古今中外的弩
弩作为一种冷兵器时代的产物在两千年左右的人类战争史上一直扮演着一个冷酷的角色。因为弩的存在，古代的士兵远在火熗之类的热兵器出现之前就能以现在人端步熗的姿势进行射击了。在欧洲中世纪，一个刚从田地里抓来的壮丁，仅仅需要几个月的训练便能熟练地用弩杀死花一辈子时间进行格斗训练并且全副武装的骑士。弩是如此的易于使用并且含有巨大杀伤力，因而在古代比其他任何远程作战武器更为普及，甚至引起了极力维护封建庄园及神学统治的欧洲基督教会，罗马教皇英诺森三世于1139年发布赦令禁止使用弩。
中国古代的弩是装有张弦机构（弩臂和弩机），可以延时发射的弓。射手使用时，将张弦装箭和纵弦发射分解为两个单独动作，无须在用力张弦的同时瞄准,比弓的命中率显著提高；还可借助臂力之外的其他动力（如足踏）张弦，能达到比弓更远的射程。
至今已发现的最早的较完整的弩，是河南省洛阳市中州路出土的战国中期的弩。这件弩制作得相当考究，弩机为铜质，木质弩臂末端装有错银的铜弩踵，前端装错银的蛇头状铜承弓器。根据考古发掘出土的以骨、蚌制作的原始悬刀和中华人民共和国建立前鄂伦春、纳西、苗等少数民族使用的木弩的形制推测，原始的弩应远较此弩质朴，所以在战国以前弩还应有一个较长的发展过程。这在古文献中也有一些旁证，如《礼记·缁衣篇》引《太甲》说:“若虞机张,往省括于厥度则释。”《韩非子·说林篇》说：“羿执鞅持杆，操弓关机。”两处所提到的“机”，都宜解释为弩机。所记之事的年代都在商周以前，说明中国发明原始木弩的时间应不晚于商周时期。
春秋晚期，实战中开始重视用弩，《孙子兵法》中已提到“矢弩”的作用。到战国时，从《孙膑兵法》和《战国策》中能得知弩在楚、韩、齐、魏等国被使用。《孙膑兵法》所记述的阵法中，有一种叫“劲弩趋发”，说明弩在实战中的地位更加重要。公元前341年，在著名的马陵之战中，孙膑就是以“万弩俱发”的突击攻势，战胜了轻敌而怠惫的庞涓的大部队。当时所用的弩是以臂力张弦的擘张弩,所装的弓比一般弓小,弩箭也相应地短些。《孙膑兵法》中称这种弩“发于肩膺之间,杀人百步之外”,射程并不很远。至战国晚期，出现了性能更好的以足踏张弦的蹶张弩。如《战国策·韩策》称韩国的武卒就是“披坚甲，跖劲弩”。此类劲弩装有粗壮的弓，要用相当大的力量才能张开弦，因而要求弩机更加坚固。战国中期的弩机，虽然悬刀、钩、牙等已用铜制，但无铜郭，弩机直接装在木质弩臂上，承受不了太大的张力。战国晚期的弩机外增铜郭，强化了机槽，这一部件就是适应蹶张的需要而产生的。战国弩机的望山尚无刻度，西汉时出现了带刻度的望山，它的作用近似近代步熗上的表尺，射者依目标的远近，通过望山控制镞端的高低，找出适当的发射角，以便准确地命中目标。
战国时使用弩的最有名的就是秦军，弩是其主要远战武器，甚至首开先河将弩作为骑兵的主要作战兵器。前260年的长平战役中赵国将领赵括便是死在秦军的弩箭之下。战国的弩构造简单，弩弓多由富有韧性的松木削磨而成，弩臂大多是木制，但考古发掘中也有青铜弩出土，普通士兵一般使用木质弩以保证机动性。
东汉时出现了腰引弩，它的图形见于山东省济宁武氏祠画像石中。《晋书·马隆传》称当时简试勇士所用腰引弩的强度为三十六钧（约合九石）。明朝的《武备志》称之为腰开弩,“力弱者用蹶张,力雄者仍用腰开”。可见它是单人使用的弹射力最大的弩。
汉朝弩的强度以“石”来计算。张弓引满一石的弩相当提起一石（约30千克）重物所用的力。据汉简和古文献记载，汉弩分一、三、四、五、六、七、八、十石诸种。汉弩的强度都要经过严格校验，在居延汉简中曾发现过检验已受损伤的弩的强度的记录，其中十石弩又称为大黄弩、黄肩弩或大黄力弩，强度最大。参据《梦溪笔谈》所记的宋朝一种蹶张的“偏架弩”估算，汉朝强弩的射程可达400米左右。汉朝名将李广于公元前121年与匈奴作战时，在众寡悬殊的情况下，以大黄弩射杀对方将领而扭转战局。汉朝郡国还组成了以弩手为主的步兵兵团“材官”，其指挥员的官号有的就称“强弩将军”。
由于弩的发射比较费时，而且持弩的士兵又不便兼用其他武器，所以弩手常在其他士兵掩护下编成“上弩”、“进弩”、“发弩”等组，轮番连续发射。在“守隘塞口”中，更能发挥其威力。至南北朝以后骑兵大规模纵横驰骋之时，由于强弩不便在马背上使用，遂逐渐衰落。明朝以后，由于火器迅速发展，弩不再受重视。《天工开物》中甚至认为弩是“守营兵器，不利行阵”。 [attachment=11336314]
弩的一个关键部位是弩机，这是决定这只弩仅仅是模型还是具有令人恐惧的杀伤力的武器的构件。从为数众多的出土铜制弩机可以看出其结构由三个做工精巧的青铜零件拼装而成：弩机铜郭内的机件有望山（瞄准器）、悬刀（扳机）、钩心和两个将各部件组合成为整体的键。张弦装箭时，手拉望山，牙上升，钩心被带起，其下齿卡住悬刀刻口，这样，就可以用牙扣住弓弦，将箭置于弩臂上方的箭槽内，使箭栝顶在两牙之间的弦上，通过望山瞄准目标往后扳动悬刀，牙下缩，箭即随弦的回弹而射出（图2弩机结构原理示意图）。持弩者用手指向后勾悬刀，稳定悬刀的钩心下推，弩弦脱牙后回弹将箭矢推出。望山则使弩更有资格被称作杀人机器，弩手的目光、望山的顶端和目标成同一水平线时，符合了弹道曲线的箭矢的精准度几乎达到完美。现代熗支的扳机和准星的原始形态便是如此。秦汉时期由于长期和游牧名族作战，弩的威力被发挥的淋漓尽致，弩机也有所发展，汉代出现了带有刻度的望山。匈奴人偶然缴获了一把弩后，弩弓和弩臂都能轻易仿制，唯独弩机因其工艺极为精细而无法用原始冶炼技术制造出来，因而无法普及（当然游牧民族对他们配备的复合内弯弓的威力还是比较自信的，否则他们无论如何也要造出一把弩来）。 [attachment=11336315]
汉代后由于政局稳定，国力提高，又长期与匈奴作战及领土扩张，弩有了很大的发展，种类增多，出现了如擎张弩（轻弩）、蹶张弩（中弩）和大黄弩（重弩）等。但真正令后人瞠目结舌，堪称当时最顶尖科技的莫过于连弩。
连弩在先秦时就已出现，可连射二、三矢。 [attachment=11336316]
三国时期出现了可连射十矢的连弩，“一弩十矢俱发”（西晋陈寿撰《三国志·诸葛亮传》注），一般认为是蜀国丞相诸葛孔明所发明，时称“元戎”。诸葛连弩的名气之大以至于能享誉海内外：不少国内外兵器爱好者都有收藏或希望收藏诸葛弩；一些即时策略游戏如《帝国2》、《帝国3》中都有诸葛弩手这一兵种；诸葛弩还出现在了《暗黑2》的装备谱中…… [attachment=11336317]
诸葛连弩的特点：一是火力很强，一次能发射十支箭。二是可以瞄准目标等到需要时再发射，有利于捕捉射击时机，命中率比弓高。三是体积、重量大，单兵无法使用。
后来大发明家马钧对其进行了改进，改成了一种五矢连弩，使其体积、重量大大减轻，成为一种单兵武器，但是因为生产很复杂，所用的箭矢也必须特制，所以没大量生产，后失传。
怎样理解“一弩十矢俱发”，是十支箭同时击发，还是先后连续发出？这是认识、研制诸葛连弩的关键所在。事实上，我国古代在这两方面都进行过很多探索，各有硕果。正是他们的探索，为我们重新认识诸葛连弩提供了基础。
先看同时击发数矢的弩。一张大弓，同时击发两箭或三箭，这在秦汉时期已经出现，《史记·韩信卢绾列传第三十三》：“请令强弩傅两矢外向。”傅，通“附”，附着，《左传·僖公十四年》“皮之不存，毛将焉傅”可证。把二矢同时附在弩机上，当为一击而同时发射两矢的弩。《后汉书·耿纯传》：“选敢死二千人，俱持强弩，各傅三矢，使衔枚间行。”此当为同时发射三矢的弩。曹丕《饮马长城窟行》"发机若雷电，一发连四五"，说的也是一击而发四、五矢。明《武备志》卷103所载神臂床子连城弩，可同时发射四、五只箭。这是我国古代关于“连弩”这个专用名词的的第二种意思，即指同时发射二矢或多矢的弩。
