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狄俄尼索斯采用力學(xué)研究的成果——扭力彈簧發(fā)明了弩炮,，即利用兩束張緊的馬鬃,、皮繩或動(dòng)物肌腱產(chǎn)生的扭力作為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)弩臂帶動(dòng)弓弦拋射彈丸或箭矢,。希臘人設(shè)計(jì)的弩炮帶有堅(jiān)固的支架,，主梁置于支架之上，其前端兩側(cè)裝有兩具扭力彈簧組,，每個(gè)彈簧組帶動(dòng)一只弩臂,，弩臂末端連接弓弦，弓弦正中是容納投射物的編制網(wǎng)袋,。弩炮具有強(qiáng)大的威力，性能良好的弩炮能夠?qū)?塔侖特（古希臘重量單位,，約合26千克）重的石彈拋出300碼（1碼=0.9144米）開外,。

• 中文名：弩炮
• 概述：扭力彈簧發(fā)明了弩炮
• 歷史淵源：面對(duì)著強(qiáng)大的迦太基人的武力威脅
• 歷史記載：弩炮的精度也令人嘆為觀止
• 威力巨大：弩炮具有強(qiáng)大的威力
• 意義：絕不僅僅表現(xiàn)在攻城略地

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弩炮具有強(qiáng)大的威力，性能良好的弩炮能夠?qū)?塔倫特（古希臘重量單位,，約合26公斤）重的石彈拋出300碼開外,。公元前

332年，當(dāng)馬其頓的亞歷山大大帝圍攻波斯屬地加沙城（Gaza）時(shí),，防守者就曾使用弩炮反擊,，一架弩炮發(fā)射的長(zhǎng)矛甚至穿透了亞歷山大的青銅盾牌，刺穿了他華麗的胸甲將他擦傷,。弩炮徹底改變了功防雙方的力量均衡,，他巨大的打擊力和精度讓人不寒而栗：在公元63年羅馬人圍攻耶路撒冷的戰(zhàn)役中，猶太將領(lǐng)約瑟夫回憶說,，和自己并肩站在城墻上的一位伙伴,，竟然被一枚羅馬弩炮發(fā)射的彈丸將頭顱整個(gè)打飛！城里的一名孕婦則被一枚石彈擊中,，他腹內(nèi)的胎兒被拋到了100英尺外,！羅馬人的巨型弩炮可以將400米外的敵人轟的潰不成軍,，他們發(fā)射的長(zhǎng)矛可以將兩個(gè)或三個(gè)排成密集隊(duì)型的敵人一起釘在地上，,。除此之外,，弩炮的精度也令人嘆為觀止，他們甚至能夠反復(fù)命中同一地點(diǎn),，,，曾經(jīng)有過弩炮發(fā)射的長(zhǎng)矛將前面已經(jīng)命中的長(zhǎng)矛劈成兩片的記載。

公元前399年希臘屬下塞拉古城邦的狄俄尼索斯一世就面臨著這樣一種艱難境地：迦太基人對(duì)他的王國(guó)虎視眈眈,。面對(duì)強(qiáng)敵,，狄俄尼索斯知道不能完全指望自己的士兵，因?yàn)樗麄兘^對(duì)無法匹敵慣戰(zhàn)的迦太基人,。作為一向以文明自豪的希臘城邦,，塞拉古可以仰仗的似乎只有——文明。

狄俄尼索斯決心放手一搏,。他征召了大量本城和鄰邦的學(xué)者工匠,，進(jìn)行一場(chǎng)大規(guī)模的研究，其目的是制造出具有強(qiáng)大威力的新式武器,，取得對(duì)迦太基人的優(yōu)勢(shì),。精明的狄俄尼索斯對(duì)整個(gè)研究群體進(jìn)行了縝密的組織規(guī)劃：學(xué)者們和工匠被分成專業(yè)小組，各組間采取分工合作的方式,，對(duì)參加者給與物質(zhì)和精神獎(jiǎng)勵(lì),，這種今天被普遍采用的組織方法極大地提高了工作效率。在這番努力之下,，許多當(dāng)時(shí)十分新奇的兵器出現(xiàn)了,，其中包括帶有多層甲板、裝備撞錘的戰(zhàn)船等等,。但是,，有一個(gè)成果會(huì)讓其它努力都黯然失色——狄俄尼索斯的工匠們?cè)O(shè)計(jì)了戰(zhàn)爭(zhēng)史上第一具弩炮！

