腹弓
——遠程機械武器之肇始

劉衍鋼 趙少峰

——遠程機械武器之肇始

劉衍鋼 趙少峰

制造出射程更遠，威力更大的遠程武器是人類在軍事技術方面的永恒追求。常規的弓箭受限于人類的臂力，無法在性能上有實質性的突破。公元前五世紀后期，古希臘人在科學知識與工程技術方面的積累使得發明一種超越臂力的遠程機械武器成為可能。公元前400年前后，西西里的希臘人發明了腹弓。腹弓推動了復雜機械武器的發展，開啟了人類遠程機械武器時代，在世界軍事史和工程技術史上占有重要地位。

弓箭；腹弓；遠程機械武器；希隆

遠程機械武器是古典歐洲最具特色的軍事裝備之一，亦是古典科學技術成就的集中體現。這類武器由古希臘人首創并完善，經羅馬人的改進和標準化，成為效能極高的軍事裝備。古典遠程機械對古代兵器和古代戰術的發展有著深遠影響，在軍事史上占有重要地位。由于史料和研究條件所限，國內學者對于此類武器至今尚無深入的研究。本文試圖從最基本的文獻與考古史料以及科學與技術原理入手，綜合國外學者的最新研究成果，探尋古典歐洲遠程機械武器的起源，彌補國內相關研究的不足。

弓箭技術的發展：從臂力弓到腰力弓

反曲弓可謂古代弓箭技術發展的最高階段。在同等拉力下，反曲弓的彈性勢能與能量轉換率（將彈性勢能傳遞給箭矢的效率）皆高于其他類型的古代弓。因此在能量利用率和殺傷力方面，反曲弓都是性能最佳的弓。希臘人的反曲弓一般以木材為弓胎，以獸角、獸骨、筋腱與有機膠等層疊復合而成，制作過程復雜繁瑣，制作周期也極長。從古希臘人對反曲弓技術的掌握程度可以推知，古典時代的希臘人已大體知悉冷兵器時代的各類弓箭及其相關技術。

弓體的彈性勢能是決定弓箭性能的最重要因素。弓的勢能值約等于拉力和拉距的積分值，以物理公式表示如下：

（E為勢能；F為拉力；l為拉距；C為弦高，即裝好弦但未開弓時弓臂結合部至弓弦的垂直距離；M為最大拉距。）

因此增強弓箭性能的基本方法為增大拉力和拉距。復合弓的蓄能性能較為優良，較長的弓臂本可以提供更大的拉力和拉距，但人的臂力與臂長畢竟有限，手臂遂成為增加弓箭勢能的瓶頸。縱觀古希臘軍事史，弓箭手的作用相對較小，戰場上的主力一直是重裝步兵。造成這一狀況的主因即在于臂力弓的勢能有限，發射的箭矢無力穿透重步兵的金屬甲胄。因此要增加弓的拉力和拉距以增大勢能提升威力和射程，就必須設法利用臂力之外的其他力量。

通過古希臘人的記載，我們才得以知曉某些古代民族在弓箭方面的突破性嘗試。他們的基本手段為改用腰力開弓。這一方面是因為腰力比臂力大數倍，以腰力開弓可極大增加拉力；另一方面是因為人體軀干的運動距離大于手臂，如此開弓也能夠有效增大拉距。

色諾芬（Xenophon）的《長征記》（Anabasis）提供了已知最早的相關文獻記載。公元前401年，希臘萬人遠征軍離開美索不達米亞，向北穿越崎嶇的卡杜奇亞（Carduchia）山區。希臘人在行進途中遭到當地山民的襲擊，襲擊者裝備有奇特的大弓：

如此強弓令希臘遠征軍蒙受了慘重損失，數名軍官被殺：

有位勇士拉哥尼亞的利奧尼姆斯（Leonymus the Laconian）被殺，一支箭穿透他的盾牌和胸甲插進他的腰部。還有阿卡狄亞人巴西阿斯（Basias the Arcadian），他被直接洞穿頭部致死。

色諾芬由此感嘆，對希臘人而言，卡杜奇亞人遠比波斯帝國的大軍更可怕。本來足以抵御普通弓箭的希臘盾牌和盔甲，卡杜奇亞人的弓箭卻能夠輕易穿透，足見卡杜奇亞人的大弓威力驚人。如此威力首先得益于卡杜奇亞人的開弓方式，這種以腳抵弓，以腰力開弓的方式能夠獲得比普通開弓方式更大的拉力和拉距。還有一點不容忽視，就是卡杜奇亞人的箭也極沉重，色諾芬稱其重量大體與投槍相當：

