古人是極善於學習的，其實這個學習用英文的“study”來形容更為妥帖，它還有“研究”的義項。古人在學習、研究一事上，觸類旁通的本領實在令後人歎為觀止。

相較於熱武器，華人更擅長的是冷兵器，小到刺人臟腑的刀、劍，大到攻城拔寨的雲梯、弩車、投石機之流，可惜經近代的熱武器洗禮之後，我們或許還能見到刀劍，弩車、投石機之流卻已經銷聲匿跡了，我們僅能從存餘的史料中才能領略到它墜石毀城的鋒芒了。

中國古代城池林立，人們對城池的修建可謂熟極而流。儘管因為時間侵蝕、人為破壞，古城牆大多湮滅在了歷史長河中，但仍有少數存留了下來，讓後人領略到古人智慧的一二。古城牆最經典的例子，莫過於長城。管中窺豹，略見一斑，要以冷兵器攻破一座城池，其難度可想而知。投石機作為攻城拔寨的大殺器，在古代戰爭中幾乎是必不可少的一種兵器。

投石機的種類很多，此處僅抽取其中幾種做簡單的描述。投石機中最見的，要數彈力投石機，這是普遍的叫法，但古人多稱其為床弩或床子弩，它是機械弓弩的變種。床弩有一個極巨大的底座，呈三角形狀給投石機的上部支撐。上端是一個放大了的彈弓，頂端距離地面從幾米到十幾米不等。弓弦以牛筋等材料為主，在施放時，往往以數十位，甚至數百位兵士一同絞動弓弦。這種投石機所施放的彈丸一般不會很大，但攻擊距離達數百米，威力極其驚人。

人力有窮時，依靠人力來完成打擊的投石機，雖然看起來威力驚人，但也有很多不穩定因素。為了使它正常運轉，“配置”也很驚人，這種簡陋的投石機很快便不能滿足行軍的需求。扭力投石機是床弩的一個變種，不過它不需要人直接操作拋射彈丸，而是靠絞盤為投石機蓄力，將裝有彈丸的“發射筒”拉到近乎水平位置，發射時兵士以大錘猛擊扳機，這是一個很大的進步。這種投石機較“彈弓”要省力得多，但也因為工藝要求、絞盤等配置，極為笨重。

因扭力投石機的笨重和其工藝需求，這種投石機搞起來相當麻煩，於是人們又補充了它的簡化版，俗稱“回回炮”，西方人也有這種東西，現代學者習慣稱它為“重力投石機”。回回炮名副其實，是以重物的重力作為主要的彈射力量來源，將槓桿原理髮揮得淋漓盡致。簡單來說，是一個數米到十數米高的架子，在其發射端裝入投射物，另一端放置重物（多以巨石為主），在發射端以絞盤、滑輪等將生物拉起來，發射時鬆開發射端，裝入的彈丸就會因另一端重物的下落而彈射出去。

投石機的技術秘訣，也不過是一個槓桿原理。阿基米德說過，“給我一個支點，我能夠撬動地球”，用槓桿撬動似乎不大現實，但若只是要“撬”個城池，還是輕而易舉。

其實古代是有彈簧的……

好吧……還是說說拋石機的事情吧。

拋石機（或稱投石機），是金屬火炮成熟之前古代最具威力的重型遠端攻擊武器，中國古代稱之為機石、投石、發石、飛石、拋石，或寫作“礮”、“砲”，在火藥出現以後又演變為火字旁的“炮”。其以結構方式可劃分為扭力彈簧拋石機（羅馬式弩炮）、彈力拋石機（床弩型）和槓桿拋石機三種，而其中以槓桿拋石機威力最強使用時間最久。

地中海地區自古希臘時代，約在公元前399年發明了扭力彈簧投射器.這是一種利用馬鬃、皮繩或動物肌腱產生的扭力作為動力，驅動弩臂帶動弓弦，拋射彈丸或箭矢的遠端攻擊武器。它主要分雙臂的弩砲和單臂的投石機兩種型別。希臘人設計的雙臂弩炮能夠將1塔侖特（古希臘重量單位，約合26千克）重的石彈丟擲300碼（1碼=0.9144米）開外。

雙臂弩砲

單臂投石機，亦稱為“野驢”、“石弩”

這種武器在羅馬帝國時代（公元前27年—公元395年）得到推廣。羅馬帝國最強盛時期疆域橫跨歐亞非三洲，西起西班牙、高盧與不列顛，東到幼發拉底河上游，南至非洲北部，北達萊茵河與多瑙河一帶，地中海是其“內湖”。因此扭力彈簧投射器也在整個環地中海地區普及開來。

