埃菲爾與他的巴黎鐵塔
文：徐曉冬
本文發表於《班門·鐵之溫》
1884年11月8日，法國議會下院做出決定：1889年5月3日至11月6日，為了慶祝法國大革命勝利100週年，巴黎將再次舉辦世界博覽會。同時，為了彰顯法國的工業創造能力，法國政府決定建造一座全世界最高的通天塔，並向全球公開徵集設計方案。
看到這裡，你一定猜出這篇文章是關於埃菲爾鐵塔的。不錯，就是那座聞名世界的巴黎鐵塔。看過諸多關於1889年巴黎世界博覽會的中文資料，基本上能得出這樣的結論：埃菲爾鐵塔是因世博會誕生的，部分文章說是為第四屆巴黎世博會建造的，也有不少文章說是第三屆。大部分文章說300米高的鐵塔是埃菲爾設計的，高度是經過精心計算的，也有少數資料不這樣認為。《文史參考》雜誌的一篇文章《埃菲爾鐵塔：解放的普羅米修斯》比較詳細地描述了鐵塔建成300米的依據，文章說：“埃菲爾的計算極為精確，鐵塔高300米，因為只有達到這個高度，才能超出巴黎當時偉大傳統建築高度的總和：巴黎聖母院68米，巴黎歌劇院54米，聖雅克塔52米，凱旋門49米，七月紀念柱47米，古埃及方尖碑27米，它們加起來的總和為297米。”
看到這裡，我想你可能和我一樣會產生兩點疑問：1889年的世博會是第三屆還是第四屆？埃菲爾鐵塔的300米高度，真的是由幾座標誌性建築疊加起來的嗎？
從維基百科上歷屆世博會舉辦時間與地點的列表中可以看出，1889年巴黎第四次舉辦世界博覽會，1878年是第三次。
為什麼是300米？
第二個疑問解答起來就不是很容易了。首先讓我們從1878年巴黎世博會聊起，各位可以先仔細看看兩張圖。圖1是展現了這一年世博會盛景的鳥瞰圖，圖2是對應的平面圖。畫面中的長河是塞納河，河兩岸的建築是為這次世博會興建的展覽場館，右側平面呈弓弦形狀的建築是著名建築師朱爾·布爾代（Jules Bourdais）設計的老夏悠宮（Palaisde Chaillot），左側的玻璃屋頂式建築是仿造倫敦水晶宮建造的工業宮。
從圖中我們可以看到，當時巴黎確實沒有較高的建築。在1884年之前，世界上最高的建築，是約169米高的美國華盛頓紀念碑（Washington Monument）；第二高的是德國的科隆大教堂（Cologne Cathedral），約155.4米高；第三是英國聖保羅大教堂（St.Paul's Cathedral），約154.8米高。
圖1 1878年巴黎世博會全景圖
圖2 1878年巴黎世博會平面圖
在當時，各國通天塔幾乎都是磚石或木結構的建築。其中有我國南京的報恩寺塔，大約61米高，只可惜因為一場浩劫，讓這座四百多年的佛塔變為塵埃。各位可以仔細看看這張1884年高樓彙總圖（見圖3），是不是可以想象出法國當局一定有挑戰人類極限，建一座超過169米高塔的夢想呢？
沒錯，他們是有夢想，想建一座高度超過華盛頓紀念碑兩倍的高塔，也就是超過300米。但從我查閱的資料來看，埃菲爾鐵塔300米的高度，既不是法國政府的規定，也不是埃菲爾對幾座高塔的精心計算。
圖3 JohnW.Iliff&Co公司於1891年出版的《舊世界主要高層建築圖表》
世博會要建高塔的決定發佈後不久，皮埃爾·吉法爾（Pierre Giffard）於1885年1月7日在《費加羅報》（LeFigaro）上發表了《再造巴別塔》（Le Rétablissement des Toursde Babel）一文。文章用大量篇幅介紹朱爾·布爾代的“太陽柱”方案（見圖4、圖5）。該方案中，下部是300米高、用花崗岩打造的塔身，上面是55米高的照明裝置，有燈和拋物面的反射鏡，設計大師希望塔頂的燈可以照亮巴黎的每一個角落，讓人們晚上也可以看書。塔內還設計了4部電梯，可讓觀眾很方便地登上塔頂。文章僅用幾句話描寫了埃菲爾提供的300米高的金字塔鐵架方案，沒有任何其他詳細的描述。由此可見，《費加羅報》中報道的兩個高塔方案都以300米為基礎，應該不是偶然。
