中国古代科学家传记-第69节
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前石雕武士的装具、陶勇武士的装具相似。例如河南巩县北宋各陵石雕中
环甲武士的兜鍪和铠甲，就与《武经总要》所记载的甲胄相吻合。
《武经总要》所记载的各种兵器，不但具有质地精良、工艺精细、规
格统一的优点，而且具有品种多样、作用齐全、适应各种作战需要的特点。
如枪类兵器中，就有骑兵使用的双钩枪和单钩枪等长杆枪，步兵使用的素
木枪和鸦项枪等长杆枪，攻城用的短锥枪、蒺藜枪和短刃枪，守城用的拐
刃枪和抓枪。在射远兵器中，既有单兵使用的黄桦弓、黑漆弓、白桦弓、
麻背弓，以及点钢箭、木朴头箭、乌龙铁脊箭；又有雌黄桦梢弩、黄桦弩、
黑漆弩、白桦弩，还有重型的三弓■子弩、双弓床弩、大合蝉弩、小合蝉
弩、■子弩、三弓弩等。在攻城兵器中，还有与工具合一的烈钻、■耳刀、
■锥、蛾眉■、凤头斧等。由此可见，《武经总要》所记录的各种兵器，
是在吸收以前各朝兵器优长的基础上，根据当时实战需要而制造的最新型
的兵器，它不但在北宋初期得到了广泛的使用，而且成为有宋一代军队的
制式装备兵器。
对筑城技术与城战器械的研究
我国古代城郭的建筑兴起很早，文献记载多有提及，战国时期的思想
家墨翟（约公元前468—前376 年），对筑城和守城器械曾作过比较深入的
研究，《墨子》中的《公输》、《备城门》、《备高临》、《备梯》等篇，
记载了他的研究成果。唐朝的河东节度使李筌，在《神机制敌太白阴经》
的《守城篇》、《攻城具篇》、《守城具篇》中，也记录了自己的创新之
处。曾公亮等人则在前人研究的基础上，对筑城技术和攻守城器械，又作
了全面系统的研究，并把当时人们所取得的最新成就，记载于《武经总要》
的《守城》和《攻城法》中，为后人的继续研究提供了珍贵的资料。
《武经总要·守城》篇首先对筑城地形的选择提出了严格的要求，认
为地势低洼、易于积水的地方不可筑城；只有地势稍高、易守难攻、用水
充足、不易干旱的地方，才是理想的筑城处所。与此同时，他要求在筑城
时要适当参照《神机制敌太白阴经》关于平陆筑城的规定，以城墙高度、
城基厚度、城顶厚度三者之间4∶2∶1 的科学比例（如城高为5 丈，那么城
基与城顶的厚度分别为2。5 丈和1。25 丈），进行材料准备，使所筑的城墙
既节省工料和造价，又坚固耐久。从图绘看，宋朝所筑的城墙，其内外壁
已开始用城砖围砌，说明当时的筑城材料已有较大的改进。
为了提高城的防御作用，《武经总要》详细阐述了城垣各部分的建筑
要求和规定，按照这些要求和规定所建筑的城垣各个部分，形成了一个以
城门为中心，突出重点、点线结合、综合配套和坚固的城防体系。
城门，平时是城内通向城外的要道，战时是城防部队坚守的重点，因
此要求建筑必须坚固，设防务必厚足。书中要求一般的方形城垣，每面城
墙至少要开设一门，中型以上城垣，每面城墙要开设二三处城门。门用坚
厚大木制作，使之坚固难破，有的城门甚至有两道门，或者为了加强城门
的防御，在城门外增建一座半圆形瓮城，两旁各开一个城门，或只在一侧
偏开一门，既便于人马通行，又不让城外人窥探城内情形。由于瓮城形似
马面，所以又称为马面城，其高与主城相等。
护城河，亦称护城壕，一般离城约30 步远（每步约5 尺），河宽视需要
决定，是阻止攻城敌军直接接近城墙的人工防护河。平时河上架有壕桥或
钓桥，以便与城门相通，战时或夜间将桥抽去，使敌军阻于河外。因此护
城河是一种阻隔式的城防工事。
羊马墙，一般筑于护城河的内岸，离城约10 余步，墙高8—10 尺，正
对壕桥处开设一门，便于平时通行。实际上羊马城是护城河内增筑的一道
墙式防护工事，既有阻止攻城敌军冲过护城河的作用，又有减杀冲过护城
河敌军的作用。羊马墙有的围城而筑，有的仅在城门左右两侧一段距离内
增筑，各视需要而定。
女墙，是城墙、马面墙顶部建筑的薄型挡墙，高5 尺，约与士兵的身
材相等。女墙上部每隔一定距离设有垛口和雉堞，连绵延续，远远望去，
形似方形锯齿状，士兵通过垛口向攻城之敌发射箭镞和击砸滚木檑石，杀
伤攻城敌军，摧毁敌军攻城战具。作战时，守城士兵平均布列于全城顶部
的女墙之后，进行守城战。
战棚、弩台、敌楼，都是在环城全线防御的基础上构筑的重点防御设
施，一般从城门开始，向左右两侧延伸，每隔10 步左右构筑一个（在城墙
拐角处所建造的敌楼称为团楼），每处可容士兵一二447 十人，并设置床子
弩、抛石机、滚木檑石等重型摧毁兵器和器械，形成重点防御，并与布列
于女墙后面的士兵一起，形成点线结合、互相策应的城上防御体系。这一
体系又与护城河、羊马墙、各城门和瓮城一起，形成完整的城池防御体系。
这一体系的形成，是北宋初筑城技术和守城战术发展到一个新阶段的结
果。
曾公亮等人在汇集北宋初筑城技术成果的同时，还全面研究了攻守城
战中使用的兵器和器械。攻城器械是与守城器械、筑城技术相促相长、相
并发展的。因此，在长期的攻守城战中，两者交错发展，形成了军队装备
中构造特殊、用途专门的攻守城战的兵器和器械系统，仅《武经总要》记
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�
