抛石机(古代的抛石机技术)

抛石机（又称投石机、投石车）是中国古装剧中的一种常见的战争武器。其无坚不摧的破坏力，给很多人留下了深刻印象。

其实，中国古代的抛石机，受限于技术水平，长期未能在战场上发挥较大作用。直到宋元时期，蒙古人自阿拉伯人处学来一项“黑科技”，抛石机的威力才有了大幅提升。

关于抛石机，古人有很多不同叫法，包括“砲”“抛车”“发石机”等等。

作为一种战争武器，抛石机最早见于先秦时期的《孙膑兵法》《墨子》。唐代《太白阴经》、北宋《武经总要》、南宋《守城录》等兵书中，也保留有详细的图文资料。

从现存资料来看，自先秦至北宋，中国使用的都是“拽索式”抛石机，即利用人力拉拽绳索，抛射石弹。

这种抛石机的主体，大多是一副砲架和梢杆（即杠杆），梢杆上端挂着几条，甚至几百条绳索，下端是装石弹的“皮窝”。施放时，砲手们一起用力拉拽绳索，将皮窝里的石弹抛射出去。①

为了方便移动，一些抛石机下面还安装有车轮。

中国有史料记载的应用抛石机的最早战例，是东汉末年的官渡之战。

《三国志》说，当时袁绍一方堆积土山，并在其上修建塔楼，居高临下地向曹营射箭。曹操命令使用“发石车”反击，摧毁了袁军的箭楼。抛石机发射时有很大的噪音，因此被袁军称为“霹雳车”。

曹军抛石机的威力如何，史书中没有明确的记载。可资参考的，是汉代人所作伪书《范蠡兵法》中的一句话：

“飞石重十二斤，为机发，行二百歩。”

以汉代度量衡计算，这大概相当于现在的3千克和276米。这么看的话，“霹雳车”大概只能毁坏下木结构的塔楼。

隋唐时期，应用抛石机的战例逐渐多起来。

如《新唐书》记载，瓦岗军围攻洛阳时，李密命人造了300辆抛石机。后来唐军进攻洛阳，李世民也使用了抛石机，史称：

“飞石重五十斤，掷二百歩。”

按照唐制换算，这种抛石机大概能将33千克的石头，抛出300米。②

安史之乱中，李光弼在太原使用的抛石机，需“二百人挽之”，据说一颗石弹发出去，能致死叛军数十名。不难想象，在战场上，指挥200人密切配合，操纵一具笨重的抛石机，完成装弹、站位、瞄准、发力等一系列操作，必然不是一件容易的事。

唐军将领王去荣，曾挟私怨杀县令杜徽，犯下死罪。但唐肃宗念其身怀“殊艺”，——“善放抛石，能守城邑”，有助于平定叛乱，不顾群臣反对，赦免了他的死罪，命他继续在军中效力。由此可见，王去荣这种以善用抛石机闻名的人，在当时可算是难得的“高科技人才”。

进入宋代，抛石机已频繁见于战场。宋、辽、金、西夏等各方军中都有装备。

靖康年间的汴京之役，被史家称为“中国战史上大量用砲的首开纪录”。当时，金军在汴京城外的宋军“军火库”（刘家寺）缴获大批抛石机、石弹，随即在城下布置起数百具抛石机，向城头集中发射，“飞石如雨”，每日打死宋军数十人。

《武经总要》中所记的部分抛石机及其性能（张剑兵在《中国古代抛石机研究》中整理）

《武经总要》中所记的部分抛石机及其性能（张剑兵在《中国古代抛石机研究》中整理）

作为防守的一方的宋军，也在城头上使用抛石机，打击金军。宋徽宗当初费尽心力，通过花石纲运来的各种奇石，这时都被利用起来，充当了抛石机的石弹。③

这一时期的抛石机种类繁多。仅《武经总要》里记下名字的就有18种，其中最大的一种“七梢砲”，需要抛射手250人、定放手2人，能将57千克的石弹，射出约80米。④

以上种种中国抛石机，虽然依赖经验积累，在不断提升发射石弹的重量和距离，但在战场上，仍只能杀伤人员或击毁塔楼，对于坚固的城墙则无能为力。

究其原因，是中国虽然使用抛石机1000多年，但技术上并无大的革新。

前文说到，宋军使用过各种抛石车。然而，当宋军在1273年的襄樊，见识到元军手上“回回炮”的威力时，他们仍是相当地震惊。

蒙古人非常重视抛石机这种武器。铁木真起兵之初，就建有一支“砲手军”。

1271年，忽必烈改国号为“大元”。不久后，元朝自西域招来回回砲匠阿老瓦丁和亦思马因。他们参照阿拉伯人的设计，为元军建造了一种全新的抛石机，即所谓的“回回砲”。

不同于中国传统的“拽索式”抛石机，回回砲采用的是“配重式”，即利用巨石或铁块的重力，抛射石弹。这种抛石机砲梢的头部悬挂重物，尾部用于放置石弹，重物通常要比石弹重上几倍。平时，砲梢的尾部用钩子固定在砲架上；战时，士兵松开钩子，重物猛然下坠，带动砲梢绕轴急速翻转，尾部的石弹在离心力作用下，一下抛射出去。⑤