希臘人得到這種箭之后，會將它們用皮條捆綁用作投槍。

這樣的重箭，普通臂力弓所提供的勢能根本無法發射。卡杜奇亞人之所以使用重箭，一方面因為他們的弓具有更大的勢能，足以發射重箭；另一方面因為在同樣勢能下，增大箭矢的質量可有效增大其沖量，因而能進一步增加箭矢的威力。以物理公式表示為：

I=√ (2mE)

（I為沖量；m為質量；E為勢能。）

質言之，增加箭體重量是通過犧牲射程實現威力的最大化。這可能是因為山地作戰環境對弓箭的射程要求不高，卡杜奇亞人可以最大限度提升箭矢的威力。

另一位古典作家阿里安（Arrian）在《亞歷山大遠征記》（The Anabasis of Alexander）中提供了類似記載。在介紹印度的弓箭手時，阿里安轉引亞歷山大麾下將軍尼阿庫斯（Nearchus）的敘述：

印度的弓箭手為步兵，他們的弓長度等身。他們射箭時人坐在地上，以左腳抵住弓身，將弓弦往后拉得很遠，因為他們的箭很長，約有三肘尺（約140厘米）。他們射出的箭無堅不摧，不論是盾牌、胸甲、還是其他厚盔甲皆無法抵御。由阿里安的記載看，印度長弓的弓體和箭體都比卡杜奇亞弓更長，弓體可能長達170厘米，大概射程也更遠。印度弓的獨特之處在于坐姿射擊。從人體工程學角度看，坐姿開弓可以減少射手自身體重的影響并增大拉距，因而可提供更大的勢能。此外，如此射姿也便于瞄準，可增加射擊精度。印度人的弓箭與開弓法與卡杜奇亞人有異，可能是因為作戰環境的差異。卡杜奇亞人的重箭與站姿開弓顯然更適于山地近距離作戰，印度人的長弓與坐姿開弓相對更適于平地遠距離射擊。

腹弓的出現

由上述可見，古典希臘人在遠程武器方面所面臨的戰術問題與軍事技術發展狀況如下：

第一，依靠臂力開弓的弓箭因受限于手臂的長度和力量，難以對古典時代的重裝步兵等裝甲部隊構成有效威脅，因而在戰場上作用有限。

第二，各種弓箭制作技術，特別是復合弓技術，在古典時代已日臻完善成熟，弓體的蓄能潛力遠遠超過手臂所能提供的能量。

第三，某些民族力圖突破臂力的局限，增加拉力和拉距并提升箭矢重量，最終發展出利用腰力開弓的弓箭，即蹶張弓或稱踏弓。這種弓箭的威力和射程遠大于普通弓箭。

第四，對于各類蹶張弓，古典時代的希臘人已有所了解。但這種弓操作復雜，訓練和使用難度很大，精度和效率也比普通臂張弓低得多，因而使用范圍有限。目前并未發現古希臘人使用蹶張弓的記錄。

顯然，希臘人所需要的是一種能夠利用腰力或者其他更大力量，最大程度發揮弓體潛能的弩弓類武器。這類武器的開弓操作與射擊等操作應該分離，從而有效簡化訓練與使用，提高射擊精度。要實現該目標，只能利用比較復雜的機械技術與機械原理。在色諾芬時代，希臘人在物理學、幾何學、數學與機械工程學等方面已取得了很高成就，發展上述機械武器所需的理論和技術皆已成熟，唯一的問題在于設計制造的投入。因此，一旦有權勢的統治者有迫切的戰爭需要，此類機械就會出現。