圖4 《費加羅報》的文章《再造巴別塔》
圖5 朱爾·布爾代的『太陽柱』方案草圖
在《羅蘭·巴爾特文集：埃菲爾鐵塔》一書中，羅蘭·巴爾特（Roland Barthes）寫道：
“為了一百週年慶典舉辦一個博覽會，並同時證明1870年巴黎公社失敗之後國家正在復興之中。為了支持這一觀點和激發想象力，人們那時重新談起，但還不是很相信，一個半世紀以來散佈的念頭：有關建立300多米的高塔作為博覽會節目精華部分的計劃（美國工程師克拉克和裡維斯為費城博覽會建造的300米高塔的計劃尚未完成）。”
沿著上述提到的克拉克和裡維斯的線索，也許會找到塔高300米的出處，也可能會進一步瞭解歐美人“再造巴別塔”的夢想。從收集到的資料來看，第一個提出建造鋼鐵通天塔夢想的是英國人，一位製造了世界上第一臺蒸汽機車的發明天才理查德·特里維希克（Richard Trevithick）。這位天才1831年就開始了自己的高塔設計，並於1832年向英國媒體公佈了設計方案：300米高，底部直徑約30.5米、頂部約3.7米、壁厚約5.1釐米的圓臺形尖頂鐵塔（見圖6）。只可惜，提出方案的第二年，理查德·特里維希克就去世了。
圖6 理查德·特里維希克的300米高塔設計草圖
1851年，英國建築師查爾斯·伯頓（Charles Burton）在為移走英國倫敦海德公園水晶宮做設計方案時，提出了建造300米的摩天大樓方案。該方案被稱作史上第一座摩天大樓方案，大樓平面核心筒呈八邊形，由24根柱子支撐。（見圖7、圖8）
圖7 查爾斯·伯頓的約305米摩天大樓概念圖
圖8 摩天大樓的平面設計草圖
1874年，美國政府為了紀念美國獨立100週年，並向世界展示一個新型工業國家的崛起，證明美國已走出歐洲工業強國的陰影，首次申請並獲得了世博會的舉辦權。在籌備世博會期間，工程師克拉克和裡維斯也提出了建造約300米高的鐵塔的方案。鐵塔也是圓臺形，底部直徑約45.7米，頂部約9.1米。方案設計了4部電梯，5分鐘即可到達塔頂，每小時可運送500位觀光者。只可惜，由於資金的問題，該設計沒有被實施。（見圖9）
圖9 克拉克與裡維斯的鐵塔設計概念圖
上面3個案例都是在埃菲爾鐵塔建造前，鐵塔設計的先驅們對通天塔夢想的實質性探索，目標都是300米。儘管努力的結果都停留於紙上談兵，但是對巴黎市政府的招標者和埃菲爾應該都有一定的啟發。因此，第二個疑問應該有答案了。
設計背後的故事
介紹完“通天鐵塔”的設計史，讓我們再沿著《羅蘭·巴爾特文集：埃菲爾鐵塔》的記載，繼續挖掘埃菲爾鐵塔誕生的故事，這本書的大事記中有一段描述：“1885年1月老夏悠宮的設計者，著名建築師朱爾·布爾代召開了會議，說明了自己的設計：300米高的水泥塔，建築在榮軍醫院前廣場上，起名為‘太陽柱’，因為他藉助設置在塔頂的光源和一個拋物線鏡子系統，來照亮整個巴黎。3月30日埃菲爾為自己的合作者提出了技術細節方案，此塔將用鐵和鋼材建立，重達4800噸（實際重量7300噸），造價估計為315.5萬法郎（實際上數額高至此數額的兩倍半），預計建築時程達26個月。”（很多文章介紹埃菲爾的預算都很準確，只差幾萬法郎）
看到這一段描述，我大概知道了為什麼當年《費加羅報》對埃菲爾鐵塔方案的介紹只是簡短的一句話。布爾代的計劃，顯然更具吸引力。