但这种类型的弩，我们认为肯定不是诸葛连弩类型。首先，从现有资料看，目前还没有同时击发十矢的，更不可能象马均说的那样，“可令加五倍”，同时击发五十矢。事实上，这种床弩也不可能同时击发五十矢。发箭应对准目标，十个或五十全敌人排在一起进攻的情况并不多见。同时发十箭或五十箭，必造成极大的浪费！第二，一弩同时发射十箭或五十箭，即一支弩机的动力平分十份或五十份后，其射程还能多远？还有什么杀伤力可言？第三，这种笨重的弩床难以携带，根本不适宜南征北伐的地理条件，即不适宜西南与川陕交界地区的地理环境。第四，这种弩所用的矢，其长度在三尺以上，与诸葛连弩的“矢长八寸”差别太大。第五，这么长的矢，显然不可能“以铁为矢”。
再看连续发射的弩。这又可分为两大类。第一类是在弩床上架两张弓、或三张弓、或四张弓，战时可利用摇柄绳轴事先张弓扣箭，一般是由一名职业射手发射。发射时虽有先后之分，但这还不是严格意义上的“连续发射”。这种弩在宋代较为流行，《宋史·太宗一》：“十二月乙丑，幸讲武台观机石连弩。”《宋史·真宗二》：“六年春二月戊寅，幸飞山雄武营，观发机石、连弩，遂宴射潜龙园。”《宋史·礼志二十四·军礼·阅武条》：“其按阅炮场连弩及便坐日阅召募新军时，令习战如故事。”《宋史·卢斌传》：“俄复大设机石、连弩、冲车、云梯，四面鼓噪乘城，矢石乱下，斌与州将随机设备。”《宋史·蛮夷传三·抚水州传》：“蛮复连弩北岸。”《武经总要》记载了宋代的这几种大型床弩。其实质是将数张单发弩合而为一，由一人射击。它能在一定程度上实现连续射击，但我们认为这类连弩主要是强调连结的意思。它张弓时需要数十人、甚至上百人一齐出力才行。
我们认为，这也不是诸葛连弩的类型。因为：1，迄今为止，在一张弩床上最多只能架四张弓，最高只能实现四矢连发，不可能连发十矢，更不可能象马均说的那样，“可令加五倍”，连发五十矢。 2，这种笨重的弩床也难以携带，不适宜西南及川陕交界地区的地理环境。3，这种弩所用的矢，其长度在三尺以上。4，这种矢也不可能是“以铁为矢”。
另有一种连续发射的弩，明代茅元仪《武备志》记载，明人曾研制出“诸葛武侯弩”，后来清人在此基础上，曾制造出“弹弩”：
这种弩，我们认为就是失传甚久的诸葛连弩，至少是这种类型。首先，其“矢长八寸”，能连续发射十矢，符合诸葛连弩的两个基本数据；又极为轻便，步兵、骑兵都能随身携带，适宜西南与川陕交界地区的地理环境。惜当时火炮已经使用，这一重要研究成果未能引起世人的高度重视，未能推广，不久再度失传。
诸葛弩如下图所示，舍弃了弩机，在弩臂上加装了一个箭匣和推拉杆。通过杠杆原理，连弩在无需重新装箭的情况下将十支箭矢全部点射射出。如此高效战斗力使连弩的制造工艺要求极其严格，部件只有在尺寸误差极小的情况下才能顺利组装并发挥作用。因此在生产力有限的封建时代连弩并没能大量普及。不过其在破坏步兵阵式及防守要塞时表现出来的独特优势使其在鸦片战争以后仍装备于一些清朝部队中。 [attachment=11336318]
图171，172-中国连发弩表面观，172示开放的背面
A．A．连发弩的箭仓，准备发射时其中可存放十到十二支箭。其宽度略大于弩箭直径以免影响箭下落。
B．B．弩臂，竹制弩干固定其上。
C．控制整个连发弩运作的杠杆，用金属销钉分别与弩臂和箭仓相连接，具体见图174。
E．装于弩臂上方，箭仓下方的木制箭槽，发射时弩箭落入其上的凹槽，与箭仓之间的缝隙是弩弦移动的地方，其后缘缺刻在发射过程中能勾住弩弦。与箭仓连接成一体。
发射连弩比发射普通弩简单得多。首先将杠杆向前推，箭仓和与之一体的箭槽也随之往前，箭槽后缘缺刻向上抬升并自动勾住弩弦。正常情况下弩弦横在箭槽中央起到阻挡箭仓内弩箭落入箭槽的作用，但当弩弦被勾到箭槽后方后，一支箭在重力的作用下就会自动落入箭槽。
要完成发射动作只需将杠杆扳回，在这过程中箭槽与箭仓就会向后运动并将弩弦也往后拉，弩干弯曲蓄能。拉到尽头的同时箭槽后缘也会开始下坐，箭槽缺刻下方顶钮露出下方的部分与弩臂接触并被顶起，随之将弩弦顶出缺刻，弩弦前行将箭槽中的弩箭弹出。这顶钮由硬木制成，一头稍大以防止脱出。第一支箭发射出去以后弩弦又挡住了第二支箭的下落，开始了新的一轮循环直到箭仓内的弩箭全部发射完毕。 [attachment=11336319]
图173-中国连发弩顶钮部分的构造及工作原理
B．被箭槽后缘勾住的弩弦。
D．弩弦前方落入箭槽的弩箭。
E．存箭的箭仓。
图174-中国连发弩的整个发射过程
A．装满箭矢的箭仓随杠杆而前推，弩弦被顶钮上方的箭槽缺刻勾住。
B．即将发射的弩，顶钮与弩臂相触，再将弩弦从缺刻中顶出完成发射过程。
图175-中国连弩箭仓剖面观，示弩弦对弩箭下落的阻挡作用
这种弩的构造简单，动作迅速，除了对准目标并根据情况所需快速或缓慢地推拉杠杆之外，什么事都不用做，在最快的情况下甚至可以在十五秒钟内将十二支弩箭全部发射出去。
下图为清代连发强弩，可一次装填二十余支弩箭，并能同时发射二支，大大提升发射速度。 [attachment=11336321]
稍事改造之后，这种连弩可以在每次推拉杠杆的过程中发射两支弩箭，只需将箭仓和弩臂加宽到约两厘米，并在箭仓内加上一纵向隔板将之分为两个仓，其下的箭槽也相应增加到两条即可。其发射流程与原型完全相同，两支弩箭会随杠杆的推拉而并排落入箭槽，并排发射出去。这样，每一百名弩手可以在十五秒钟内发射出两千支弩箭，真正是以一当十！
这种武器所配的弩箭也是专门制造的，长约30-40厘米，直径约0.8-0.95厘米。箭杆由竹子制成，箭镞为钢制，没有稳定用的羽翼以免影响下落和发射，重心偏前。其有效射程大约是80码，最大射程180-200码。
弩干一般由一整根长约107厘米的坚韧雄竹或者数根捆绑压叠在一起的竹片组成。弩弦由打成绳索的动物筋腱制成，穿过弩干末端的洞绑紧。
下面对“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发”这句古语进行注释（以实际操作为序）。
*连弩：利用机械力量连续射箭的弓。
*一弩十矢：一把连弩，箭匣里装十支箭。
*损：减少箭匣里的箭支数量。
*益：填补箭匣内减少的箭支,（损益连弩：随意增减改动箭支数量的连发弩）
*俱发：总括的有顺序的把箭匣里的十支箭全都发射出去。（实验数据：6秒射出十支箭）
*谓之元戎：人们称连弩为主将。
*以铁为矢：通常普通的箭是由镞、木杆、羽毛制成，箭在远距离飞行时，羽毛起平衡作用。而连弩的箭若采用通常制法，箭身羽毛部位与箭匣壁发生阻碍，使箭支无法在重力作用下自然下落到发射位置。所以连弩的箭采用非常规制法，“以铁为矢”是科学合理的。连弩的箭采用铁制就解决了三大问题：（1）由于整支箭的尺寸只有“八寸”非铁制的箭，箭体轻，没有太大的杀伤力。铁矢就解决了这个问题。（2）箭匣底部加附磁石，铁箭就会被吸附在箭槽上，解决了连弩向上仰射时弩身倾角大于90度，箭匣里的矢脱离箭槽倒向反方向，张弓向下俯射时箭支滑落的问题。（3）解决了连续供箭问题，连续供箭，连续发射得以完成。
*矢长八寸：当时孔明对矢的长度为八寸是相当科学准确的。经制造实践，箭杆超过八寸，箭匣增长，机关互动就不畅通，铁矢超过八寸重量增加，会影响箭的射程；而箭的尺寸小于八寸，箭匣缩短，弩的弦臂张开间距小，发射力量就会减弱。所以“矢长八寸”是最佳尺寸。
缺点：全铁的箭加装羽毛困难，无羽的铁箭在远距离飞行时会失去平衡而翻滚，达不到远射武器的作用。木制箭杆的制作要求精度高，人工制作难度大，不易大量制造使用。由于当时的技术条件限制使诸葛亮及其后人没能解决“矢”存在的问题，导致连弩的实用性大大降低，加之损益连弩机关互动要求精度高，在野外使用时部件受阴雨等天气的影响易变形从而使连弩发射机关失灵，而被军事部门冷落，直至消失。人们对它深奥玄妙的组合，神奇的功能、独特的箭矢记载下了“神弩之功，一何微妙”“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发。”
