中国古代科学家传记-第57章

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载的就各有五六十种之多。


在攻守城战中，双方都重视重型床子弩和抛石机的使用。攻者使用它
们摧毁各种城防建筑和击杀守城士兵；守者使用它们击毁各种攻城战具和
击杀攻城士兵。

床子弩是安装在床架上发射大型箭镞的大型弩。《武经总要》所记载
的床子弩，都装备复合弓，其中有双弓床弩、大合蝉弩、小合蝉弩等4　种，
三弓床弩有三弓弩、■子弩等4　种。三弓床弩须由70　人张发，所发射的一
枪三剑箭（又称踏橛箭），可射入城墙中，让攻城士兵作为登城的踏橛；■
子弩一发可射多箭，是射杀集群士兵的高效能兵器。

重型抛石机比床子弩的威力更大，被称为炮（宋代写作■），它在宋朝
已经发展到了高峰阶段，其种类甚多，《武经总要》就列举了单梢炮、双
梢炮、七梢炮、虎蹲炮、旋风车炮、火炮等十几种。其中又有定向和旋转
抛射两大类。攻城者用其环列城外进行攻城，守城者将其安置于战棚、弩
台、敌楼、瓮城上，抛石击敌。

除攻守双方都可使用的重型城战兵器外，《武经总要》还记载了各种
专用的攻城器械。其中有侦察了望用的巢车和望楼车，填塞和通过护城壕
用的填壕车、壕桥车和折叠式壕桥车，掩蔽士兵接近城墙并进行掘城作业
的■■车、木牛车、尖头木驴车，挖掘地道用的地■，攀登城墙用的飞梯、
竹飞梯、蹑头飞梯、车梯、避檑木飞梯、行天桥，钩搭和撞击城墙用的杷
车、搭天车、搭车、饿鹘车、钩撞车，掩护性器械木幔、行女墙、木女墙，
纵火焚烧城门用的火车，飞扬尘灰的扬尘车等。为了制作这些攻城器械，
北宋初期在开封设立了一个专门的广备攻城作，其下设有火药作、青窑作、
猛火油（即石油）作、金作、火作、大小木作、大小炉作、皮作、麻作、窑
子作等，制造各种攻城器械。

为了对付敌军使用的各种攻城器械，《武经总要》还记录了许多专用
的守城器械，其中有从城上向下击砸的各种滚木檑石，撞击式的撞车、铁
撞木，拍打式的狼牙拍、连枷棒，焚烧灼烫式的飞炬、燕尾炬、游火铁箱、
行炉等，以击砸、摧毁和焚烧敌军的攻城器械和攻城士兵；有抵御攻城敌
军矢石的皮帘、竹立牌、木立牌、布幔等遮挡式器械；侦听敌军挖掘地道
用的地听（亦称瓮听），唧筒、水囊、水袋等灭火器材；堵塞被攻破的城门
所用的塞门刀车和补足被损坏城墙所用的木女头等。此外，还在各种要隘
和通道处设置陷马坑、地涩、鹿角木、铁蒺藜、掐蹄等障碍器材，以扎刺
敌军人马；在城郭的城门等处设置暗道机关，以擒捉和捕杀敌军官兵。

上述各种攻守城器械，都是根据当时筑城的状况设计制造的，它们具
有形制多样、作用各异、能进行立体攻守城战的特点，也是北宋初期攻守
城的技术和战术高度发展的产物。

对战船、战车的研究

我国古代战船的建造有着悠久的历史，到北宋初期又有很大的发展。
曾公亮等人在《武经总要·战船》篇中所记载的宋朝战船，大多是沿袭古
代的船制改建和扩建而成的，其中主要有楼舡（即楼船）、蒙冲、走舸、游
艇、海鹘，及其他战船等。楼船形体高大，其上建有三重楼。这三重楼各
有不同的名称，据《释名·船名》卷七记载：楼船的“上屋曰庐舍也。其
上重屋曰飞庐，在上故曰飞也。在（再）在其上曰爵室，于中侯望之，如鸟
爵之警视也”。这种高大的楼船如水上高城，它也装备陆上守城用的“炮