色諾芬的著述中也留下了有關遠程機械武器出現的線索。據其《希臘史》（Hellenica）記載，公元前368年—前367年，西西里島城邦敘拉古（Syracuse）的僭主狄奧尼修斯（Dionysius）以軍隊和武器援助斯巴達，這其中就包括最新的機械武器。依靠敘拉古的援助，斯巴達將軍阿基達穆斯（Archidamus，后來的斯巴達王阿基達穆斯三世）未折損一人就輕易擊潰了阿卡狄亞人（Arcadians）與阿哥斯人（Argives）聯軍。而狄奧尼修斯的機械武器，可能正是最早出現的機械遠程武器。更詳細的相關記載見于西西里人狄奧多羅斯（Diodorus Siculus）的史著《歷史集成》（Bibliotheca historica）。狄奧多羅斯史著的質量參差不齊，這主要是因為狄奧多羅斯僅對眾多史料進行了整理輯錄，并未分析甄別。《歷史集成》中有關遠程機械發明的部分主要來自菲利斯圖斯（Philistus）的《西西里史》（Sicelica）。菲利斯圖斯不僅是杰出史家，亦是這些歷史事件的核心參與者，因此這部分記載可靠性很高。關于狄奧尼修斯如何主導遠程機械武器的設計和發明，據《歷史集成》記載：公元前399年，即色諾芬參加萬人遠征軍的兩年后，狄奧尼修斯在敘拉古民眾支持下積極備戰對抗迦太基。狄奧尼修斯希望能夠發明一種新型遠程武器：

實際上，投射機械就是此時在敘拉古被發明出來。他把各地最能干的工匠召集到一處，給予他們很高的酬勞，并提供大量的賞賜，以激發他們的工作熱情。狄奧尼修斯每天都在這類工廠中巡視，他深入工匠之中，與他們親切交談。對于其中的最勤奮者，他贈送禮物并邀請他們一起進餐。

他的目的是盡可能制造數量眾多的武器和各種箭矢……

他把大批技藝嫻熟的工匠召集到一起，按照不同的技術特長分組，并指定最有聲望的市民管理他們，對創造出機械裝備的人給予重賞。

狄奧尼修斯的工匠們發明的機械武器究竟是什么至今依然頗有爭議。鑒于古代學者普遍認為最早的投射機械是“腹弓”（拉丁語為“gastraphetes”，希臘語為“γαστραφ?τη?”），狄奧多羅斯又確認敘拉古工匠發明了最早的投射機械，大多數現代學者據此認為狄奧多羅斯筆下的這種新式戰爭機械即所謂的“腹弓”，一種利用腰力和操作者自身體重開弓的復雜弩機。

然而，關于遠程機械武器的起源一直充滿爭議。《舊約圣經》中就提到類似弩炮的武器，老普林尼（Pliny the Elder）也認為此類武器起源于西亞，但這些記載的有效性已被大多數現代學者所否定。此外，在亞述帝國甚至更早的時期，攻城槌與活動攻城塔等軍事機械已經出現，古典史家對此類武器亦不乏記載，但沒有任何確切證據支持在古典時代以前存在利用機械裝置拋射箭矢的遠程武器。不過，關于這類武器最早出現的時間，現代學者對相關古代文獻的解讀卻不盡相同，對于文獻所涉及時間的推斷亦有歧義，大體上約存在半個世紀的時間差異。為穩妥起見，筆者將以其中最晚最可靠時間，即狄奧多羅斯所言的公元前400年左右，作為遠程機械武器首度出現的時間。這也是大多數現代古典史學者所支持的推斷。

腹弓技術詳解

有關腹弓的機械原理，最詳盡的解釋來自亞歷山大城的希隆（Heron of Alexandria）的論著《弓箭制造》（Belopoeica）。希隆是古典時代最杰出的科學家之一，亦是機械工程學的創始人。希隆的相關記述主要取自克特西比烏斯（Ctesibius）的《評論集》（Hypomnemata）。克特西比烏斯可謂希臘化時代最杰出的工程師兼學者，他曾受埃及國王托勒密二世（Ptolemy II, 公元前283/2年—前246年在位）委托，在亞歷山大城從事機械與工程技術研究。筆者已將希隆關于腹弓的記載由原文譯出。以古典學術標準而論，希隆的著作無疑是優秀的技術論著，但古典學者在專業術語、科技規范與思維模式等方面畢竟與現代人差異巨大，因此希隆的論文在現代人眼里不免晦澀枯燥。為了方便讀者理解，筆者將在譯文后加入必要的說明，盡量以現代術語詳加解釋。此外，古代科技論文中一般配有插圖，希隆的論文亦不例外，比如插圖1為一份古代手稿中的腹弓機械結構圖。不過，未經專門學習和訓練的現代人要完全看懂這類古代工程制圖相當困難，因此現代學者根據古代插圖與相關記載繪制了比較易于理解的圖解，見下插圖2。