床弩是弩家族中的庞然大物。弩炮大概出现于战国晚期。《墨子·备高临》讲到，守城可用“连弩之车”。它有“两轴三轮”，可能以车为架，以辘轳引弦；箭矢长“十尺”，矢端连系绳索，如同弋射，可用辘轳卷收。《六韬·军用》又记有“绞车连弩”，应是同性质的武器。所谓“连弩”，连意为连属，均指箭矢上系有绳，可以回收。这是中国早期弩炮的一个特点。《史记·秦始皇本纪》纪载，秦始皇受方士蛊惑，误以为数次派人入海求仙不遇乃因海中大鲛鱼阻挡，于是亲至莱州之罘，用“连弩”射海中巨鱼。这种连弩，当即箭矢上系有回收绳索的弩炮，用它射猎巨鱼，与今天的捕鲸船靠发射筒发射带索标来捕杀鲸鱼的方式非常相似。又，《汉书·李广苏建传》记，李陵与匈奴作战，曾“发连弩射单于”。这肯定是远距离的狙击，因此李陵所用的连弩必是箭矢连有绳索的强弩，很可能也是弩炮。
汉魏南北朝时期，弩炮使用渐多。王充《论衡·儒增篇》中称弩炮为“车张”之弩。《后汉书·陈球传》记，陈球守零陵，“弦大木为弓，羽矛为矢，引机发之，远射千余步，多所杀伤”。这显然是大型的弩炮。《宋书·武帝纪》记载，南北朝时有一种“神弩（或称”万钧神弩“），能够摧毁船舰，应也是弩炮。《北史·源贺传》记载，北魏成文帝时，源贺“都督三道诸军屯漠南……城置万人，给强弩十三床……弩一床给牛六头”。这里第一次把弩与“床”字联系起来，清楚说明它是安装在架子上发射的。一架弩需要六头牛拉纹张弦，可以想见其强劲的程序。1960 年，江苏南京秦淮河中出土一件南朝铜弩机，构造与汉代弩机无异，形体硕大，通长39厘米，宽9.2厘米，高30厘米。安装这个大弩机的弩臂，长度当在两米左右，无疑是弩炮。
唐宋时期，弩炮被广泛用于攻守城作战。唐人称弩炮为“绞车弩”或“车弩”。杜佑《通典》卷一四九说：“今有纹车弩，中七百步，攻城拔垒用之。”同书卷一六０又详细描述了其结构：在架了安装“十二石”强弩，以轴转车（即绞车）张弦开弓，弩臂上有七条矢道，居中的矢道搁一枝巨箭，“长三尺五寸”，“粗五寸”，以铁叶为翎，左右各放三枝略小的箭矢，诸箭一发齐起，“所中城垒无不摧毁，楼橹亦颠坠”（也见李筌《太白阴经》卷四）。
宋朝时的经济繁荣也促进了科技的发展，弩炮在此时也有了更多改进。宋人通称弩炮为“床弩”或“床子弩”。床弩是在对以前的大型弩炮改进后的产物，因其体型笨重而固定在木架上，多用于攻守城战。其时一架弩炮往往联装两张弓或三张弓，利用多弓的合力发射箭矢，劲力胜于前代。据今人的分析研究，多弓床弩的结构非常巧妙，弓弦的张设可能利用了滑轮。北宋的《武经总要》载有多种多弓床弩，其中最为强劲的三弓床弩又称“八牛弩”，需百余人绞轴张弦，箭矢“木干铁翎”世称“一熗三剑箭”，大概状如标熗，三片铁翎就像三把剑一样。床弩也可发射“踏橛箭”，成排成行地钉在城墙上。攻城兵士藉以攀缘而上。北宋开宝年间（公元968-975年），魏丕曾对床弩作了改进，射程又大为提高。 《宋史·魏丕传》记：“旧床子弩射止七百步，令丕增造至千步。”宋代一步合1.536米，千步有1536米，这是古代射远武器所达到的射程最高纪录之一。
据《武经总要》记载，床弩以槌击牙发射，瞄准和击发都有专人负责。使用床弩的士兵，在宋军中是专门的一类，称为“床子弩手”。景德元年（1004年）澶渊之战，宋军在城头安设床子弩。辽军攻城。守弩兵士惊，匆忙中击牙发弩，箭矢雷动而出，不意正中辽军阵内的主将萧挞览，登时毙命，辽人因主将殒命，无心恋战，遂与北宋议和。
南宋时期，中国的床弩也传播到了印度支那。今天在柬埔寨著名的吴哥窟中，我们还能够见到那个时代遗留下来的占婆人使用床弩作战的石雕图像。占婆人的一个创造是把多弓床弩架设于大象的背上。
灭亡了宋朝的蒙古军则大力搜罗宋军中的床子弩手来他们服务。当蒙古军西征的时候，他们就大量使用了汉族匠师制造而且也由汉人操纵的床弩。波斯史家志费尼在其名著《世界征服者史》中记叙1256年旭烈兀汗攻克位于厄尔布尔士山的坚固的穆斯林城堡麦门底司时，曾有这样的描写：“当无策可施时，契丹（按指汉地）匠人制造的一种牛弩，其射程为2500步，被对准那些蠢货。流星似的射弹烧伤了魔鬼般的异教徒的许多士兵……”阿拉伯人称床弩为牛弩，应是源于汉人固有的“八牛弩”一类名称。据认为，阿拉伯的2500步约合一公里。这时，床弩显然已被用于发射燃烧性的火器，它有可能是一些燃烧性的球弹，也有可能是箭端绑缚纵火物或火药球的火箭。宋代兵书《行军须知》中就记载：“用床子弩放火箭及火炮烧填濠柴草。”火炮是宋人对燃烧性球弹的习称。
下图为床弩示意图，弩弓分主、前、后弓，其中后弓反向而置。滑轮的应用是这一器械的一大突破，使床弩的三条弩弓能同时发力从而增大射程。一座床弩需要数人进行操作，发射大型弩箭，效率较低，看似实战价值不高，但在火器发展的宋代，若将炸弹绑在弩箭上再发射出去，其作用就近似于一颗火箭弹了。 [attachment=11336322] [attachment=11336323] [attachment=11336324]
欧洲最初的弩是古希腊的Gastrophetes，又称“腹弓(belly-bow)”。这种武器出现时间大约在公元前400年，诞生经过颇为传奇。据说Syracus的Dionysios一世(432-367 BC)想拥有最强大的新武器，于是从希腊，小亚细亚，北非和意大利招募最优秀的科学家，工程师和工匠为自己工作。戴奥尼苏斯一世将这些人分成若干小组，给予充分的资金和劳力支持，各小组相互竞争，尽力设计出打败其他小组的武器方案，这方法跟现代美国的武器研制和开发方式大体相同。最终发展出来的武器就是Gastrophetes----一种融合了当时最先进科技的机械复合弩。 [attachment=11336325]
即便以现代眼光看，Gastrophetes也是很完美的机械弩。Gastrophetes的设计表明当时科学家对弓弩的工作原理已有相当透彻的了解，弓弩的工作原理在于将人力能量转变为弓身势能，然后瞬间释放产生杀伤力。能量的决定因素乃力量与作用距离（照现代物理学，就是两者乘积），Gastrophetes在这两方面可谓下足了功夫。
先说力量：相比踏张弩，腹弓最大的特色在于通过简单的滑动槽结构将拉弦过程转化为推弓过程，即“以推代拉”。这种机械结构要求较高的加工技术和工艺，对成本颇为不利，但能获得更大的力量和易用性。从人体工程学角度说，推比拉能产生更大的力量，效能更高，也更便捷。（相信大家都有这方面的生活经验，要移动重物，推比拉容易得多。）运用腰腹力量的机械方式要精巧高效得多。一般弓弩是依靠人手臂的力量。手臂力量固然很大，但只有腰腹力量的四分之一左右，古代许多民族都尝试过将腰腹力量运用于弓箭以突破力量极限。中国曾有过“抵足弓”，当欧洲人到达美洲时，南美丛林的印第安人还在使用类似武器。弓手操纵这种大弓时面朝敌人而坐，抬起双足抵住弓身，弯腰以双手拉弦发射。这种方式大约只能发挥腰腹一半力量，而且精度难以控制。Gastrophetes运用腰腹力量的机械方式要精巧高效得多，它的弓身和箭槽分别固定于上下纵列的两条滑动木槽。使用方法是：先将弩箭装入箭槽，推入扳机，然后将Gastrophetes前端抵地，腹部抵住尾部的U型把手以腰腹力量加上自身重量把连接弓身的木槽往前推（“腹弓”称号由此而来）。如此张弦（实际上是推弓）方式，最大可产生超过三百磅拉力，而当时常规弓弩的拉力最多不过七八十磅左右。Gastrophetes的瞄准发射方式与其他弩弓无异，精度较高。（题外话：箭矢飞行时的空气阻力与速度平方成正比，导致初速越高则能量衰减越快，这也是大射程对杀伤力的重要负面影响。冷兵器各个国家弓弩，如果为了获得最大的穿甲能力，一般都人为对射程进行控制（如降低发射初速，或使用重量较大箭矢等）。而这个射程，在综合了实战需要和武器性能后，非常巧合的都定在200m左右。）