车、檑石、铁汁”等器械，便于居高临下的士兵使用，以击毁敌军水师的
小型战船和船上的有生力量，是水战中的主力战舰。在楼船的图形上，还
绘有拍杆的式样，为人们了解隋朝将领杨素在“五牙”船上装置的拍杆，
提供了资料。从图形上看，拍杆安置于楼船的顶部，作战时，利用杠杆原
理将梢杆突然翻转，迫击敌军战船，使之毁坏。楼船有时也用作指挥船，
类似后世海军舰队的旗舰。

与楼船类似的大型战船还有走舸、斗舰、海鹘船等。走舸的船舷设有
女墙，掩蔽士兵作战，士兵兼作划浆操船之事，船速较快，有较大的冲击
力。斗舰的舰首方阔，船舷设有女墙，可掩蔽士兵的下半身，女墙下部开
有浆孔，便于士兵划浆。舷内五尺，建有战棚，棚内乘载官兵，棚上建有
女墙，士兵可依托女墙作战；斗舰的形制构造，大抵由魏晋时的斗舰发展
而来。海鹘船的建造起始于南北朝和隋唐时期，北宋初期继续建造，船形
头低尾高，前大后小，如鹘之形，船舷两侧置浮板，形如鹘翼翅肋，上蒙
生牛皮，是航速较快而又平稳的战船。此外还有轻型快速的蒙冲、游艇，
便于水上冲突敌军战船，进行水上游击之用。

《武经总要·战船》篇所记载的战船，有大有小，作用各有不同，如
果在水战中指挥员能指挥得当，便可发挥大中小各型战船协同作战的总体
威力，夺取水战的胜利。

曾公亮等人除了在《武经总要》中，记载战船的形制构造和作战特点
外，还记载了航海所用指南针的前身，指南鱼的制造方法。该书卷十五所
记指南鱼的制法是：“用薄铁叶剪裁，长二寸、阔五分，首尾锐如鱼形，
置炭火中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，
没尾数分则止，以密器收之。”用现代的科学知识分析这一制作过程和原
理，可知这是一种利用强大地磁场的作用使铁片磁化的方法。把铁片烧红，
令“正对子位”的工序，是使铁鱼内部处于较活动状态的磁畴，顺着地球
磁场的方向排列，达到磁化的目的；蘸入水中的工序，是把磁畴的规则排
列较快地固定下来；而鱼尾略向下倾斜，可起增大磁化程度的作用。书中
的记载虽然寥寥数语，但是却包含着丰富而合乎科学的道理。人工磁化方
法的创造，在磁学和地磁学的发展史上是一件大事，它是航海指南针发明
的前导。指南鱼本是作为陆战中指示士兵在夜战中辨别方向的简单仪器，
经改制成指南针后便在11　世纪用于航海，从此以后，“舟师识地理，夜则
观星，昼则观日，阴晦则观指南针”（朱或《萍州可谈》）。因此，《武经
总要》也是我们研究指南针发明史的重要资料。

曾公亮等人还对宋代的战车进行了研究。宋代的战车同车战时代的战
车不同，主要不是乘载士兵作战的战斗车辆，而是装备各种冷兵器与火器
的战斗车辆，其种类较多，形制构造各有特点。在《武经总要前集·器图》
中，首次绘制车身小巧的各种独轮攻击型战车，其中有运干粮车、巷战车、
虎车和象车、枪车等。运干粮车、巷战车和虎车的基本构造相同，它们是
在一辆独轮车上，或在车前安置挡板，两侧安置厢板，或在车上安一个虎
形车厢，以掩护推车士兵；同时在车的底座上和虎形大口中，通出多支枪
锋，以便在作战时冲刺敌军。由于这种独轮车车身小巧，便于机动，所以
士兵可以在狭窄的田埂、道路、街巷中推车冲进，同前来劫粮和进攻的敌
军搏战。也可在旷野中排成车阵，由众多士兵拥推成百上千辆蜂拥而前，
冲击敌军的前阵，配合步骑兵进攻。安有四轮的象车和枪车的车身较宽，


象形车厢和挡板较大，安插的枪锋较多，主要是在野战中排成车阵，冲击
敌军的前阵，配合步骑兵进攻。这类战车的制造和使用，为明代火器战车
的创制，启发了思路，奠定了基础。

