最終收集到的646 份回執(zhí)，幫助巴普蒂斯塔在近三百年后重現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的情景。

今天，葡萄牙通信部門監(jiān)管機(jī)構(gòu)正計(jì)劃在海底組建一套全新的災(zāi)難預(yù)警系統(tǒng)。最遲2024 年，葡萄牙將全面替換其本土與周邊群島之間的光纖電纜。這些海洋基礎(chǔ)設(shè)施正好位于引發(fā)1755 里斯本大地震的地質(zhì)板塊之上?？茖W(xué)家希望在電纜上安裝地震傳感器，以實(shí)現(xiàn)震前數(shù)秒預(yù)警。區(qū)區(qū)幾秒鐘，已足夠讓火車制動(dòng)，或者提醒醫(yī)生暫停手術(shù)操作。幾秒鐘的避難時(shí)間，對(duì)每位居民來(lái)說(shuō)都很重要。

科學(xué)家希望在電纜上安裝地震傳感器，以實(shí)現(xiàn)震前數(shù)秒預(yù)警

當(dāng)年，葡萄牙人在救災(zāi)的過(guò)程中對(duì)地震帶來(lái)的影響進(jìn)行了一些歸納，包括余震出現(xiàn)的位置和特點(diǎn)、對(duì)于城市水源的影響、其他生物的反應(yīng)等。蓬巴爾將這些資料收錄進(jìn)國(guó)家檔案，使后人有了充足的數(shù)據(jù)去研究和重現(xiàn)里斯本大地震的起因、經(jīng)過(guò)，他也因此被稱為現(xiàn)代地震學(xué)的先驅(qū)。

里斯本蓬巴爾廣場(chǎng)