但是在羅馬帝國晚期，大型投射機械的儲能手段出現了從扭力向張力轉變的趨勢，即放棄以扭轉纖維繩束轉力的扭力彈簧結構而改用結構更加簡易的彈性弓弩投射器（中國稱床弩）。到公元4至5世紀時，羅馬帝國前線堡壘防禦中，弓弩投射器已成為基本裝備。

彈力投石機

公元395年，羅馬帝國分裂為東、西兩部，實行永久分治。東羅馬帝國即拜占庭，而西羅馬帝國在公元476年時因內憂外患而覆亡，被新崛起的日耳曼蠻族分支哥特人所佔據。他們在西羅馬帝國廢墟上建立了多個哥特人國家。由於哥特人政治、社會、經濟結構落後，中世紀早期的國王們沒有羅馬皇帝們的威權和財富，無法長期供養一群熟練的軍事技術人員和維持大量的隨軍攻城裝備。羅馬人的雙臂式扭力投射機，因製造、維護和操作都需要很高的技巧和知識，在羅馬帝國末期都已趨於淘汰，更不要說中世紀初那些連大型裝備都少得可憐的軍隊。單臂式扭力驅動的“野驢”投石機，儘管同樣也要依賴於筋腱絞索，但結構與製造則簡易得多，因此在中世紀時期還得以保留，但數量並不多。這種單臂扭力投石機與彈力投石機的單位投射量均不大，因此在中國的牽引式槓桿拋石機傳入後，以其結構簡單維護易、射速快，拋射彈重大等特點，很快便取代地中海地區與西歐的傳統投射器而佔據主力地位。在第一次十字軍東征以前，牽引式槓桿拋石機基本已經成為地中海周邊伊斯蘭、基督教國家軍隊唯一的重型遠端投石機械砲（李約瑟《中國科學技術史》第五卷第六分冊182～183頁）。歐洲現存最早的牽引式槓桿拋石機影象，便是十字軍攻打耶路撒冷的次年即1100年，繪製於加泰羅尼亞法屬巴塞羅那伯爵領，現存於義大利都靈皇家圖書館。

圍攻耶路撒冷

槓桿拋石機是利用槓桿原理及離心力作用，以拋射的方式，將一切可以殺傷目標的物體（包括石頭、火藥炸彈，甚至是帶有疾病的牲畜或人）砸向敵方人員或軍事設施的重型遠端攻擊戰具。其主要結構有作為主體的砲架底座、架設於砲架之上可縱向轉動作功的槓桿炮梢、繫於炮梢尾端用於承載拋射物的皮彈兜。而動力部分，則在炮梢前端根據需要繫上數量不等的砲索或掛載重物，以人力拉拽或透過重力下墜來提供，由此而分為牽引式（人力拽索）槓桿拋石機（traction-trebuchets）和配重式（平衡重錘）槓桿拋石機（Counterweight Trebuchet）兩種。

牽引式，通常也叫人力拋石機，起源於中國。其最明顯的特徵是在槓桿砲梢的前端繫有數量不等的砲索，操作時由數名乃至數百名拽砲手同時用力向下拉拽激發，炮梢後段就會像蹺蹺板一樣猛地翹起，系在尾端的皮彈兜一端脫鉤，將“砲彈”發射出去。牽引式槓桿拋石機的彈重可由數斤至數百斤不等，射程可達三四百米。整個操作過程相當簡短，一個熟練的砲手團隊可以每分鐘發射5～6個次。它的結構也比較簡單，基至可以在戰場臨時製作，這使得它非常容易得到推廣。

中國牽引式槓桿拋石機

一份現存的伊斯蘭史料，支援了配重式槓桿拋石機是由穆斯林在中國式人力拋石機上改良而來。在公元1187年，由名為穆爾達•本•阿里（Murda ben Ali）的穆斯林獻給薩拉丁一份關於各種武器、戰鬥技巧和圍城方式的軍事圖冊，其中一幅設計草圖便是一臺配重式槓桿拋石機，這是目前為止最早的。