对早期三个火药配方与第一批火器的研究

《武经总要》虽然由于记载了众多的冷兵器、发达的筑城技术和城战
器械、丰富的战船、战车资料，而在军事技术发展史上具有重要的价值，
但是更为重要的是，书中记载了我国最早的三个完整的火药配方和第一批
军用火器，正因为如此，《武经总要》被世界火器史学家视为研究火药与
火器发明史的不可多得的文献。

火药是我国古代的四大发明之一，它是由我国古代劳动人民、药物学
家、炼丹家、军事家、科学家，经过几个世纪的努力，在生产活动、科学
实验和军事斗争的长期过程中逐步发明和完善的。在此期间，他们的许多
实验活动，都对火药的发明做出了重要的贡献，并在公元808　年配制成雏
型火药。但是第一次完整地刊载火药配方和制造工艺的文献，当推曾公亮
等人编写的《武经总要》。该书在第11，12　卷中刊载了火球、毒药烟球、
蒺藜火球等三个火药配方。这三个配方的物质组成如下所列。

火球火药方：晋州硫黄十四两（此处一斤为十六两，下同）、窝黄七两、
焰硝二斤半、麻菇一两、干漆一两、砒黄一两、定汾一两、竹菇一两、黄
丹一两、黄蜡半两、清油一分、桐油半两、松脂十四两、浓油一分。配制
一分共用料八十二两二钱，其中硝四十两，硫黄与窝黄共二十一两，木炭
成分共十八两二钱，砒黄、丹黄、定粉等致毒物三两。除致毒物料外，硝、
硫、炭三种物质在火药中的组配比率分别是50％，26。5％，23。5％。

蒺藜火球火药方：硫黄一斤四两、焰硝二斤半、炭末五两、沥青二两
半、干漆二两半，捣为末，竹菇一两一分、麻菇一两一分（剪碎）、桐油二
两半、小油二两半、蜡二两半。配制一份共用七十九两二钱，其中硝四十
两，硫黄二十两，木炭成分共十九两七钱。硝、硫、炭三种物质在火药中
的组配比率分别是50％，25％，25％。毒药烟球火药方：硫黄十五两、草乌
头五两、焰硝一斤十四两、芭豆五两、狼毒五两、桐油二两半、小油二两
半、木炭五两、沥青二两半、砒霜二两半、黄蜡一两、竹菇一两一分、麻
菇一两一分。配制一份共用料七十七两七钱，其中硝三十两，硫黄十五两，
木炭成分共十五两七钱，草乌头、芭豆、狼毒、砒霜等致毒物十七两。除
致毒物外，硝、硫、炭三种物质在火药中的组配比率分别是49。4％，24。8％，

25。8％。
用这三个火药配方配制成的火药，虽然由于硝的含量较低而只具有燃
烧的性能，但它们却是北宋初所制燃烧性火药的代表，它们的制成，标志
着我国火药发明阶段的结束和用于军事的开始。在已经走过了药物学家对
硝、硫、炭特性的研究，以及炼丹家对硝、硫、炭混合物进行的实验过程
后，进入了军事家按一定组配比率配制成火药，制成火器用于作战的新阶
段，这在兵器发展史上具有开创新时代的意义，从此以后，人类在战争中
已经进入了火器与冷兵器并用的新时期，而火药研制者的任务，则是在改
良火药的性能，增加火药的品种，提高火药的威力上作出努力。迄今为止，
在所有可能得到的火药史资料中，《武经总要》所刊载的三个火药配方，
是世界上最早公布的最完整的火药配方。


曾公亮等人在《武经总要》所刊载的三个火药配方，是在当时军事人
员经过反复试验后，由北宋政府的军事部门鉴定验收的成果，这在历史文
献中多有记载。如北宋开宝三年（公元970　年），在兵部从事兵器制造工作
的“兵部令史冯继升等进火箭法，命试验，且赐衣物束帛”（《宋史·兵十
一》）；咸平三年（1000），“神卫水队长唐福，献所制火球、火蒺藜”（《宋
史·兵十一》）；咸平五年，冀州（今河北冀县）团练使石普，向朝廷进献自
制的火箭与火球（《续资治通鉴长编·咸平五年九月戊午》）。从上述所献
火器的名称看，《武经总要》的三个火药配方，正是当时军事人员所用火
药配方的历史记载。这些配方被收入官修御定的《武经总要》后，便成为
标准的配方被推广，与之相随的火球与火药箭，也就成为世界上最早制造
与使用的一批军用火器。