除能抛射更重的石弹，抛出更远的距离外，回回砲还有两个显著的优点，一是操作人数大幅减少；二是操作难度极大降低。砲手军因而可以发挥更大的作用。

当时，元军正全力攻宋，前方统帅之一阿里海牙向忽必烈请求砲手，阿老瓦丁和亦思马因奉命支援。《元史》上说，亦思马因来到襄阳后：

“置炮于城东南隅，重一百五十斤，机发，声震天地，所击无不摧陷，入地七尺。”

在重约200千克石弹的打击下，已坚守襄阳五年的吕文焕彻底丧失斗志，投降元军。回回砲在襄阳暴得大名，后来人们干脆称之为“襄阳砲”。

依赖回回砲，阿老瓦丁也是屡立战功，“破潭州、静江等郡，悉赖其力”。⑥

在回回砲应用之前，中国史书中从未有主要依靠抛石机攻城成功的战例。故回回砲一经使用，就引起南宋方面的注意，宋末学者郑思肖在《心史》一书中说，

“其回回砲法，本出回回国，甚猛于常砲。至大之木，就地立陷，砲石大数尺，坠地陷入三四尺。”⑦

按照他的说法，回回砲比宋军使用的抛石机威力大得多，能将直径1米左右的巨石，打入地下1米多深。这种说法可能有不小的夸张，但足见宋人对回回砲的惊惧。

宋军后来也曾仿制回回砲，但为时已晚，回天无力。

关于回回砲的威力，直到明朝还有流传。明人丘濬说，元军自从有了回回砲，“用以攻城，城无不破；用以击舟，舟无不沉”。但丘濬误以为回回砲与唐代李光弼使用的巨砲是一种东西，是中原的东西“流入西番”，让回回人学了去。

其实，到了明代，战场上已较多使用火器，无论是传统的抛石机，还是引进的回回砲，都已落伍。清人编的《明史》里，说回回砲“造法不传”。

有关抛石机的思考

按照一些研究者的说法，抛石机最早由中国发明，然后传往周边国家；阿拉伯国家的相关技术，也是在与唐军作战中取得，并将其带往欧洲

这一观点或有许多可商榷之处。不过，可以肯定的是，中国确实是世界上较早使用抛石机的国家。

如此，就有了一个值得深思的问题：究竟是什么，阻碍了古代中国人对抛石机技术的革新？

原因可能是很复杂的。至少应该包括如下两点：

（1）抛石机制造等军事技术，被历代政府视为机密。

前文说到，明人丘濬十分看重回回砲。他曾建议皇帝，让民间献出图纸，以后“有私藏者、制者罪之”（私自收藏图纸或制造，都要问罪），即使是边关将领，也是“非警急不许辄造”（没有敌人进犯，不得擅自制造）。丘濬说，他这是借鉴宋徽宗的执政经验——宋徽宗曾禁止民间学习或制造神臂弓。⑨

由于存在此种严格的保密措施，自秦汉至唐宋，中国的古代典籍，没有留下任何一个掌握抛石机技术的工匠的名字（前文提及的唐军将领王去荣，是擅长操作抛石机，并非制造抛石机的工匠）；而回回砲的制造者，却明确载入了史册，是阿老瓦丁和亦思马因。

（2）如一些论者所指出的那样，中国古代科技，存在着一种重技术轻原理的趋向。

具体到抛石机的问题上，古人利用已有技术，总结经验，制造出了各种各样的抛石机。但要突破技术局限，显著增大抛石机的抛射力量，首要之务，其实是理解抛石机的运作原理——但这方面的史料极少。⑩

不止是抛石机的研制，小孔成像、磁针指南等，也同样存在着重技术（发现）轻原理的趋向——自墨子到沈括，小孔成像这一现象，长期处于重复发现的状态，墨子曾经发现过的，沈括、陆游们于千年之后，还在重新发现。

至于为何会有这种趋向，那是另一个更复杂的问题了。

注释

①王荣：《我国原始的炮兵武器》，《文物》1960年第4期。

②钟少异：《中国古代军事工程技术史：上古至五代》，山西教育出版社2008年，第490—491页。

③赵铁寒：《火药的发明》，正中书局1978年，第55—60页。

④张剑兵：《中国古代抛石机研究》，郑州大学2007年。

⑤王兆春：《中国古代军事工程技术史：宋元明清》，山西教育出版社2007年，第34页。

⑥《元史·方技传》，《元史》卷二百三。

⑦马建春：《蒙元时期“回回”炮的东传及其作用》，《大食·西域与古代中国》，上海古籍出版社2008年，第387—398页。

⑧吉辰：《隋唐时期的抛石机：形制、性能、实战与传播》，《唐史论丛》第22辑，三秦出版社2016年。

⑨（明）丘濬：《大学衍义补（下）》，金良年整理，上海书店出版社2012年，第311页。

⑩桑花恒：《之抛石机研究》，广西民族大学2015年。