如果你能耐下心來看到這裡，可能會明白我如此深挖埃菲爾鐵塔的創作過程的真實含義。要想了解埃菲爾鐵塔，不僅僅要從1889年或1884年開始，而是要從1832年，甚至更早的工業革命的大時代背景開始；另一方面，如埃菲爾自己所說，鐵塔“把我淹沒了，好像我一生只是建造了她”。其實，鐵塔何止埋沒了他在橋樑方面的重大成就，也淹沒了那些曾經為建造高塔費盡腦汁耕耘的發明家、工程師們。除了上述被埃菲爾名聲淹沒的工程師外，其實還埋沒了與埃菲爾一道工作的兩位工程師：瑞士的莫里斯·克什蘭（Maurice Koechlin）和法國的艾美爾·樓吉爾（Emile Nougier）。
按照Toureiffel.paris網站登載的《埃菲爾鐵塔的起源和建造》（Origins and Construction of the Eiffel Tower）一文中“埃菲爾鐵塔的設計”一節的介紹，工作在埃菲爾公司的這兩位工程師是最早提出鐵塔方案的人，這張草案圖（見圖10）是克什蘭最早提出方案的草圖。在那時，克什蘭和樓吉爾是埃菲爾公司最主要的兩位設計師，1884年6月，他們就設想了高塔的結構：4條鋼架子腿支撐，中間有鋼架橫樑支撐並向上逐漸收縮到一起。由於該公司有多年製造鋼結構橋樑的經驗，特別熟悉鋼支座、鉸接等力學工作原理，所以大膽地設計了超過300米的高塔。同年9月18日，埃菲爾買斷了兩位設計師的方案，註冊了超過300米高的鋼架結構專利。
圖10 莫里斯·克什蘭與艾美爾·樓吉爾於1884年6月畫出的第一份埃菲爾鐵塔草圖
鐵塔的初步方案完成後，為了能讓大部分人接受，埃菲爾又請了建築師斯蒂芬·蘇伍斯（Stephen Sauvestre）進行美化工作。蘇伍斯特給鐵塔加了石頭材質和混凝土的基礎，並在石頭上刻上浮雕。各層設計了巨大的拱門和大廳，玻璃幕牆與大廳相接，頂部和周邊增加了各種裝飾和燈泡。最終該項目被簡化，四個腳的石頭基礎和大拱門被保留，增加了鐵塔的觀賞性和藝術性。
從日期的順序來看，埃菲爾公司對鐵塔的設計想法在法國政府宣佈召開世博會前就有了，到底是埃菲爾鐵塔是為世博會而建，還是將已有方案營銷給了法國政府？真實情況如何，我不敢妄加評論。有一種說法是，剛開始埃菲爾對鐵塔方案不感冒，但也沒有阻止他們設計。由於埃菲爾特別擅長將自己以前的作品進行包裝，同時深知媒體的魔力，所以埃菲爾總是借任何機會宣傳自己的橋樑和其他鋼結構作品。也有一些資料披露，埃菲爾也擅長和政府官員打交道，與許多高官有著良好的朋友關係。
因此，我猜想從1878年世博會到1889年世博會，法國政府提出挑戰人力極限、建造高塔的想法，與工業革命背景有關，與工程師們不斷探索300米高塔的夢想有關，也可能與埃菲爾的宣傳與營銷有關。
寫埃菲爾鐵塔的誕生，除了工程師以外，還有一位重量級人物是繞不開的，他就是被媒體描述為幕後操縱鐵塔中標的法國大臣愛德華·洛克魯瓦（Edouard Lockroy）先生，這位大臣時任工商和貿易部長，後來被政府任命為世博會的總監。
部分資料披露了一些故事，認為埃菲爾與洛克魯瓦的私交甚好，且洛克魯瓦對鐵塔的方案也情有獨鍾，所以才讓埃菲爾如願以償。《發人深省的300米高塔項目》（La Tour de 300 mètres,un projet qui suscite laré flexion）一文中寫道：
“巴黎政府由於受到埃菲爾團隊的啟發，準備組織一次設計競賽，目標是建造一座300米高的金屬塔。1886年5月1日（有很多文章認為是5月2日），愛德華·洛克魯瓦在官方報紙上公佈了競賽條件：第一條，方案必須有挑戰性，象徵19世紀的技術成果；第二，必須申明自己的建築師身份和國籍……第九，參賽者要充分論證在戰神廣場建造125米寬的方形基礎、高300米鐵塔的可能性。”