插圖1古代手稿中的“腹弓”結構圖

插圖2腹弓結構示意圖

這里“箭矢”的定義為：任何一種發射物，其發射器可以是機械，也可以是人力，如弓、投石器以及其他。

此類機械最初是由臂張弓發展而來。人們希望能發射更大的箭矢，并有更遠的射程，在此愿望的趨勢下，他們加大弓身和蓄力部分的尺寸。我所說的“蓄力部分”是指末端向內彎曲的部分，也就是說“弓角”以外向內彎的彈力部分。結果，他們很難指望拉彎如此巨弓，因為所需的力量遠高于手臂提供的拉力。于是人們設計發明了這類機械。

關于希隆所言的弓體材質，曾有過一些爭議。二十世紀初的德國將軍兼兵器史學者施拉曼（E. Schramm）曾認為古希臘人的所有弓體類機械武器與中世紀弩弓類似，弓臂為鋼制，并以此設想為基礎復制了腹弓。但目前所有學者都認為古希臘人尚不能制造具有優良彈性的鋼材，他們的機械武器所采用的弓體只可能由傳統復合弓發展而來。關于古希臘人發明遠程機械武器的主要原因，希隆指出：一方面是隨著技術進步，弓體可以擁有巨大的勢能；另一方面是人的臂力有限，無法發揮弓體的效能。這一日益尖銳的矛盾促使人們發明了機械弓弩。

關于腹弓的基本架構，希隆的描如下：

假定弓體為ΑΒΓΔ，兩條彎臂為ΑΒ和ΓΔ，它們非常強硬，人的手臂無法拉開。裝弦的部分為ΑΔ。

假定中間的模塊為ΕΖΗΘ，兩條弓臂即通過該模塊側部的凹孔固定在中部。模塊的主干上部有燕尾槽ΚΛ，另一塊長度相同帶榫舌的模塊扣在上部，正好在長度和寬度上完全覆蓋住ΕΖΗΘ，沿著它中間的上部表面有一條（截面為）半圓形的槽，與燕尾槽ΚΛ等長，在其上安放箭矢。

第一部分為弓臂部分的介紹。其中ΑΒ與ΓΔ為弓臂， Α與Δ為掛弦的弓梢。第二部分介紹機械中央最基本的組成部分——基座與滑動模塊。ΕΖΗΘ為基座，通過燕尾槽與滑動模塊相連，其中基座在下，滑動模塊在上。插圖3為基座與滑動模塊截面示意圖。基座前部側面鉆孔，用于固定弓臂。滑動模塊上刻有導箭槽（即圖中的弧形刻槽），以保證箭矢的射擊精度。

插圖3基座與滑動模塊截面示意圖

插圖4D. B. Campbell, Greek and Roman Artillery 399BC-AD363, p. 4. 為方便與正文對照，筆者增加了字母說明。腹弓主要機械部分示意圖

腹弓的主要金屬機械部件，即扣箭與發射開關，集中在滑動模塊后端。希隆說明如下：

在這剩余的部分，與木板ΕΖΗΘ的剩余部分相對應，在頂部木板的上表面，裝有兩跟垂直的鐵制支柱，在其基部鉚接（固定）連接在一起，兩者間有很小的間距。它們之間裝有一根鐵指，位于末端Λ的對面并向下彎曲，彎曲的末端分開，形成雙叉，就像一對夾鉗。分叉的寬度正好可以容納箭矢的厚度（截面直徑）。有一根圓形的插銷插入兩根支柱和鐵指。假定鐵指為ΝΞΟ，雙叉為Ν，插入的插銷為Μ，鐵指的ΞΟ部分之下插入一根鐵條ΠΡ，能夠以垂直固定在上部木板頂部表面的插銷Π為軸（水平）轉動。這樣，只要鐵指下的鐵條ΠΡ被向前推，就會把鐵指楔住，使之不會向上跳；但如果我們抓住Ρ端沿著的ΞΟ方向拉鐵條ΠΡ，則鐵指的ΞΝ部分就會跳起。

研究組患者的治療有效率顯著高于對照組，兩組患者的并發癥出現率比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

對于腹弓的其他部分以及相關的專用稱謂，希隆說明如下：

將木板ΕΖΗΘ與另一木板ΤΥΦΧΨ連接，ΤΥΦ凸出，ΧΨ凹進。

模塊ΕΖΗΘ被稱為“管子”；靠在這上面的模塊，被稱為“滑塊”；用來放箭矢的槽，被稱為“箭槽”；上部木板中的Ξ與Ο之間，被稱為“隆塊”，因為它高出上部模塊表面；鐵指ΝΞΟ，被稱為“鉤爪”；我所說的“支柱”，則被稱為“固定器”；鐵條ΠΡ，被稱為“扳機”；木板ΤΥΦΧΨ，被稱為“張