再说作用距离：Gastrophetes上还出现了一个新零件，制动棘齿。棘齿结构简单，作用却极为重要，它使推弓者每推动一点距离能量就成功积蓄下来，即便松手也不会前功尽弃。如果力气不济，推弓过程可分几次进行直至完成，尽量使作用距离达到最大，势能最高。就算推弓没有完成，Gastrophetes也可射击，不过威力射程稍弱而已。这一高明设计使得无论男女老少都可方便操纵Gastrophetes，其他弩弓是做不到的。
Gastrophetes由复合弩弓发展而来，材料方面继承了复合弩弓的传统特色。弓身由牛角或岑木制成，缠以牛筋以增加力量，弓弦则是牛筋或牛腱，棘齿，制退销，扳机为铁制，发射铁头箭。Gastrophetes的射程和威力均超过当时其他弓弩，能轻易穿透任何单兵盾牌或铠甲。Gastrophetes的威力还表现于极高的发射初速，中箭者看见箭飞过来根本来不及举盾格挡。
然而Gastrophetes严格意义上不能算是真正的机械弩，因其能量来源依然是直接来源于人体体能，与其他直接利用人体体能的弓弩相比，进步在于其对人力的利用率。这同时也是其局限：最大无法超越人体体力。
早期远程武器的能量来源都是人类体力，人类体能上限无疑是其固有瓶颈（只对地球人而言，不排除超人、火星人等情况），如想得到战场上的良好效果，无论从人员的选拔还是训练、补充都是一个周期长，效费比很低的过程,并且人的体力有很大局限性，不但更容易受到外界环境的影响，而且在战场上的持续战斗能力也不足。而机械弩，以及更后出现的能量来源于火药化学能的火药武器，不但训练更简便，更易于形成战斗力，同时对于射手体力要求和能量消耗都小的多，同时有更大的上升空间。（更小的对人类本身体能的依赖，以及更大的威力，是人类远程武器发展的基本动力。同时也是机械弩取代人力弩，火药武器取代机械弩的根本原因。）
Gastrophetes的“第一强弩”地位只维持了二十五年。从Gastrophetes身上，希腊人看到了将机械原理引入弩弓的巨大潜力，很快便发展出更强大的机械弩。当然腰腹的力量已不能满足要求，希腊人发明了运用杠杆原理将人力成十倍放大的长柄绞轮，随后把这种机械引入弩弓设计。此时限制弩弓威力的因素不再是人力，而是弓身材质，这种达到弓身性能极限的机械弩就是公元前375年出现的Oxybeles（“和平制造者”）。 [attachment=11336326] [attachment=11336327] [attachment=11336328] [attachment=11336329]
Oxybeles为重型弩弓，必须以畜力运载，使用时固定于三角木架。Oxybeles最大创新是以长柄绞盘棘轮拉弓，将弓弦拉力提高到五百磅以上，同时拉动距离大为延长，因此发射时释放的能量远大于Gastrophetes。Oxybeles所用的材质跟Gastrophetes大体相同，为牛角，牛筋和铁，为增加可靠性，棘齿，制退销内置。Oxybeles发射的箭很大，一般为铁头木羽箭，也可发射标熗。Oxybeles的射程和穿透力远超过之前的一切远程武器，固定发射台也使其精度胜过所有其他弩弓。
Oxybeles是使用弓身弹力势能的最强大机械弩弓，它几经把复合弓材料的性能潜力发挥到极限。之后技术进步大体朝两个方向发展：一种是小型化，制造简化的棘轮手柄单兵弩，这方面的最后发展成果就是著名的Crossbow（十字弓）——西方古代最强大的单兵弩，这个将在稍后介绍；另一种是大型化，突破材质限制，通过其他机械方式产生更大的拉力和势能。
第一种突破复合弓结构材料限制的Oxybeles发明于公元前340年，它还有另一称呼Greek Catapulta（希腊抛石器）。严格说来，Greek Catapulta已不能算弩，其发射机理跟弩不同，发射势能主要不再积蓄于弓身，而是积蓄于两侧的扭曲发条。这一技术突破使得Greek Catapulta具有比Oxybeles更大的威力。 [attachment=11336330]
Greek Catapulta经过改进，除发射巨箭和标熗外，还能发射石弹。Greek Catapulta结构和Oxybeles大体相同，弓臂两侧增加了发条装置。为缩小体积，后来有些Greek Catapulta型号大量采用金属材料。此时钢技术已普及，棘齿（包括轮棘），制退销，扳机，发条等重要部件多为钢制，其他外层包裹仍以铁为主。和Gastrophetes一样，Greek Catapulta的棘齿，制退销为外置。
Ballista（或Palintonon，弩炮、弩车）是古罗马最成功的机械弩，大概也是世界上最有名的机械弩，虽然它本质上并不是弩，“弹道学”（Ballistic）一词就是得名于Ballista。Ballista基本上是Greek Catapulta的改进版本，最终型号大约出现于公元前50年，此后成为罗马军团标准装备之一，一般每个军团装备十几部到几十部不等。从公元一世纪初到二世纪末这段罗马军团黄金时期，一个军团装备的各型Ballista超过五十部，配有训练有素的机械操作兵。Ballista和弓弩，标熗一起组成了罗马军队多层次远程火力网。
Ballista的基本结构和Greek Catapulta相同，不过更大，威力也显著增加。Ballistra重达3吨，运输时被拆分，为降低成本，Ballista结构以木材为主，棘齿，制退销外置，有些Ballista前部还装有可开合的防盾。Ballista的发条经过改进，远比Greek Catapulta强劲，弓臂和滑动槽比Greek Catapulta长许多，这些设计保证Ballista拥有比Greek Catapulta更大的射程和杀伤力。Ballista另一改进是以拉线开关取代传统扳机，提高了机械精度。Ballista有一个绰号shield piercer（盾牌穿透者），它发射的巨箭能轻易洞穿任何已知的盾牌和铠甲。罗马人对军事装备质量要求非常严格，一部合格Ballista要求杀伤射程达到五百米，两百米内能穿透厚度约两英寸的匀质木板。
Ballista是最经典的机械冷兵器，它发射的武器五花八门，包括箭，标熗，石弹，燃烧弹等等。野战时Ballista还发射一种重型巨箭，箭头为铁制，形状为月牙形或锚形，把这种巨箭向敌阵平射出去，能在敌人队伍中劈开一条缺口，杀伤效能十分恐怖。Ballista有许多其他称呼，比如Roman Catapult（罗马抛石器）。其实罗马还有许多真正的廉价抛石器，比如就是大弹弓的。 [attachment=11336331] [attachment=11336332]
Ballista后来发展出有许多不同尺寸的衍生改进武器，最有名的为公元一世纪初开始制造的巨型抛石器（Giant Catapult），为专用攻城炮。巨型抛石器采用创新的新型发条，力量更大，发条被封装在青铜制套筒中，可减少气候对器械的影响。巨型抛石器能高速发射石弹，威力惊人，最大的巨型抛石器能将重量超过两百磅的石弹射出两百五十米远。在后来的犹太战争中，许多巨型抛石器投入作战，用于耶路撒冷等城市的围攻战，效果显着。在攻克犹太人最后的，也是最坚固的堡垒马萨达时，巨型抛石器持续的猛烈轰击使得近千名犹太守军丧失抵抗意志，选择了集体自杀。
Scorpio（蝎式弩）是跟弩车差不多同时投入使用的机械弩，一般也被归入弩车，它本质上是一种轻型弩车。为减少体积，便于运输，Scorpio大量采用钢铁部件，结构坚固紧凑。Scorpio威力低于弩车，仅能发射铁头巨箭或标熗，但Scorpio滑动槽很长，发射初速极高，射程和弩车相当，穿透力略逊。Scorpio轻便易用，普通的马车或骡车运载就可直接送上战场。和弩车一样，Scorpio也被罗马军团大量装备。 [attachment=11336333]