毫無疑問,，從茹毛飲血的蒙昧?xí)r代起,，弓弩就在早期戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了巨大的作用，飛蝗般撲向敵陣的箭矢往往給對(duì)手造成可怕的傷亡,。但隨著甲胄的發(fā)展和工事筑壘的出現(xiàn),，單兵弓弩的作用被相應(yīng)削弱。它們無法穿透面復(fù)青銅的盾牌,，更無法摧毀磚石砌就的掩體,。雖然人們嘗試過制造巨型弓弩，但依靠弩臂彈性形變所產(chǎn)生的發(fā)射力量已經(jīng)接近極限，無法賦予彈丸或箭矢更大的威力,。狄俄尼索斯發(fā)明的弩炮首次采用了力學(xué)研究的最新成果——扭力彈簧,，即利用兩束張緊的馬鬃、皮繩或動(dòng)物肌腱產(chǎn)生的扭力作為動(dòng)力,，驅(qū)動(dòng)弩臂帶動(dòng)弓弦拋射彈丸或箭矢（實(shí)際上是長(zhǎng)矛）,。

希臘人設(shè)計(jì)的弩炮帶有堅(jiān)固的支架，主梁置于支架之上,，其前端兩側(cè)裝有兩具扭力彈簧組,，每個(gè)彈簧組帶動(dòng)一支弩臂，弩臂末端連接弓弦,，弓弦正中是容納投射物的編制網(wǎng)袋,。橫梁上側(cè)帶有燕尾長(zhǎng)槽，一個(gè)帶長(zhǎng)導(dǎo)軌的滑塊可以沿著長(zhǎng)槽前后滑動(dòng),，滑塊的后方裝有一套精巧的擊發(fā)機(jī)構(gòu),，可以方便地鎖定和釋放弓弦。橫梁的末端裝有絞盤,，操作者可以扳動(dòng)手柄,，通過繩索拖曳滑塊移動(dòng)，當(dāng)擊發(fā)機(jī)構(gòu)鎖定弓弦并向后拉開后,，武器就處于待發(fā)狀態(tài),。為了讓操作絞盤不至于太費(fèi)力，在橫梁兩側(cè)設(shè)置了金屬齒條,，既能讓開弓的工作不必一氣呵成,，又能調(diào)節(jié)武器的拋射力量，從而獲得需要的射程,。后來金屬齒條被圓形棘輪所代替,，使操作更加簡(jiǎn)便可靠。希臘人在弩炮的研制方面幾乎傾注了全部智慧,。為了賦予弩炮靈活的方向和仰角,，他們?yōu)殄笈谠O(shè)計(jì)了可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的基座,！

弩炮刺激了古代科技的實(shí)用化,，采用扭力裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的弩臂結(jié)構(gòu)，是一項(xiàng)了不起的革命,。越是進(jìn)一步了解這種強(qiáng)大的武器,，就越能了解歐洲的工業(yè)化淵源究竟可以追溯到何時(shí)何地——許多弩炮被設(shè)計(jì)成組合結(jié)構(gòu)，可以拆解運(yùn)輸,，并在前線快速地組裝使用,。弩炮的主體結(jié)構(gòu)為木質(zhì)，要想制作出堅(jiān)固耐用的產(chǎn)品需要相當(dāng)?shù)募妓?，特別是兩組扭力彈簧的力量必須保證均衡,，否則彈丸的精度就無從談起,。但我們必須承認(rèn)，古希臘人做到了,。