穆爾達•本•阿里繪製的配重式槓桿拋石機

拋石機，主要用於軍事圍攻和防守的機械。

重力拋石機，出現歐洲中世紀的一種投石機。其主要利用槓桿原理，一端裝重物，另一端裝待發射的石彈，發射前先把放石彈的一端用絞盤、滑輪或直接人力拉下來，附有重物的另一端此時同時上升，此時放好石彈，放開或砍斷繩索讓重物的一端落下，石彈順勢被丟擲，14世紀中期，有的大型拋石機能拋射將近1000磅重的發射物，威力十分巨大。而且丟擲的石料可以換成火石來火攻，換成毒藥或者其他動物屍體、糞便等，真真實實古代版的生化武器。

扭力拋石機，即我們所說的弩炮。其依靠扭絞繩索產生力量彈射。彈射杆平時是直立的，杆頂端為裝發射物的彈袋，杆下端插在一根扭絞緊緻的水平繩索中。準備彈射，先用絞盤將彈射杆拉至接近水平的位置，在彈袋裡放進發射物。鬆開絞盤繩索，彈射杆恢復垂直位置，彈丸從而彈射而出。

古代中國，出現最多的是人力拋石機，一群人一起拉槓桿的一邊從而拋射另一邊的石彈。部分拋石機裝有車輪以備攻城需要。

中國拋石機最早出現在戰國，純人力的拋石機，用人力在遠離投石器的地方一齊牽拉連在橫杆上的炮稍。木架上架有炮稍，一端用繩索栓住容納石彈的皮套，另一端系以許多條繩索由人拉拽從而把石頭丟擲，炮梢又可以設計成單梢、多梢，最多可以有七個炮梢裝在一個炮架過，不過這樣便需要更多的人去拉從而釋放炮彈。唐對高句麗作戰，使用拋石機便可以丟擲300多斤的石料。

以上。

拋石機的種類有很多，即使沒有彈簧照樣可以彈射出去，而且力量也很大，據說60斤的石彈射程有140米到210米，而200斤的石彈差不多能彈射40米到70米左右，我們不妨想想古代還沒有彈簧，那麼箭是怎麼射出去的？下面我就來介紹下幾種拋石機的它們是怎麼執行的？

戰國時期就出現了，全是人力操作的，它們就是拉住連在橫杆上的一端，另一端是栓有石彈的，這種人力機就是用人力拉下一端，直接將另一端的石彈拋射，有些類似蹺蹺板一樣，只要有一邊下拉速度足夠快，另一邊的物體就會被丟擲去。唐朝和高句麗作戰時用的就是這種人力機。

（人力機）

其實這個用詞語很難說清楚，看圖就能直接明白其中的原理了，這種扭力機，就是在底部有很多細小結實的繩索拴在兩頭，再把木杆的一端插進繩內，不斷的扭，直到繩子越來越緊，最後將石彈放在這根木杆的另一端，不用的時候可以固定住，用的時候直接取消固定栓，就可以依靠底部繩子的扭力鬆動，直接將石彈拋射出去，在中扭力拋石機就比之前的人力機要高明的多。大家回去可以自己做一個，很簡單，就用一些細繩子綁在家裡凳子的兩邊，在用一個勺子插進繩子，用勺子轉動幾圈，繩子扭力越緊彈射速度自然就越快。

（扭力機）

這種拋石機是透過伊斯蘭地區傳到中國的，古人叫它“回回炮”，就是利用槓桿原理，木杆的一端裝有重物，而另一端是裝石彈用的，他們先將裝石彈的一端拉下來，裝有重物的一端越重就越難拉，拉下來之後吩咐士兵將石彈放入，這時負責拉住的人只要一鬆手，裝有重物的一端迅速下降，石彈也會以很快的速度被拋射出去。

（重力拋石機）

古人們很早便知道以槓桿原理來製造投石機，投石機的發明歷史相當悠久，估計周代時便出現了，後來逐漸成為攻堅戰中的一種重型遠端武器。

投石機的動力是採用人力，即在槓桿一方設定許多線索，稱為炮索，在投入使用時，由壯勇之士各執一炮索，一起用力猛拉，以瞬間的爆發力將槓桿另一端的巨石丟擲。投石機威力的大小，射程的遠近，除了跟投石機的規模大小有關之外，還與炮索的數量關係密切相關，炮索數量越多，越多的人力拉，其動力就越大。對於一個優秀的武器專家，還要考慮到炮索的位置，槓桿兩端長度的最佳比例等等。

在初唐時，有一個非常傑出的武器專家，名喚姜行本，他就改進投石機，代表了當時武器製造的最高水平。在高昌之戰中，唐軍的大型投石機起到至關重要的作用。戰後，唐太宗曾下詔表彰姜行本在此役中的傑出貢獻，全文如下：“攻戰之重，器械為先，將士屬心，待以制敵。卿星言就路，躬事修營，干戈才動，梯衝暫臨。三軍勇士，因斯樹績；萬里逋寇，用是克平。方之前古，豈足相況！”