《競賽設計》（Designby Competition: Making Design Competition Work）一書中也記載了1884年設計鐵塔、申請專利過程，明確寫出1886年5月1日洛克魯瓦宣佈競賽條件是研究300米的鐵塔形狀、所建位置的可行性。還明確地寫了一個細節：在宣佈之前，他（洛克魯瓦）就詳細瞭解了埃菲爾的設計，他用競賽方式增強埃菲爾方案的優勢，競賽規則要求僅僅給參賽者17天時間。最後參賽者共提交了107項設計方案（大部分文章說是700多項），結果只有埃菲爾的符合條件。
有資料說正是因為這次設計競賽設置的條件明顯地偏袒埃菲爾，而使法國人仰慕的大師朱爾·布爾代的方案被淘汰。由於19世紀後期法國的建築風格依然是沿襲文藝復興的新古典主義風格，所以布爾代的“太陽柱”方案受到很多人的熱捧，而鐵塔的反傳統方案遭到很多人反對。
《羅蘭·巴爾特文集：埃菲爾鐵塔》中記載了埃菲爾競賽獲勝以後的協議內容：
“1887年1月8日，洛克魯瓦與巴黎市政廳正式任命的塞納區長官尤金·普萊（Eugene Poullet）與埃菲爾簽約，明確了建築期限與財務條件，埃菲爾須建成300米高塔，並於1889年世界博覽會開幕式前投入使用。他獲得150萬法郎的資助以及世博會期間鐵塔使用監管權。條件是：遊覽票價為登至塔頂門票不得超過5法郎，參觀第一層不超過2法郎（週日和假日分別為2法郎和1法郎）；在埃菲爾監管20年之後，鐵塔使用權將移交巴黎市政廳。”（見圖11）
圖11 埃菲爾與政府簽訂的《300米鐵塔建設和運營協議》
建設、抗議與打擊
但鐵塔建設出師不利。儘管鐵塔的協議簽訂了，1887年1月28日工地也破土動工了，但不久巴黎爆發出了一片抨擊、謾罵和反對的聲音。反對意見主要來自兩個方面，一派是比較守舊的文學家、藝術家；另外一派是建築大師和材料方面的專家。這些巴黎名流聯合起來在1887年2月14日的《時代報》（Le Temps）上發表了《藝術家的抗議書》，稱埃菲爾鐵塔是一個無用和醜陋的怪物。這些名人有古諾德、莫泊桑、左拉、小仲馬、科佩、勒孔特、波呂多莫、布格魯、麥索尼、薩樂杜、克爾尼、布洛伊、魏爾蘭、胡斯曼等300人之眾，幾乎囊括了當時法國藝術、建築領域的頭面人物。
抗議書寫道：
我們這些作家、雕塑家、建築師、畫家，以及一些熱愛迄今為止尚未受損的巴黎美麗景觀的人，現在，以備受輕蔑的法國美學之名義，並以受到威脅的法國藝術和歷史的名義，對在首都中心建立無用的、可怕的埃菲爾鐵塔，表達強烈、憤怒的抗議。
巴黎城，難道將要與此稀奇古怪的風格，與一位機械設計師的粗俗而帶商人氣的想象，長久地聯繫在一起，以至於無可挽回地蒙受羞辱和變得醜陋嗎？因為，連商業化的美國都不想要的埃菲爾鐵塔，無疑將成為巴黎之恥。對此，人人覺察，人人議論，人人深受折磨，而我們的抗議只不過是如此自然地對飽受震驚的普遍意見之微弱回聲而已。最後，當外國人來參訪我們的展覽會時，他們會驚異地說道：“什麼？法國人就是用這種可憎之物來使我們接受他們如此浮誇的趣味觀念的嗎？”
他們有理由嘲笑我們，因為崇高的哥特式的巴黎、皮熱、日耳曼-皮隆、讓-高容、巴里等人的巴黎，將要變成埃菲爾先生的巴黎了。
開工之後，另一個重要的打擊是地基在河邊上，淤泥和地下水讓鐵塔無法立足。由於鐵塔四隻腳中的兩個基礎靠近塞納河，地下水位高，工人按照常規的施工方法無法加固地基，必須追加預算，因此迫使項目不得不停工。
面對雙重打擊，埃菲爾作出了回應，他在第一時間接受了瑞典記者的採訪，並回應說：
“我個人認為這座塔會有她獨特的美。難道大家認為，一個人是工程師，就不會以建築物的美觀與否為第一考量標準嗎？或者只注重建築物的堅固與持久，而不兼顧它的優美嗎？”