中国古代的弩是装有张弦机构（弩臂和弩机），可以延时发射的弓。射手使用时，将张弦装箭和纵弦发射分解为两个单独动作，无须在用力张弦的同时瞄准,比弓的命中率显著提高；还可借助臂力之外的其他动力（如足踏）张弦，能达到比弓更远的射程。
至今已发现的最早的较完整的弩，是河南省洛阳市中州路出土的战国中期的弩。这件弩制作得相当考究，弩机为铜质，木质弩臂末端装有错银的铜弩踵，前端装错银的蛇头状铜承弓器。根据考古发掘出土的以骨、蚌制作的原始悬刀和中华人民共和国建立前鄂伦春、纳西、苗等少数民族使用的木弩的形制推测，原始的弩应远较此弩质朴，所以在战国以前弩还应有一个较长的发展过程。这在古文献中也有一些旁证，如《礼记·缁衣篇》引《太甲》说:“若虞机张,往省括于厥度则释。”《韩非子·说林篇》说：“羿执鞅持杆，操弓关机。”两处所提到的“机”，都宜解释为弩机。所记之事的年代都在商周以前，说明中国发明原始木弩的时间应不晚于商周时期。
春秋晚期，实战中开始重视用弩，《孙子兵法》中已提到“矢弩”的作用。到战国时，从《孙膑兵法》和《战国策》中能得知弩在楚、韩、齐、魏等国被使用。《孙膑兵法》所记述的阵法中，有一种叫“劲弩趋发”，说明弩在实战中的地位更加重要。公元前341年，在著名的马陵之战中，孙膑就是以“万弩俱发”的突击攻势，战胜了轻敌而怠惫的庞涓的大部队。当时所用的弩是以臂力张弦的擘张弩,所装的弓比一般弓小,弩箭也相应地短些。《孙膑兵法》中称这种弩“发于肩膺之间,杀人百步之外”,射程并不很远。至战国晚期，出现了性能更好的以足踏张弦的蹶张弩。如《战国策·韩策》称韩国的武卒就是“披坚甲，跖劲弩”。此类劲弩装有粗壮的弓，要用相当大的力量才能张开弦，因而要求弩机更加坚固。战国中期的弩机，虽然悬刀、钩、牙等已用铜制，但无铜郭，弩机直接装在木质弩臂上，承受不了太大的张力。战国晚期的弩机外增铜郭，强化了机槽，这一部件就是适应蹶张的需要而产生的。战国弩机的望山尚无刻度，西汉时出现了带刻度的望山，它的作用近似近代步熗上的表尺，射者依目标的远近，通过望山控制镞端的高低，找出适当的发射角，以便准确地命中目标。
战国时使用弩的最有名的就是秦军，弩是其主要远战武器，甚至首开先河将弩作为骑兵的主要作战兵器。前260年的长平战役中赵国将领赵括便是死在秦军的弩箭之下。战国的弩构造简单，弩弓多由富有韧性的松木削磨而成，弩臂大多是木制，但考古发掘中也有青铜弩出土，普通士兵一般使用木质弩以保证机动性。
东汉时出现了腰引弩，它的图形见于山东省济宁武氏祠画像石中。《晋书·马隆传》称当时简试勇士所用腰引弩的强度为三十六钧（约合九石）。明朝的《武备志》称之为腰开弩,“力弱者用蹶张,力雄者仍用腰开”。可见它是单人使用的弹射力最大的弩。
汉朝弩的强度以“石”来计算。张弓引满一石的弩相当提起一石（约30千克）重物所用的力。据汉简和古文献记载，汉弩分一、三、四、五、六、七、八、十石诸种。汉弩的强度都要经过严格校验，在居延汉简中曾发现过检验已受损伤的弩的强度的记录，其中十石弩又称为大黄弩、黄肩弩或大黄力弩，强度最大。参据《梦溪笔谈》所记的宋朝一种蹶张的“偏架弩”估算，汉朝强弩的射程可达400米左右。汉朝名将李广于公元前121年与匈奴作战时，在众寡悬殊的情况下，以大黄弩射杀对方将领而扭转战局。汉朝郡国还组成了以弩手为主的步兵兵团“材官”，其指挥员的官号有的就称“强弩将军”。
由于弩的发射比较费时，而且持弩的士兵又不便兼用其他武器，所以弩手常在其他士兵掩护下编成“上弩”、“进弩”、“发弩”等组，轮番连续发射。在“守隘塞口”中，更能发挥其威力。至南北朝以后骑兵大规模纵横驰骋之时，由于强弩不便在马背上使用，遂逐渐衰落。明朝以后，由于火器迅速发展，弩不再受重视。《天工开物》中甚至认为弩是“守营兵器，不利行阵”。 [attachment=11336314]
弩的一个关键部位是弩机，这是决定这只弩仅仅是模型还是具有令人恐惧的杀伤力的武器的构件。从为数众多的出土铜制弩机可以看出其结构由三个做工精巧的青铜零件拼装而成：弩机铜郭内的机件有望山（瞄准器）、悬刀（扳机）、钩心和两个将各部件组合成为整体的键。张弦装箭时，手拉望山，牙上升，钩心被带起，其下齿卡住悬刀刻口，这样，就可以用牙扣住弓弦，将箭置于弩臂上方的箭槽内，使箭栝顶在两牙之间的弦上，通过望山瞄准目标往后扳动悬刀，牙下缩，箭即随弦的回弹而射出（图2弩机结构原理示意图）。持弩者用手指向后勾悬刀，稳定悬刀的钩心下推，弩弦脱牙后回弹将箭矢推出。望山则使弩更有资格被称作杀人机器，弩手的目光、望山的顶端和目标成同一水平线时，符合了弹道曲线的箭矢的精准度几乎达到完美。现代熗支的扳机和准星的原始形态便是如此。秦汉时期由于长期和游牧名族作战，弩的威力被发挥的淋漓尽致，弩机也有所发展，汉代出现了带有刻度的望山。匈奴人偶然缴获了一把弩后，弩弓和弩臂都能轻易仿制，唯独弩机因其工艺极为精细而无法用原始冶炼技术制造出来，因而无法普及（当然游牧民族对他们配备的复合内弯弓的威力还是比较自信的，否则他们无论如何也要造出一把弩来）。 [attachment=11336315]
汉代后由于政局稳定，国力提高，又长期与匈奴作战及领土扩张，弩有了很大的发展，种类增多，出现了如擎张弩（轻弩）、蹶张弩（中弩）和大黄弩（重弩）等。但真正令后人瞠目结舌，堪称当时最顶尖科技的莫过于连弩。
连弩在先秦时就已出现，可连射二、三矢。 [attachment=11336316]
三国时期出现了可连射十矢的连弩，“一弩十矢俱发”（西晋陈寿撰《三国志·诸葛亮传》注），一般认为是蜀国丞相诸葛孔明所发明，时称“元戎”。诸葛连弩的名气之大以至于能享誉海内外：不少国内外兵器爱好者都有收藏或希望收藏诸葛弩；一些即时策略游戏如《帝国2》、《帝国3》中都有诸葛弩手这一兵种；诸葛弩还出现在了《暗黑2》的装备谱中…… [attachment=11336317]
诸葛连弩的特点：一是火力很强，一次能发射十支箭。二是可以瞄准目标等到需要时再发射，有利于捕捉射击时机，命中率比弓高。三是体积、重量大，单兵无法使用。
后来大发明家马钧对其进行了改进，改成了一种五矢连弩，使其体积、重量大大减轻，成为一种单兵武器，但是因为生产很复杂，所用的箭矢也必须特制，所以没大量生产，后失传。
怎样理解“一弩十矢俱发”，是十支箭同时击发，还是先后连续发出？这是认识、研制诸葛连弩的关键所在。事实上，我国古代在这两方面都进行过很多探索，各有硕果。正是他们的探索，为我们重新认识诸葛连弩提供了基础。
先看同时击发数矢的弩。一张大弓，同时击发两箭或三箭，这在秦汉时期已经出现，《史记·韩信卢绾列传第三十三》：“请令强弩傅两矢外向。”傅，通“附”，附着，《左传·僖公十四年》“皮之不存，毛将焉傅”可证。把二矢同时附在弩机上，当为一击而同时发射两矢的弩。《后汉书·耿纯传》：“选敢死二千人，俱持强弩，各傅三矢，使衔枚间行。”此当为同时发射三矢的弩。曹丕《饮马长城窟行》"发机若雷电，一发连四五"，说的也是一击而发四、五矢。明《武备志》卷103所载神臂床子连城弩，可同时发射四、五只箭。这是我国古代关于“连弩”这个专用名词的的第二种意思，即指同时发射二矢或多矢的弩。
但这种类型的弩，我们认为肯定不是诸葛连弩类型。首先，从现有资料看，目前还没有同时击发十矢的，更不可能象马均说的那样，“可令加五倍”，同时击发五十矢。事实上，这种床弩也不可能同时击发五十矢。发箭应对准目标，十个或五十全敌人排在一起进攻的情况并不多见。同时发十箭或五十箭，必造成极大的浪费！第二，一弩同时发射十箭或五十箭，即一支弩机的动力平分十份或五十份后，其射程还能多远？还有什么杀伤力可言？第三，这种笨重的弩床难以携带，根本不适宜南征北伐的地理条件，即不适宜西南与川陕交界地区的地理环境。第四，这种弩所用的矢，其长度在三尺以上，与诸葛连弩的“矢长八寸”差别太大。第五，这么长的矢，显然不可能“以铁为矢”。