為了使投石機的打擊精度更強，必須要有觀察臺，以便隨時報告投石機的攻擊情況。巢車其實是觀察車，高十餘丈，用硬木製移動觀察箱，人躲在觀察箱內，用繩子將觀察箱拉到巢車上面，就象築鳥巢一樣，故稱為巢車。由於巢車觀察箱高度比城牆還要高，可以看清城內的敵軍的動態，觀察員將城內的軍事目標通知給投石手，投石車便丟擲巨石猛砸過去。觀察員還得觀察投石所落之處，與打擊目標的偏差，再通知投石手，調整打擊的角度與力度。

在南宋末年，元年攻襄、樊。回回人亦思馬向元朝獻上新研製的巨石砲，俗稱回回砲，可以丟擲巨大的石塊，用力省而射程遠，威力巨大。回回砲一般認為是重力型投石機，即在槓桿一端置重錘，重錘瞬間下落產生的巨大力量，把另一端的石彈扔出來。元軍就是靠這一武器，把銅牆鐵壁的襄、樊城打下來。

在自然界中，人類並不是最強大的，但卻是最聰明的，因而才能夠成為取得令人矚目的文明成就。早在原始社會時，古人便已經能夠利用自己的智慧來提升自己的“武力值”，用於獵殺動物和擊敗敵人。

談及拋石機這樣的“黑科技”，不得不對一件古人的狩獵工具：石球。

顧名思義，石湫便是用石頭製成的球狀物。這種工具大概是經由石塊發展而來的，是用於投射的武器。在許家窯—侯家窯遺址中，曾出土有大量大小不等的石球。

如圖所示，這類石球看起來頗似後來的“炮彈”。當時古人在狩獵時，便是成群結隊地攜帶弓箭和石球，與獵物進行搏鬥。關於石球的用法，學界存在多種說法，除了直接用以手拋外，還有栓繩投擲說。將石球拴起來鉚足力氣投出，大體可以視為後世投石機的雛形。

至遲到戰國時，中國已經出現了用於攻城拔寨的拋石機。與此前手工投擲不同，這種大型器械成了戰場上的大殺器，可以在中遠距離拋擲大型石塊，用於擊潰城垣和重創守城敵人。不過，早在兩千多年前的戰國時期，尚無彈性超強的彈簧，古人是如何將石塊投擲出去的呢？

其實，要理解這個問題，可以想類比下這個問題：古人在沒有彈簧的情況下，不照樣製造出了強弓硬弩這樣的武器麼？同樣的道理，即便沒有彈簧，但古人的智慧卻往往能夠創作出令人稱讚的奇蹟。

早期的拋石機，有單梢和多梢之分，均靠人力在遠離拋石機的地方一同拉連在橫杆上的梢來將石彈丟擲。梢，也稱炮梢，被架在大型的木架上，其一頭用繩索栓著皮套，用於盛放石彈，另一頭則繫著許多繩套，用於供人拉拽。

拋石機的原理，主要是利用了槓槓原理，靠著人力突然拉拽，將另一端的石彈彈射出去，如同一個加長版的手臂一般。在實戰過程中，拋石機也經過了不斷的改良。

宋代以前的拋石機，主要是靠人力或畜力發射，即以強壯計程車兵或戰馬同時向要發射的反方向突然用力，讓另一端的石彈沿著拋物線的軌跡射出，從而打擊敵人。

後來，隨著蒙古軍隊的東征西討，在攻打城池的過程中也重視起了拋石機。蒙古軍隊曾對拋石機進行改良，設計出了雙弩背的複合弓結構，原理如同弩機，甚至可以用其發射燃油筒和特製的鐵箭。

在征戰西亞的過程中，蒙古人又接觸到了一種配重式的投石機。這種投石機用重物取代了人力和畜力，多了一個絞盤，在使用時士兵先利用絞盤將重物升起，裝上石彈後釋放重物。這樣的投石機又被稱作“回回炮”。回回炮所用的理學遠離更為複雜，但卻得以減少了操作人員，還節省空間。

所以說，即便古代沒有大型彈簧，但人們卻在生產和實踐中總結了許多知識，並將其用在發明和改良器械上。拋石機（投石機）這類戰場上的大殺器，即便是放在今天，也同樣具有相當大的威力。