弦依靠”；兩端的ΑΒ和ΓΔ，則是“弓臂”。

上述部件中，學者們對“隆塊”較少予以關注，但筆者認為這一核心部件的材質與形狀值得研究。從希隆的記載看，“隆塊”的功用顯然是作為整個扳機系統的基座。為了保證掛弦與發射部件的穩定性，這部分部件必須在承受很大力量時不會變形或松動，而木材的機械強度有限，因此“隆塊”不可能是木質滑動模塊的延伸突起部分，而是固定于滑動模塊上的金屬部件。希隆在其他記載中還多次提到“隆塊”的功用，皆為集中受力的重要部件。由“隆塊”的希臘語原意“龜殼”推測：“隆塊”的形狀大約類似于龜殼，覆蓋了滑動模塊的一段上表面，而且兩側向內彎曲覆蓋滑動模塊的部分側面，并與滑動模塊有一定深度的嵌入。其結構與外觀見插圖5。

插圖5隆塊”（扳機系統基座）結構圖

插圖6推弓過程中基座與滑動模塊運動及止動楔工作原理示意圖

關于腹弓的操作流程，希隆記述如下：

如此結構的機械完成后，如果人們想張弓射擊，則操作如下：他們將滑塊對著Κ方向往前推，直到鉤爪跳起，弓弦穿過其下，（該運動發生）在滑塊之上。然后他們將鉤爪按下并將扳機往前推，這樣鉤爪就（被卡住）不再上跳。然后，他們靠在已經推出的滑塊的末端，讓它抵著墻或者地面，雙手握住“張弦依靠”ΤΥΦΧΨ，腹部向前壓，頂住凹進的部分ΧΨ。他們用盡全身的力氣向前推，這樣滑塊就往后移動，于是弓弦也往后拉。如此這般，弓臂ΑΒ和ΓΔ就自然被拉彎了。當他們認為張弦的距離已經足夠時，就把箭矢放入箭槽中，然后下壓扳機使鉤爪松開，這樣箭矢就被發射出去。

腹弓所獨有的止動機械較為復雜，主要由兩部分構成，即基座上的止動棘齒和滑動模塊上的止動楔。希隆對此描述如下：

有一點很重要，就是滑塊被向后拉時，不能立即被弓弦推向前，應該保持固定直至箭矢就位可以射向目標。這通過如下手段實現：設想在“管子”ΕΖΗΘ上有Ω?部分，沿著Ω?的長度在“管子”側面釘上一塊鋸齒板??，在滑塊沿著,Α,Β位置固定有一個繞插銷轉動的掣子,Γ,Δ。（注意這里的,Α,Β和,Γ,Δ前帶有下標，并非前文的ΑΒ和ΓΔ。）當滑塊被向后拉時，則掣子,Γ,Δ斜著在鋸齒上移動，發出“咔噠”聲，因此它被稱為“咔噠器”。當滑塊就位時，他們按下“咔噠器”使之抵住鋸齒，這樣滑塊就不會被弓弦拉向前。“管子”另一側的裝置與此完全相同。

由希隆的記載可知：腹弓的止動模塊主要由兩塊帶有棘齒的金屬板??和兩根金屬止動楔,Γ,Δ——即“咔噠器”（κατακλε??）——構成。兩塊金屬板分別固定在基座兩側，兩根止動楔通過一根金屬軸——即插銷——相連。開弓時，滑動模塊相對于基座向后滑動。每移動一格棘齒的距離，滑動模塊上的止動楔都會落下，抵住基座上金屬板上相應的棘齒，從而防止弓弦將滑動模塊向前推。這部分機械見插圖2與插圖4，其工作原理見插圖6。

弩弓類武器必須擁有固定弓弦的機械，從而鎖住弓體的勢能，等到發射時才松開弓弦釋放勢能。多數古代弩弓依靠扳機上的掛弦部件完成該功能，在開弓完成后勾住弓弦，發射時扣動扳機釋放弓弦。腹弓的蓄能原理要復雜得多，它依靠兩套機械模塊，即掛弦機械與止動機械共同完成鎖能。腹弓的掛弦機械（即滑動模塊上的扣箭器ΝΞΟ）在開弓之前就已扣住弓弦，在隨后的整個開弓（即推弓）過程中，腹弓都通過止動機械隨時鎖住勢能。即使開弓過程中途停止，之前所獲得的開弓勢能也不會釋放。相比之下，其他弩弓必須在弓體拉滿之后才能掛弦，如果中途停止則前功盡棄，弓弦會彈回。因此腹弓的掛弦與蓄能功能遠比其他弩弓完善，不僅操作更簡便，而且可以通過有間隙停頓的多次推弓合力完成一次開弓操作，從而獲得更大的勢能。