再看连续发射的弩。这又可分为两大类。第一类是在弩床上架两张弓、或三张弓、或四张弓，战时可利用摇柄绳轴事先张弓扣箭，一般是由一名职业射手发射。发射时虽有先后之分，但这还不是严格意义上的“连续发射”。这种弩在宋代较为流行，《宋史·太宗一》：“十二月乙丑，幸讲武台观机石连弩。”《宋史·真宗二》：“六年春二月戊寅，幸飞山雄武营，观发机石、连弩，遂宴射潜龙园。”《宋史·礼志二十四·军礼·阅武条》：“其按阅炮场连弩及便坐日阅召募新军时，令习战如故事。”《宋史·卢斌传》：“俄复大设机石、连弩、冲车、云梯，四面鼓噪乘城，矢石乱下，斌与州将随机设备。”《宋史·蛮夷传三·抚水州传》：“蛮复连弩北岸。”《武经总要》记载了宋代的这几种大型床弩。其实质是将数张单发弩合而为一，由一人射击。它能在一定程度上实现连续射击，但我们认为这类连弩主要是强调连结的意思。它张弓时需要数十人、甚至上百人一齐出力才行。
我们认为，这也不是诸葛连弩的类型。因为：1，迄今为止，在一张弩床上最多只能架四张弓，最高只能实现四矢连发，不可能连发十矢，更不可能象马均说的那样，“可令加五倍”，连发五十矢。 2，这种笨重的弩床也难以携带，不适宜西南及川陕交界地区的地理环境。3，这种弩所用的矢，其长度在三尺以上。4，这种矢也不可能是“以铁为矢”。
另有一种连续发射的弩，明代茅元仪《武备志》记载，明人曾研制出“诸葛武侯弩”，后来清人在此基础上，曾制造出“弹弩”：
这种弩，我们认为就是失传甚久的诸葛连弩，至少是这种类型。首先，其“矢长八寸”，能连续发射十矢，符合诸葛连弩的两个基本数据；又极为轻便，步兵、骑兵都能随身携带，适宜西南与川陕交界地区的地理环境。惜当时火炮已经使用，这一重要研究成果未能引起世人的高度重视，未能推广，不久再度失传。
诸葛弩如下图所示，舍弃了弩机，在弩臂上加装了一个箭匣和推拉杆。通过杠杆原理，连弩在无需重新装箭的情况下将十支箭矢全部点射射出。如此高效战斗力使连弩的制造工艺要求极其严格，部件只有在尺寸误差极小的情况下才能顺利组装并发挥作用。因此在生产力有限的封建时代连弩并没能大量普及。不过其在破坏步兵阵式及防守要塞时表现出来的独特优势使其在鸦片战争以后仍装备于一些清朝部队中。 [attachment=11336318]
图171，172-中国连发弩表面观，172示开放的背面
A．A．连发弩的箭仓，准备发射时其中可存放十到十二支箭。其宽度略大于弩箭直径以免影响箭下落。
B．B．弩臂，竹制弩干固定其上。
C．控制整个连发弩运作的杠杆，用金属销钉分别与弩臂和箭仓相连接，具体见图174。
E．装于弩臂上方，箭仓下方的木制箭槽，发射时弩箭落入其上的凹槽，与箭仓之间的缝隙是弩弦移动的地方，其后缘缺刻在发射过程中能勾住弩弦。与箭仓连接成一体。
发射连弩比发射普通弩简单得多。首先将杠杆向前推，箭仓和与之一体的箭槽也随之往前，箭槽后缘缺刻向上抬升并自动勾住弩弦。正常情况下弩弦横在箭槽中央起到阻挡箭仓内弩箭落入箭槽的作用，但当弩弦被勾到箭槽后方后，一支箭在重力的作用下就会自动落入箭槽。
要完成发射动作只需将杠杆扳回，在这过程中箭槽与箭仓就会向后运动并将弩弦也往后拉，弩干弯曲蓄能。拉到尽头的同时箭槽后缘也会开始下坐，箭槽缺刻下方顶钮露出下方的部分与弩臂接触并被顶起，随之将弩弦顶出缺刻，弩弦前行将箭槽中的弩箭弹出。这顶钮由硬木制成，一头稍大以防止脱出。第一支箭发射出去以后弩弦又挡住了第二支箭的下落，开始了新的一轮循环直到箭仓内的弩箭全部发射完毕。 [attachment=11336319]
图173-中国连发弩顶钮部分的构造及工作原理
B．被箭槽后缘勾住的弩弦。
D．弩弦前方落入箭槽的弩箭。
E．存箭的箭仓。
图174-中国连发弩的整个发射过程
A．装满箭矢的箭仓随杠杆而前推，弩弦被顶钮上方的箭槽缺刻勾住。
B．即将发射的弩，顶钮与弩臂相触，再将弩弦从缺刻中顶出完成发射过程。
图175-中国连弩箭仓剖面观，示弩弦对弩箭下落的阻挡作用
这种弩的构造简单，动作迅速，除了对准目标并根据情况所需快速或缓慢地推拉杠杆之外，什么事都不用做，在最快的情况下甚至可以在十五秒钟内将十二支弩箭全部发射出去。
下图为清代连发强弩，可一次装填二十余支弩箭，并能同时发射二支，大大提升发射速度。 [attachment=11336321]
稍事改造之后，这种连弩可以在每次推拉杠杆的过程中发射两支弩箭，只需将箭仓和弩臂加宽到约两厘米，并在箭仓内加上一纵向隔板将之分为两个仓，其下的箭槽也相应增加到两条即可。其发射流程与原型完全相同，两支弩箭会随杠杆的推拉而并排落入箭槽，并排发射出去。这样，每一百名弩手可以在十五秒钟内发射出两千支弩箭，真正是以一当十！
这种武器所配的弩箭也是专门制造的，长约30-40厘米，直径约0.8-0.95厘米。箭杆由竹子制成，箭镞为钢制，没有稳定用的羽翼以免影响下落和发射，重心偏前。其有效射程大约是80码，最大射程180-200码。
弩干一般由一整根长约107厘米的坚韧雄竹或者数根捆绑压叠在一起的竹片组成。弩弦由打成绳索的动物筋腱制成，穿过弩干末端的洞绑紧。
下面对“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发”这句古语进行注释（以实际操作为序）。
*连弩：利用机械力量连续射箭的弓。
*一弩十矢：一把连弩，箭匣里装十支箭。
*损：减少箭匣里的箭支数量。
*益：填补箭匣内减少的箭支,（损益连弩：随意增减改动箭支数量的连发弩）
*俱发：总括的有顺序的把箭匣里的十支箭全都发射出去。（实验数据：6秒射出十支箭）
*谓之元戎：人们称连弩为主将。
*以铁为矢：通常普通的箭是由镞、木杆、羽毛制成，箭在远距离飞行时，羽毛起平衡作用。而连弩的箭若采用通常制法，箭身羽毛部位与箭匣壁发生阻碍，使箭支无法在重力作用下自然下落到发射位置。所以连弩的箭采用非常规制法，“以铁为矢”是科学合理的。连弩的箭采用铁制就解决了三大问题：（1）由于整支箭的尺寸只有“八寸”非铁制的箭，箭体轻，没有太大的杀伤力。铁矢就解决了这个问题。（2）箭匣底部加附磁石，铁箭就会被吸附在箭槽上，解决了连弩向上仰射时弩身倾角大于90度，箭匣里的矢脱离箭槽倒向反方向，张弓向下俯射时箭支滑落的问题。（3）解决了连续供箭问题，连续供箭，连续发射得以完成。
*矢长八寸：当时孔明对矢的长度为八寸是相当科学准确的。经制造实践，箭杆超过八寸，箭匣增长，机关互动就不畅通，铁矢超过八寸重量增加，会影响箭的射程；而箭的尺寸小于八寸，箭匣缩短，弩的弦臂张开间距小，发射力量就会减弱。所以“矢长八寸”是最佳尺寸。
缺点：全铁的箭加装羽毛困难，无羽的铁箭在远距离飞行时会失去平衡而翻滚，达不到远射武器的作用。木制箭杆的制作要求精度高，人工制作难度大，不易大量制造使用。由于当时的技术条件限制使诸葛亮及其后人没能解决“矢”存在的问题，导致连弩的实用性大大降低，加之损益连弩机关互动要求精度高，在野外使用时部件受阴雨等天气的影响易变形从而使连弩发射机关失灵，而被军事部门冷落，直至消失。人们对它深奥玄妙的组合，神奇的功能、独特的箭矢记载下了“神弩之功，一何微妙”“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发。”
