中學生用54張撲克搭3米高 符合結構學原理

好奇實驗

不能用尺量，每剪一刀卻要一樣深

在新一輪實驗里，兩位同學首先要做的是加固基座。

他們的解決方法是給塔加了一個“井”字形基座。為了最大限度利用撲克牌本身的高度，塔身基本上采取了豎排方式；但基座部分，為了降低重心讓塔更穩，他們采用了兩張橫向排列，一張橫向對剪后插在底部的方式，這樣就形成了一個“井”字形基座。因為是橫向排列的緣故，“腰圍”比較粗，可以支撐上面幾十層高的塔身。

接下來，就是塔身部分的加固。

一張撲克的尺寸大約是8.68cm×5.65cm，因此理論上來說，豎放相插會比橫放相插每層高出近3cm。但豎放搭出的塔，“腰身”太細，弱不禁風。如何才能保證高度的同時又不影響穩定性呢？

經過反復試驗，金云峰他們創造性地設計出“橫豎結合，有剪有加”的“施工方案”：靠近塔底的部分用36張撲克豎放搭起18層，靠近塔尖部分則是把12張撲克牌豎向對剪后再豎著搭起12層，最后用一張撲克橫向對剪，作為連接部，把上下兩部分的塔身連接起來。。

經過這番技術改造，原本直筒型的塔搖身一變， 變成一座有“身材”、有高度、站得穩的紙牌塔。

金云峰和江州第一次參加學校舉辦的紙牌搭高時，雖然也取得了第一名，但高度只有144cm。

問題出在哪兒呢？

金云峰說，比賽之前他們在網上查過，看到有個美國人用1800副撲克搭出7米多高的建筑模型，而用一副牌搭高的成績，也比他們高，至少可以有147cm。

“我們發現是剪得太深了，這樣一來就浪費了不少高度。”

雖然發現了問題，但要解決這個問題還真不容易。一不小心手抖了，口子深了、淺了、歪了，就有可能功虧一簣。而且比賽的時候不能用尺，比賽時間又限定在30分鐘，又快又準完成剪口就顯得特別重要。

“剛開始也不知道剪多深的口子合適，只有自己反復試。”

金云峰說，他都記不清用壞了多少撲克，“至少有十多副吧”。在比賽前的最后一次練習課上，他們搭出了3米多的高度。

每次練習，最少要40分鐘，最長一次用了近一個半小時。從小心翼翼剪下第一刀，到最后站在桌子上屏著呼吸把塔尖安裝好，不能有一絲馬虎，一絲心急，整個過程非常考驗倆人的耐心、毅力和相互間的配合。

好奇答案

塔的抗傾覆能力，符合建筑構建學原理

記者請杭州某建筑設計院的研究員許老師和浙江大學建筑工程學院的黃銘楓老師對金云峰和江州的作品進行點評。

許老師說，從建筑結構學的角度來看，我們所見的高樓大廈，有半數的資金和時間用于建造基礎，基礎的穩定與否應當是這項游戲的關鍵點。對于紙牌搭高的游戲來說，要盡可能地增大基礎的覆蓋面積，從而使塔的抗傾覆能力盡可能實現最大值，同學們所做的基礎形式，是符合這一原則的。

關于塔身的設計，許老師介紹說一幢高層建筑結構，它合理經濟的結構應該是上小下大，這樣就減少了重心偏移的概率，因為上下部重心偏差會使塔身自身會產生彎力，造成塔身傾覆。同學們在這一點的研究上也是頗有心得，采用了逐漸內縮的方式，避免了這樣的情況。

許老師還說，塔能搭得又高又穩，一方面是因為塔的設計基本符合了建筑建構學的基本原理，但同學們的心靈手巧也很關鍵。在這個游戲中，下層紙牌是上層紙牌穩定的基礎，環環相扣，任何一個節點的松動失穩，都會造成失敗，所以上下層紙牌的連接，需要十足的耐心和穩定的心態。

浙江大學建筑工程學院的黃銘楓老師看了金云峰和江州的作品之后，也從建筑結構學角度進行了點評，他說這個撲克塔是由薄板單元所組成的框筒結構，受力非常合理，這對塔保持穩定非常重要。黃老師也特別贊賞孩子們的耐心和毅力，他說，“一副撲克牌能搭到這樣的高度，的確非常不容易。”