由於埃菲爾在橋樑和地下基礎方面有著豐富的經驗，因此他提出了氣壓沉箱法施工方案（見圖12）並自行解決由此增加的預算，從而避開官員們因擔心工人在地下25米深處施工的生命安全以及對預算增加不滿而要求該工程下馬的風險。在這裡依然要提一提那位洛克魯瓦先生。1887年3月1日，在新聞媒體的參與下，洛克魯瓦親自沉入地下的“鐵盒子”裡，體驗地下施工的操作環境，他的舉動無疑又一次拯救了埃菲爾鐵塔。
圖12 氣壓沉箱法圖示
在這裡我借用1900年巴黎世博會的全景圖，展示第一座樹立在地球上的300米高“巴別塔”的鳥瞰圖（圖13）。從圖中我們完全可以身臨其境地感受到心靈的震撼。由於篇幅和精力有限，無法繼續收集那些登上“通天塔”的人們對這座高塔是什麼樣態度。我想也不需要到處找這樣的資料，巴黎政府沒有按20年合約條款拆除她，她反而隨著人們的熱情變為世界性符號的事實，已經充分說明後人對鋼鐵大廈時代到來的態度。
圖13 1900年巴黎世博會的全景圖，與圖1對比來看，埃菲爾鐵塔格外壯觀
當下的啟示
再造巴別塔的實踐說明了一個不爭的事實：巴黎之“巴別塔”無疑是告知世界“鐵”和“高”登入了工程建設之堂，宣佈了一個新建築風格時代的到來。
儘管再造巴別塔的過程已經是130年前的事情了，但是對從事工程諮詢行業的工程師而言，對秉持“匠心營造”精神的人們而言，這段歷史依然有它的現實意義。就埃菲爾鐵塔的合約條款而言，若再挖掘鐵塔的投資、運營、收費、維護等等資料，有可能對我們當下如火如荼的“PPP模式”帶來有價值的借鑑；【注：PPP模式是Public—Private—Partnership的縮寫，指政府與私人組織之間為提供某種公共物品和服務，以特許權協議為基礎，彼此之間形成一種夥伴式的合作關係，並通過簽署合同來明確雙方的權利和義務。】就鐵塔的構思、研究、設計、專利而言，建築師的創新與建造者投資與風險管控的關係，如何讓兩者在價值觀上達成共識，讓兩者有機地合作，無疑為當下研究如何激勵設計師與投資人提供了良好的素材；埃菲爾鐵塔的50位設計師繪製了5300多張圖紙，100位工人完成了18000多個鋼構件的製作，132位工人完成拼裝，在兩年零一個半月（含五個月的地基處理）的工期內完成了鐵塔的安裝，儼然是一個活脫脫的“精緻項目管理”和“裝配式建築”。
若再挖掘建造鐵塔的各個流程細節：鐵塔如何分解為能讓兩個人和一頭騾子就能搬動的18000多個構件，如何給這些構件編號，如何建立一套適合建造過程的安裝標準、組裝工序，如何進行吊裝、調試，如何為20年的運營、維護服務，更重要的是如何為20年以後的拆除建立檔案標準等等，把這些問題搞清楚，同樣會為今天的BIM提供借鑑。【注：BIM即建築信息模型（Building Information Modeling）。】建築信息模型是建築學、工程學及土木工程的新工具，以建築工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建築模型的建立。協同工作的協同模式帶來有價值的經驗，讓“協同設計、協同建造、協同運營、協同維護”的團隊合作方式更早地在我們身邊實現。
重栽“巴別塔”這棵大樹時，巴黎當局給了她20年的壽命，然而她卻憑藉著自身的魅力存活下來。之所以熬過了百年，我想她的魅力不僅僅有“鐵”帶來的新芽、新葉的裝扮，還有幾千年的“精神巴別塔”的粗大枝幹和樹根在滋養著她、保佑著她。
圖14 矗立至今的“鋼鐵巴別塔”
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