床弩是弩家族中的庞然大物。弩炮大概出现于战国晚期。《墨子·备高临》讲到，守城可用“连弩之车”。它有“两轴三轮”，可能以车为架，以辘轳引弦；箭矢长“十尺”，矢端连系绳索，如同弋射，可用辘轳卷收。《六韬·军用》又记有“绞车连弩”，应是同性质的武器。所谓“连弩”，连意为连属，均指箭矢上系有绳，可以回收。这是中国早期弩炮的一个特点。《史记·秦始皇本纪》纪载，秦始皇受方士蛊惑，误以为数次派人入海求仙不遇乃因海中大鲛鱼阻挡，于是亲至莱州之罘，用“连弩”射海中巨鱼。这种连弩，当即箭矢上系有回收绳索的弩炮，用它射猎巨鱼，与今天的捕鲸船靠发射筒发射带索标来捕杀鲸鱼的方式非常相似。又，《汉书·李广苏建传》记，李陵与匈奴作战，曾“发连弩射单于”。这肯定是远距离的狙击，因此李陵所用的连弩必是箭矢连有绳索的强弩，很可能也是弩炮。
汉魏南北朝时期，弩炮使用渐多。王充《论衡·儒增篇》中称弩炮为“车张”之弩。《后汉书·陈球传》记，陈球守零陵，“弦大木为弓，羽矛为矢，引机发之，远射千余步，多所杀伤”。这显然是大型的弩炮。《宋书·武帝纪》记载，南北朝时有一种“神弩（或称”万钧神弩“），能够摧毁船舰，应也是弩炮。《北史·源贺传》记载，北魏成文帝时，源贺“都督三道诸军屯漠南……城置万人，给强弩十三床……弩一床给牛六头”。这里第一次把弩与“床”字联系起来，清楚说明它是安装在架子上发射的。一架弩需要六头牛拉纹张弦，可以想见其强劲的程序。1960 年，江苏南京秦淮河中出土一件南朝铜弩机，构造与汉代弩机无异，形体硕大，通长39厘米，宽9.2厘米，高30厘米。安装这个大弩机的弩臂，长度当在两米左右，无疑是弩炮。
唐宋时期，弩炮被广泛用于攻守城作战。唐人称弩炮为“绞车弩”或“车弩”。杜佑《通典》卷一四九说：“今有纹车弩，中七百步，攻城拔垒用之。”同书卷一六０又详细描述了其结构：在架了安装“十二石”强弩，以轴转车（即绞车）张弦开弓，弩臂上有七条矢道，居中的矢道搁一枝巨箭，“长三尺五寸”，“粗五寸”，以铁叶为翎，左右各放三枝略小的箭矢，诸箭一发齐起，“所中城垒无不摧毁，楼橹亦颠坠”（也见李筌《太白阴经》卷四）。
宋朝时的经济繁荣也促进了科技的发展，弩炮在此时也有了更多改进。宋人通称弩炮为“床弩”或“床子弩”。床弩是在对以前的大型弩炮改进后的产物，因其体型笨重而固定在木架上，多用于攻守城战。其时一架弩炮往往联装两张弓或三张弓，利用多弓的合力发射箭矢，劲力胜于前代。据今人的分析研究，多弓床弩的结构非常巧妙，弓弦的张设可能利用了滑轮。北宋的《武经总要》载有多种多弓床弩，其中最为强劲的三弓床弩又称“八牛弩”，需百余人绞轴张弦，箭矢“木干铁翎”世称“一熗三剑箭”，大概状如标熗，三片铁翎就像三把剑一样。床弩也可发射“踏橛箭”，成排成行地钉在城墙上。攻城兵士藉以攀缘而上。北宋开宝年间（公元968-975年），魏丕曾对床弩作了改进，射程又大为提高。 《宋史·魏丕传》记：“旧床子弩射止七百步，令丕增造至千步。”宋代一步合1.536米，千步有1536米，这是古代射远武器所达到的射程最高纪录之一。
据《武经总要》记载，床弩以槌击牙发射，瞄准和击发都有专人负责。使用床弩的士兵，在宋军中是专门的一类，称为“床子弩手”。景德元年（1004年）澶渊之战，宋军在城头安设床子弩。辽军攻城。守弩兵士惊，匆忙中击牙发弩，箭矢雷动而出，不意正中辽军阵内的主将萧挞览，登时毙命，辽人因主将殒命，无心恋战，遂与北宋议和。
南宋时期，中国的床弩也传播到了印度支那。今天在柬埔寨著名的吴哥窟中，我们还能够见到那个时代遗留下来的占婆人使用床弩作战的石雕图像。占婆人的一个创造是把多弓床弩架设于大象的背上。
灭亡了宋朝的蒙古军则大力搜罗宋军中的床子弩手来他们服务。当蒙古军西征的时候，他们就大量使用了汉族匠师制造而且也由汉人操纵的床弩。波斯史家志费尼在其名著《世界征服者史》中记叙1256年旭烈兀汗攻克位于厄尔布尔士山的坚固的穆斯林城堡麦门底司时，曾有这样的描写：“当无策可施时，契丹（按指汉地）匠人制造的一种牛弩，其射程为2500步，被对准那些蠢货。流星似的射弹烧伤了魔鬼般的异教徒的许多士兵……”阿拉伯人称床弩为牛弩，应是源于汉人固有的“八牛弩”一类名称。据认为，阿拉伯的2500步约合一公里。这时，床弩显然已被用于发射燃烧性的火器，它有可能是一些燃烧性的球弹，也有可能是箭端绑缚纵火物或火药球的火箭。宋代兵书《行军须知》中就记载：“用床子弩放火箭及火炮烧填濠柴草。”火炮是宋人对燃烧性球弹的习称。
下图为床弩示意图，弩弓分主、前、后弓，其中后弓反向而置。滑轮的应用是这一器械的一大突破，使床弩的三条弩弓能同时发力从而增大射程。一座床弩需要数人进行操作，发射大型弩箭，效率较低，看似实战价值不高，但在火器发展的宋代，若将炸弹绑在弩箭上再发射出去，其作用就近似于一颗火箭弹了。 [attachment=11336322] [attachment=11336323] [attachment=11336324]
欧洲最初的弩是古希腊的Gastrophetes，又称“腹弓(belly-bow)”。这种武器出现时间大约在公元前400年，诞生经过颇为传奇。据说Syracus的Dionysios一世(432-367 BC)想拥有最强大的新武器，于是从希腊，小亚细亚，北非和意大利招募最优秀的科学家，工程师和工匠为自己工作。戴奥尼苏斯一世将这些人分成若干小组，给予充分的资金和劳力支持，各小组相互竞争，尽力设计出打败其他小组的武器方案，这方法跟现代美国的武器研制和开发方式大体相同。最终发展出来的武器就是Gastrophetes----一种融合了当时最先进科技的机械复合弩。 [attachment=11336325]
即便以现代眼光看，Gastrophetes也是很完美的机械弩。Gastrophetes的设计表明当时科学家对弓弩的工作原理已有相当透彻的了解，弓弩的工作原理在于将人力能量转变为弓身势能，然后瞬间释放产生杀伤力。能量的决定因素乃力量与作用距离（照现代物理学，就是两者乘积），Gastrophetes在这两方面可谓下足了功夫。
先说力量：相比踏张弩，腹弓最大的特色在于通过简单的滑动槽结构将拉弦过程转化为推弓过程，即“以推代拉”。这种机械结构要求较高的加工技术和工艺，对成本颇为不利，但能获得更大的力量和易用性。从人体工程学角度说，推比拉能产生更大的力量，效能更高，也更便捷。（相信大家都有这方面的生活经验，要移动重物，推比拉容易得多。）运用腰腹力量的机械方式要精巧高效得多。一般弓弩是依靠人手臂的力量。手臂力量固然很大，但只有腰腹力量的四分之一左右，古代许多民族都尝试过将腰腹力量运用于弓箭以突破力量极限。中国曾有过“抵足弓”，当欧洲人到达美洲时，南美丛林的印第安人还在使用类似武器。弓手操纵这种大弓时面朝敌人而坐，抬起双足抵住弓身，弯腰以双手拉弦发射。这种方式大约只能发挥腰腹一半力量，而且精度难以控制。Gastrophetes运用腰腹力量的机械方式要精巧高效得多，它的弓身和箭槽分别固定于上下纵列的两条滑动木槽。使用方法是：先将弩箭装入箭槽，推入扳机，然后将Gastrophetes前端抵地，腹部抵住尾部的U型把手以腰腹力量加上自身重量把连接弓身的木槽往前推（“腹弓”称号由此而来）。如此张弦（实际上是推弓）方式，最大可产生超过三百磅拉力，而当时常规弓弩的拉力最多不过七八十磅左右。Gastrophetes的瞄准发射方式与其他弩弓无异，精度较高。（题外话：箭矢飞行时的空气阻力与速度平方成正比，导致初速越高则能量衰减越快，这也是大射程对杀伤力的重要负面影响。冷兵器各个国家弓弩，如果为了获得最大的穿甲能力，一般都人为对射程进行控制（如降低发射初速，或使用重量较大箭矢等）。而这个射程，在综合了实战需要和武器性能后，非常巧合的都定在200m左右。）