希隆在最后解釋給出了“腹弓”名稱的由來及其設計目的：

整套機械被稱為“腹弓”，因為通過腹部的推力才能張弦。自然，通過這一套機械，能夠將更大的箭矢發射至更遠的距離。

據推測，腹弓的復合弓身非常強硬，普通的人力無法裝弦，因此需要專用的弦夾輔助裝弦。

腹弓之特性與效能

腹弓的操作與前文所述的臂力弓和腰力弓等傳統弓箭有很大區別。傳統弓箭的開弓與發射過程要同時調用人體的多組肌肉群，臂力弓需調用上身的大部分肌肉群，而腰力弓則要調用幾乎全身的肌肉群。相關肌肉群在整個開弓與射擊過程中皆處于高度緊張狀態，而且肌肉群之間的精確配合與協調也至關重要。特別是在瞄準射擊階段，此時人體承受著最大的拉力，相關肌肉群處于最緊張狀態，而為了保證射擊精確度必須盡可能保持肌肉群的靜止。另外，為了提高準確度，傳統臂力弓對射手的站立姿勢也有要求，還要注意站姿和肌肉之間的協調性。如果是操作腰力弓，則無論站姿還是坐姿，對全身肌肉的協調性要求都更高一些。根據肌肉工作穩定性的生理學原理，在克服不變阻力的情況下，相關的肌肉收縮保持一定的緊張度，能夠使身體保持或穩定在一定的狀態。然而，肌肉緊張度源于所需克服阻力的刺激，大腦皮層對肌肉的調整，些微的差異就會影響動作的穩定性。而且戰場環境、心理承受能力、對手的壓力等因素都不可避免會影響射手的實際操作。因此傳統弓箭的操作需要很大的力量，對于運動和神經系統的協調性要求也很高，這需要極好的身體素質和長時間的訓練。

與傳統弓箭相比，腹弓的優勢在于更易于保持運動和神經系統的穩定性，而且更節省體力。腹弓的機械設計思想主要體現在兩方面：

第一，盡可能以機械部件承擔人體的功能，從而降低操作難度。例如傳統弓箭以手指扣弦與搭箭，手指在承受極大拉力的同時必須保持平穩，故而操作難度很大，往往需要指套或扳指等附加裝備。除傳統弓箭之外，大部分古代弩弓在開弓時也需要以手指扣弦，由于手指能夠承受的拉力有限，因此手指往往成為增加拉力的瓶頸。而腹弓利用機械部件（即扣箭器）搭箭與扣弦，手指完全不參與開弓，箭矢精確度與穩定性則通過導箭槽與扣箭爪實現。如此設計完全解除了手指的負擔以及手指顫動等人為因素對射擊精度的影響，同時簡化了操作，并可獲得更大的拉力。

第二，將整個操作分離為搭弦、開弓、裝箭、瞄準與發射等多個相互分離的步驟，每一步驟僅調用有限的肌肉群，從而使操作的力量與協調性要求大大降低。其中搭弦與裝箭所需的力量與協調幾可忽略。瞄準與發射僅要求手眼協調，同樣不需要太大力量。開弓是唯一需要很大力量的步驟，該步驟主要調用腰腹部與腿部的肌肉群。由于腹弓的推力轉向原理，開弓過程實為推弓過程，這一過程非常容易操作，對協調性的要求也不高。另外，因為擁有復雜的止動裝置，腹弓的開弓過程可以進一步分離為幾次間歇步驟，進一步降低了對操作者力量與協調性的要求。因此，腹弓通過諸多機械裝置，一方面獲得了遠大于臂力弓，甚至腰力弓的勢能，從而極大增強了射程與威力；另一方面又使得對武器操作者的素質要求和訓練難度降至最低。