《武经总要》所记载的火球类火器有火球、引火球、蒺藜火球、霹雳
火球、烟球、毒药烟球、铁咀火鹞、竹火鹞等八种。前六种制法大致相似，
一般是先将火药同铁片一类的杀伤物或致毒物拌和，然后用多层纸裹上封
好，糊成球形硬壳，待其干固后使用。作战时，先将火球类火器放在抛石
机的甩兜中，再用烧红的烙锥，将球壳烙透，然后将它们抛射至敌军阵地
上，球内火药由烙烧的球壳引燃发火，达到各种作战目的。其中蒺藜火球
是在球壳烧裂后，将铁蒺藜布撒地上，障碍敌军人马的行动；烟球是在球
壳烧裂后发出大量烟雾以遮障敌军，或迷盲敌军的眼目；毒药烟球是在球
壳烧裂后喷散毒气，使敌军人马中毒，口鼻流血，丧失战斗能力；霹雳火
球则是发出大量烟焰熏灼敌军，大多使用于守城战中，一旦发现敌军挖掘
地道攻城时，则守城者在城内相应的地方，向下挖掘洞穴，对准地道，再
用火锥将霹雳火球的球壳烙开，引着火药，掷向地道内烧裂，产生霹雳声
响，并用竹扇簸其烟焰，熏灼敌军，北宋靖康元年（1126）年底，尚书右丞
李纲在指挥宋军保卫汴梁（今河南开封）时，曾使用了这类火球。

铁咀火鹞、竹火鹞是与火球的制法稍有不同但作用相同的燃烧性火
器：铁咀火鹞用木作鹞身，头部安有铁咀，尾部绑有秆草，火药装入草尾
中。使用时，先将草尾中火药点着，然后用抛石机将其抛至敌军粮草积聚
之处，引起燃烧。竹火鹞是用竹片编成长椭球形的笼身，笼外用纸糊贴几
层，笼内装火药一斤，笼尾绑三五斤草。使用时，先点着火药，尔后用抛
石机将其抛至敌方燃烧。这类火器大多用于守城战中。

《武经总要》中火药箭类火器有弓射火药箭与火药鞭箭两种，使用较
多的是火药箭。火药箭是在一般箭头的后部，环绕箭杆绑附一个球形火药
包，包中装有火药。使用时，先点着球形包壳，然后用弓弩发射至敌阵，
由燃着的球形包壳引燃火药，烧夷敌军营寨和积聚。

火球类火器与火药箭类火器在使用中有共同的特点，它们都是借助射
远兵器弓、弩和抛石机的机械力，将战斗部（火药包、火球）运载或抛射至
敌方，达到烧夷、障碍、毒杀、熏灼等作战目的。因此，北宋初的兵器研
制者，已经巧妙地把轻重型射远冷兵器的射远作用，同利用化学能的火药
火器的燃烧等作用结结合在一起，创造出一种既能增强射远冷兵器的杀
伤、摧毁威力，又能增加火器作战距离的新式兵器，运用在水陆各种样式
的作战中，使刀光剑影的战场上，从此以后出现了火器的爆炸轰响和弥漫
的硝烟。火器的使用，说明我们的祖先，已经迈出了把火药用于军事的第
一步，使传统的作战方法，逐渐地开始发生变化，为军事技术划时代的发


展，做出了杰出的贡献，在中国和世界的军事技术发展史上，写下了光辉
的一页。

曾公亮等人编写的《武经总要》刊印以后，不但向人们提供了研究宋
代及其以前各代军事技术的珍贵资料，而且它的编写体制，对后世的兵书
著述家产生了深远的影响，这种影响的主要表现是使他们在著述兵书时，
都以相当的篇幅，记述历代在军事技术上的成就和当代在军事技术上的新
创造。例如，南宋时期的陈规和汤■在《守城录》中，就记载了他们在筑
城技术和守城兵器方面所取得的新成果。明朝嘉靖时期的郑若曾在其所著
的《筹海图