再说作用距离：Gastrophetes上还出现了一个新零件，制动棘齿。棘齿结构简单，作用却极为重要，它使推弓者每推动一点距离能量就成功积蓄下来，即便松手也不会前功尽弃。如果力气不济，推弓过程可分几次进行直至完成，尽量使作用距离达到最大，势能最高。就算推弓没有完成，Gastrophetes也可射击，不过威力射程稍弱而已。这一高明设计使得无论男女老少都可方便操纵Gastrophetes，其他弩弓是做不到的。
Gastrophetes由复合弩弓发展而来，材料方面继承了复合弩弓的传统特色。弓身由牛角或岑木制成，缠以牛筋以增加力量，弓弦则是牛筋或牛腱，棘齿，制退销，扳机为铁制，发射铁头箭。Gastrophetes的射程和威力均超过当时其他弓弩，能轻易穿透任何单兵盾牌或铠甲。Gastrophetes的威力还表现于极高的发射初速，中箭者看见箭飞过来根本来不及举盾格挡。
然而Gastrophetes严格意义上不能算是真正的机械弩，因其能量来源依然是直接来源于人体体能，与其他直接利用人体体能的弓弩相比，进步在于其对人力的利用率。这同时也是其局限：最大无法超越人体体力。
早期远程武器的能量来源都是人类体力，人类体能上限无疑是其固有瓶颈（只对地球人而言，不排除超人、火星人等情况），如想得到战场上的良好效果，无论从人员的选拔还是训练、补充都是一个周期长，效费比很低的过程,并且人的体力有很大局限性，不但更容易受到外界环境的影响，而且在战场上的持续战斗能力也不足。而机械弩，以及更后出现的能量来源于火药化学能的火药武器，不但训练更简便，更易于形成战斗力，同时对于射手体力要求和能量消耗都小的多，同时有更大的上升空间。（更小的对人类本身体能的依赖，以及更大的威力，是人类远程武器发展的基本动力。同时也是机械弩取代人力弩，火药武器取代机械弩的根本原因。）
Gastrophetes的“第一强弩”地位只维持了二十五年。从Gastrophetes身上，希腊人看到了将机械原理引入弩弓的巨大潜力，很快便发展出更强大的机械弩。当然腰腹的力量已不能满足要求，希腊人发明了运用杠杆原理将人力成十倍放大的长柄绞轮，随后把这种机械引入弩弓设计。此时限制弩弓威力的因素不再是人力，而是弓身材质，这种达到弓身性能极限的机械弩就是公元前375年出现的Oxybeles（“和平制造者”）。 [attachment=11336326] [attachment=11336327] [attachment=11336328] [attachment=11336329]
Oxybeles为重型弩弓，必须以畜力运载，使用时固定于三角木架。Oxybeles最大创新是以长柄绞盘棘轮拉弓，将弓弦拉力提高到五百磅以上，同时拉动距离大为延长，因此发射时释放的能量远大于Gastrophetes。Oxybeles所用的材质跟Gastrophetes大体相同，为牛角，牛筋和铁，为增加可靠性，棘齿，制退销内置。Oxybeles发射的箭很大，一般为铁头木羽箭，也可发射标熗。Oxybeles的射程和穿透力远超过之前的一切远程武器，固定发射台也使其精度胜过所有其他弩弓。
Oxybeles是使用弓身弹力势能的最强大机械弩弓，它几经把复合弓材料的性能潜力发挥到极限。之后技术进步大体朝两个方向发展：一种是小型化，制造简化的棘轮手柄单兵弩，这方面的最后发展成果就是著名的Crossbow（十字弓）——西方古代最强大的单兵弩，这个将在稍后介绍；另一种是大型化，突破材质限制，通过其他机械方式产生更大的拉力和势能。
第一种突破复合弓结构材料限制的Oxybeles发明于公元前340年，它还有另一称呼Greek Catapulta（希腊抛石器）。严格说来，Greek Catapulta已不能算弩，其发射机理跟弩不同，发射势能主要不再积蓄于弓身，而是积蓄于两侧的扭曲发条。这一技术突破使得Greek Catapulta具有比Oxybeles更大的威力。 [attachment=11336330]
Greek Catapulta经过改进，除发射巨箭和标熗外，还能发射石弹。Greek Catapulta结构和Oxybeles大体相同，弓臂两侧增加了发条装置。为缩小体积，后来有些Greek Catapulta型号大量采用金属材料。此时钢技术已普及，棘齿（包括轮棘），制退销，扳机，发条等重要部件多为钢制，其他外层包裹仍以铁为主。和Gastrophetes一样，Greek Catapulta的棘齿，制退销为外置。
Ballista（或Palintonon，弩炮、弩车）是古罗马最成功的机械弩，大概也是世界上最有名的机械弩，虽然它本质上并不是弩，“弹道学”（Ballistic）一词就是得名于Ballista。Ballista基本上是Greek Catapulta的改进版本，最终型号大约出现于公元前50年，此后成为罗马军团标准装备之一，一般每个军团装备十几部到几十部不等。从公元一世纪初到二世纪末这段罗马军团黄金时期，一个军团装备的各型Ballista超过五十部，配有训练有素的机械操作兵。Ballista和弓弩，标熗一起组成了罗马军队多层次远程火力网。
Ballista的基本结构和Greek Catapulta相同，不过更大，威力也显著增加。Ballistra重达3吨，运输时被拆分，为降低成本，Ballista结构以木材为主，棘齿，制退销外置，有些Ballista前部还装有可开合的防盾。Ballista的发条经过改进，远比Greek Catapulta强劲，弓臂和滑动槽比Greek Catapulta长许多，这些设计保证Ballista拥有比Greek Catapulta更大的射程和杀伤力。Ballista另一改进是以拉线开关取代传统扳机，提高了机械精度。Ballista有一个绰号shield piercer（盾牌穿透者），它发射的巨箭能轻易洞穿任何已知的盾牌和铠甲。罗马人对军事装备质量要求非常严格，一部合格Ballista要求杀伤射程达到五百米，两百米内能穿透厚度约两英寸的匀质木板。
Ballista是最经典的机械冷兵器，它发射的武器五花八门，包括箭，标熗，石弹，燃烧弹等等。野战时Ballista还发射一种重型巨箭，箭头为铁制，形状为月牙形或锚形，把这种巨箭向敌阵平射出去，能在敌人队伍中劈开一条缺口，杀伤效能十分恐怖。Ballista有许多其他称呼，比如Roman Catapult（罗马抛石器）。其实罗马还有许多真正的廉价抛石器，比如就是大弹弓的。 [attachment=11336331] [attachment=11336332]
Ballista后来发展出有许多不同尺寸的衍生改进武器，最有名的为公元一世纪初开始制造的巨型抛石器（Giant Catapult），为专用攻城炮。巨型抛石器采用创新的新型发条，力量更大，发条被封装在青铜制套筒中，可减少气候对器械的影响。巨型抛石器能高速发射石弹，威力惊人，最大的巨型抛石器能将重量超过两百磅的石弹射出两百五十米远。在后来的犹太战争中，许多巨型抛石器投入作战，用于耶路撒冷等城市的围攻战，效果显着。在攻克犹太人最后的，也是最坚固的堡垒马萨达时，巨型抛石器持续的猛烈轰击使得近千名犹太守军丧失抵抗意志，选择了集体自杀。
Scorpio（蝎式弩）是跟弩车差不多同时投入使用的机械弩，一般也被归入弩车，它本质上是一种轻型弩车。为减少体积，便于运输，Scorpio大量采用钢铁部件，结构坚固紧凑。Scorpio威力低于弩车，仅能发射铁头巨箭或标熗，但Scorpio滑动槽很长，发射初速极高，射程和弩车相当，穿透力略逊。Scorpio轻便易用，普通的马车或骡车运载就可直接送上战场。和弩车一样，Scorpio也被罗马军团大量装备。 [attachment=11336333]
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