絕不僅僅表現(xiàn)在攻城略地,，它第一次改變了人們眼中的科學(xué)形象，并反過來極大地推動(dòng)了科技的發(fā)展,。在弩炮出現(xiàn)以前,，在希臘從事工程技術(shù)的人員地位卑微，不受重視,，在奧林匹斯山上的眾神只中,，唯有代表手工藝和工程技術(shù)的火神赫淮斯托斯被描繪成一個(gè)丑陋骯臟的瘸子。即便是菲底阿斯這樣的著名雕刻家,，在完成培拉衛(wèi)城工程后,，人們甚至不允許他在浮雕上刻下自己的肖像。但弩炮的發(fā)明立刻展示出工程技術(shù)的無限潛力,，于是制造弩炮等攻防裝備的工匠和專家開始被給予優(yōu)厚的禮遇,，甚至在政治斗爭(zhēng)中，具有弩炮制造技術(shù)的專業(yè)人士也可免遭迫害和刑罰,。因?yàn)榕诒某霈F(xiàn),，原來的步兵隊(duì)列中的并列平等關(guān)系被徹底打破，繼而影響到社會(huì)關(guān)系的變革,。許多西方學(xué)者相信,，弩炮的出現(xiàn)對(duì)古羅馬共和制的瓦解產(chǎn)生了不可忽視的推動(dòng)作用。一種武器,，改變了社會(huì)格局,。

它是一項(xiàng)極為精密的工作，工匠們依據(jù)扭力彈簧的尺寸來區(qū)分弩炮的規(guī)格,，而這些又都依賴于扭力彈簧的直徑,。希臘人在實(shí)踐中總結(jié)出了經(jīng)典弩炮零部件尺寸。以扭力彈簧組件為例,，水平擋板由一塊正方形的木板作為坯料,，其厚度等于扭力彈簧的直徑，邊長(zhǎng)等于扭力彈簧的長(zhǎng)度,，在此基礎(chǔ)上按照二分之一的比例建立AG,、De兩條平行線，再以扭力彈簧直徑的三倍為半徑建立AG,、De兩條圓弧,，于是扭力彈簧組件的擋板才告完成。垂直擋板的卯榫深度應(yīng)該等于水平擋板厚度的2/3。水平擋板的中心孔外面由金屬環(huán)箍加固,，環(huán)箍上帶有卡口,，通過轉(zhuǎn)動(dòng)金屬條，扭力簧的扭力可以任意調(diào)節(jié),。他們甚至建立了一套嚴(yán)密的推算體系作為制造弩炮的參考,，一旦知道了扭力彈簧的直徑，工匠就能夠輕易的推算出弩炮主要構(gòu)件的尺寸,，并且在關(guān)鍵受力部件上用金屬加固,。

網(wǎng)上有資料聲稱公元前270年，埃及托勒密王朝完善了弩炮制造理論,，總結(jié)出兩條基本準(zhǔn)則:對(duì)于發(fā)射長(zhǎng)矛的弩炮,，扭力彈簧的最優(yōu)直徑應(yīng)該是長(zhǎng)矛長(zhǎng)度的1/9;而對(duì)于發(fā)射石彈的弩炮，其扭力彈簧的直徑應(yīng)該等于彈丸質(zhì)量平方根的1.1倍(這個(gè)神奇的羅馬公式中,，直徑的長(zhǎng)度單位為德克太爾,，約為19.8毫米，彈丸的重量單位為米納斯,，約為437克),。千萬不要小看這個(gè)貌似簡(jiǎn)單的公式，這里包含了羅馬人對(duì)扭力彈簧力學(xué)特性和彈道學(xué)的精確認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)代彈性力學(xué)理論證明,，扭力彈簧的扭力確實(shí)和其直徑的三次方存在一定的比例關(guān)系!更為重要的是，這個(gè)公式提出了立方根的求值問題,，因?yàn)橐胗?jì)算扭力彈簧的直徑,，就必須算出彈丸重量的立方根，這是人類歷史上首次對(duì)三次方根的求值嘗試!在沒有現(xiàn)代計(jì)算工具的時(shí)代,，計(jì)算三次方根是一項(xiàng)可怕的繁重工作,，但智慧的羅馬人卻用一種出奇巧妙的方法成功的解決了這個(gè)難題，他們利用幾何原理創(chuàng)造了一種組合滑動(dòng)直尺,，可以直觀的計(jì)算出任意長(zhǎng)度的三次方根!但實(shí)際上這些網(wǎng)文說法并不可信,，因?yàn)榕ｎD力學(xué)和伽利略拋物線理論的提出已經(jīng)是西羅馬滅亡之后一千多年，羅馬時(shí)代并沒有彈道學(xué);扭力彈簧的材料有毛發(fā),、麻繩等,，不同材料也不可能適用同樣的公式;人類首次開平方根和立方根是十一世紀(jì)西亞人完成的，并非羅馬人所為,。