腹弓發明后不久即被敘拉古人運用于戰場。這種新式武器給敵人造成了巨大殺傷和心理威懾。據狄奧多羅斯記載，公元前398年，亦即腹弓發明的次年，敘拉古軍隊圍攻西西里西北部的腓尼基殖民地摩提亞（Motya），迦太基將軍赫米利孔（Himilcon）率領一支艦隊前來救援摩提亞。于是雙方在海面和陸地上發生激戰：

由于迦太基一方人多勢眾，赫米利孔毫不費力就將自己的艦船拖過來，然后讓艦船下海，平安地駛出港口。赫米利孔對第一波（敘拉古）艦船發動了襲擊，但被對方密集的箭矢所擊退……在陸地上的敘拉古人用發射尖頭箭的遠程機械殺死了大批敵人。事實上，這種武器在敵人之中造成了巨大的恐慌，因為當時它是全新的發明……結果赫米利孔未能達成自己的計劃，只得率軍離開，駛回利比亞。

（F為空氣阻力；C為空阻系數；ρ為空氣密度；S飛行物迎風面積；V為飛行物與空氣的相對運動速度。）

腹弓勢能很大，其發射的箭矢初速必定很高，因此箭矢受空氣阻力的影響會遠大于普通弓箭。要解決該問題，除了前文提到的增加箭矢重量降低初速外，還可以盡量減少箭矢的表面積，特別是取消常規的箭羽，減少箭矢的長度。因為腹弓無需手臂張弦，不存在箭矢最小長度的限制，箭矢長度的減少不會影響其他性能。狄奧多羅斯曾提到有多種機械武器專用的箭矢，這種“尖頭箭”大概最為普遍，成為后世大多數弩機類武器的最普遍形制。近千年后的普羅科皮烏斯（Procopius）在介紹拜占庭帝國軍隊的弩炮時，仍然強調其發射的粗短箭矢。這種沉重粗短的箭矢在外觀上與普通箭矢差別巨大，不免會給人留下深刻印象。前文談到狄奧尼修斯以武器兵員援助斯巴達的阿基達穆斯，記載此事的不僅有色諾芬，還有狄奧多羅斯與普魯塔克。普魯塔克還提到，當阿基達穆斯首次見到西西里機械武器所配備的箭矢時，不禁驚呼道：“赫拉克勒斯啊！男子漢的勇武今后將毫無用處了！”根據現代學者的復制與測算，腹弓的威力確實遠高于普通臂張弓。發射實戰箭矢時，普通臂張弓的最大射程不超過180米，而腹弓的最大射程能達到230米。而且箭矢越重，腹弓的優勢越明顯。

腹弓類武器發明之后曾一度被廣泛使用，在西西里之外，希臘地區亦有不少城邦使用此類武器。除了斯巴達，雅典軍隊也裝備了不少遠程機械武器。現存的銘文證據表明，在公元前371至370年間，雅典的軍備庫（可能就在帕提農神廟中）里貯存了不少機械武器專用的箭矢。雅典人當然不會僅擁有箭矢，他們必定還裝備有相應的發射機械。當時敘拉古的狄奧尼修斯亦是雅典的盟友，因此大體能確認這些武器裝備來自西西里。

腹弓的歷史意義

腹弓是人類歷史上最早的弓弩類機械武器，同時亦是歷史上結構最復雜的單兵弩弓，其機械構造遠比后世的各類弩弓復雜。即便以現代機械工程學與人體工程學角度看，腹弓的設計也極為精巧獨到，特別是其獨特的推力轉向與止動機械模塊，可謂非常超前的設計。腹弓除了擁有更大的勢能和威力，還最大限度降低了對射手身體素質的要求，以及訓練的強度和周期。

但是，獲得如此性能優勢是有代價的，最重要的代價在于制造工藝要求和制造成本,這也使得它沒有在戰場上得到普遍的推廣和應用。

在生產技術和制造工藝尚比較落后的古典時代，要制造如此復雜精巧的機械武器非常困難。跟其他古代弩弓相比，腹弓的結構更復雜，除了扳機等機械部件，還有止動機械與滑動部件。由于弓臂固定于基座，而箭矢裝在滑動模塊上，結合基座與滑動模塊的燕尾槽必須高度吻合才能保證箭矢的射擊精度。后世的其他弩類武器只有基座而無滑動模塊與止動部件，弓臂與箭矢都裝在基座上，制造和工藝自然簡單得多。此外，希隆文獻中多次稱腹弓的金屬部件為“鐵制”，這些部件大多外形復雜，要制造它們非常困難。古希臘人尚未掌握鑄鐵技術，即便有鑄鐵技術，鑄鐵件的機械性能也滿足不了武器部件的韌性與承力要求，因此腹弓的所有鐵部件只能通過熱鍛成形。以扳機系統為例，這部分部件為核心受力部件，必須能承受較強烈的碰撞和沖擊，因此作為整體扳機座的“隆塊”與作為插銷座的“兩根鐵制支柱”應該是一體鍛造成形的鍛鐵部件。以當時希臘人的鍛鐵技術，要制造外形如此復雜且精度要求很高的鐵部件（見插圖5）必定相當困難，只有技藝很嫻熟的工匠方可勝任。這從一個側面反映了腹弓的制造難度。此外腹弓在實戰中還有一個不容忽視的缺陷：難以精確射擊。腹弓因其獨特的結構和開弓方式，射手發射時一般只能以推桿抵住腰腹部，如此射擊姿勢很難瞄準。而且由于腹弓的上下滑動槽構造，它不能像后世其他弩弓那樣采用較為精確的豎式扳機，只能安裝震動較大的橫置拉栓扳機（見插圖4），這也會影響射擊精度。因此腹弓在戰場上僅適用于對集群目標實施面殺傷，其使用范圍遠不如傳統的弓箭廣泛。

對于單兵武器而言，腹弓的結構過于精巧復雜。腹弓制造成本很高，對制造的技術與標準化，以及制造的組織協同等方面的要求也極高。由前面狄奧多羅斯的相關記載可以看出，即便是敘拉古這樣以富裕著稱的大城邦，要制造腹弓也需要傾盡人力財力以及統治者的精力。概要言之，腹弓難于大量制造和裝備，而且其作戰效能也難以彌補其高昂的制作成本，并非理想的單兵武器。由已知史料看，腹弓僅是曇花一現的武器，單兵腹弓興盛了不到半個世紀就銷聲匿跡，迄今尚未發現任何屬于腹弓的實物證據。之后出現的所有單兵弩弓在結構上都遠比腹弓簡單實用。

但并不能因此而低估腹弓產生的歷史意義和時代價值。要客觀評價腹弓的歷史意義，需要放寬視野，考察腹弓對后世軍事技術的深遠影響。作為人類首次遠程機械武器的嘗試，腹弓固然算不上成熟優秀的單兵弓弩，但腹弓的基本機械結構擁有巨大的發展與擴充潛力，非常適合大型的弩炮類機械。在腹弓發明后的很短時間里，古希臘人就進一步挖掘腹弓結構的潛力，設計制造出威力更大，精確度更高，性價比更好的遠程機械武器，并廣泛用于戰場。開始是利用杠桿絞盤拉弦的大型腹弓與拋石機，之后是使用扭力發條（torsion spring）蓄能的大型弩炮。隨著各類大型機械武器的出現，威力相對較小的腹弓遂被逐漸邊緣化，最終退出了歷史舞臺。但我們需要注意：上述大型機械武器除了拉力和蓄能原理異于腹弓，基本上承襲了腹弓的機械構造。腹弓發明之后的八個世紀是古典世界機械武器發展的黃金時期，期間出現過種類繁多的遠程機械。除羅馬帝國中后期投入使用的拋桿投石機（onager）外，所有這些武器皆具有腹弓的基本架構與機械裝置，特別是其標志性的棘齒止動與分段鎖能系統，只不過體積更大，制造要求更簡單而已。質言之，腹弓開創了一種沿用近千年的軍事機械架構。另一方面，腹弓的最基本設計思想，即增大拉力、加長拉距、增加箭矢重量與減少箭矢表面積，也被之后所有的弩弓設計者所遵循。后世歐洲的單兵弩弓，盡管在機械結構方面大為簡化，依然或多或少借鑒了腹弓的架構。

盡管腹弓不是一種非常成功的軍事武器，但腹弓的發明在軍事史上具有劃時代意義。作為人類第一種機械弓弩，腹弓無疑是冷兵器技術史上影響深遠的巨大科技成就。腹弓開啟了古典機械武器的輝煌篇章，也開創了人類復雜機械武器的先河，理應在古代軍事史和工程技術史上占據重要地位。

[作者劉衍鋼（1971年—），華東師范大學歷史學系講師，上海，200241；

趙少峰（1982年—），聊城大學歷史文化與旅游學院講師，山東，聊城，252027]

（責任編輯：劉軍）

2013年4月10日]