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力更大的远射兵器，就是各种类型的原始炮——发石机。在火炮发明以前，这种发石机就是最重型的远射武器。发石机，即原始的炮，是利用杠杆的原理制造的。把一根长长的炮梢，也就是巨大的杠杆装在可以转动的横轴上，再把横轴架在用粗大的木材构成的炮架上。在炮梢的一端用绳索连着一个用来兜装石弹的皮窝，另一端系上几十根长长的拽索。放射时，由一个战士负责把石弹安置在皮窝里，另外几十个战士猛地拽动拽索，梢杆一下子反转过来，把安在皮窝中的石弹抛射出去。巨大的石弹可以摧毁敌方的防御工事，也可以摧毁敌人的攻城器械，也可以杀伤敌人，击乱敌人的阵线。
据考证，“炮”字的出现是比较晚的，东汉时期许慎的《说文解字》中还找不到它，大约是在晋朝才开始出现与此有关的一个字，写作“？（石马交）”字。但将发石机用于战争，则是很早以前的事，据说在春秋末期的越国，就已经使用了可以把十二斤重的石头抛掷到二百步远钓原始“炮兵”兵器。后来，曹操也使用过发石机，在“官渡之战”中用来打击袁绍营垒的“霹雳车”，就是发射时有巨大声响的发石机。唐代也有不少使用发石机作战的记载，例如李勋攻辽东时，使用的发石机可以把很重的石球抛掷到一里以外。宋代的发石机炮，在前代的基础上有了很大的发展。唐以前的发石机，虽有零星的记载，但没有留下任何形象的材料，只有在《武经总要》中，我们才清楚地看到了发石机——炮的形象。这也是我们将炮这种武器放在宋代才加以叙述的原因。
《武经总要》中一共记录了十几种不同式样的炮，有单梢炮、双梢炮、五梢炮、七梢炮、虎蹲炮、柱腹炮、旋风炮、合炮、卧车炮、车行炮和行炮车等，还有一种只用两个人的轻便的“手炮”，能发射半斤重的炮弹，但没有附图，故难以了解它的形状。以上列举的各式炮中，单梢、双梢、五梢、七梢等炮，基本结构是相同的，都是在一个由四根脚柱构成的方形炮架上装置炮梢，按轻重之分，最重的七梢炮，可以把九十至一百斤重的石弹抛掷到五十步远，有拽索一百二十五根，需用二人定炮，二百五十人拽索。比较轻便的单梢炮，只用一人定炮，四人拽索，可以把二斤重的炮石抛掷五十步远。虎蹲炮和柱腹炮也安有炮架，但不是四根脚柱构成的方形，而是斜三角形，所以较为灵活，这种炮需战士七十一名，发射十二斤重的炮石，投掷到五十步外，另一种是旋风炮，这类炮上没有上面讲的那种架子，而是竖立一根巨大的“冲天柱”，在柱头安放炮梢的轴，于是炮梢可以变换方向，向四面发射，不用像单梢炮改变方向时还要移动炮架。缺点是因无架座，故不如单梢炮等稳固，发射的炮石也不能太重，只有三斤左右。把上述这几类炮装置在轮车上，就形成各种炮车，炮车有两轮的也有四轮的。
这种原始的炮(即发石机)，在北宋末年的城防中已被广泛应用，并积累了不少经验。南宋初年陈规在他著的《守城录》里，很重视这种重型远射兵器的使用，认为攻城的一方如果“得用炮之术”，就可以很快攻破敌城；而守城的一方如果能很好地掌握和运用大炮，也能够稳固地守住城。特别是他曾根据北宋汴京(今开封)被金兵攻克的教训，指出守城一方的炮不应安放在狭窄的城头上，因为那样既不便设较多的炮架，也容易被远处的敌人看到，成为敌方炮石集中攻击的目标。他认为应利用炮石发射后曲射的特点，将它安在城墙里侧，炮前可设置树木伪装。发射时，每炮在城头上设一战士，专管观察敌情，根据观察的“斜直远近，令炮手定放”，小偏。就让拽炮索的人移动一下位置。大偏，就让炮手移动炮架；炮石打远了就减少拽炮索的人，打近了就增加拽炮索的人。这样试射两三次后，就可以准确地命中目标。这种把炮置于隐蔽处，进行观测修正的间接射击，在八百多年前无疑是一种很先进的军事指挥技术。
(四)攻守战具
公元三〇〇〇年以前，希腊人和特洛伊人之间爆发了一场持久的战争，战争的起因据说是希腊人要到特洛伊城解救一位被特洛伊国王子骗去的美人。希腊人在特洛伊城外安营扎寨达十几年，但由于城池坚固，希腊士兵虽然多次想把城墙推倒，或者计划爬城而入，但都未能成功。最后，希腊人终于想出了一个妙计，将精锐的士兵偷藏在一匹巨大的木马中，诱使特洛伊人将木马运入城中，并乘其不备，奇袭出击，与城外人马里应外合，才算攻下了特洛伊城。这便是古代希腊传说中著名的“特洛伊木马”的故事。
自古以来，城池的建立大抵与军事有关，一座坚固的城堡，往往就是一个地区乃至一个国家的军事防线和要塞。因此，中外历代统治者，一方面将自己的城堡修筑得高大雄伟、固若金汤，一方面重视研制和改进攻城与守城的武器装备。前面引述的“特洛伊木马”，是外**事家靠智谋破城，而在我国古代，也早就有了关于攻城和守城的记载，如春秋时期鲁国的著名工匠公输班(即后世称的鲁班)，就曾为楚王造云梯以攻宋国城池。
北宋时期，城防工事更为牢固，攻城的武器装备也相应发展。《武经总要》中便用了相当大的篇幅，记录了有关城防建筑以及守城、攻城的各种重型装备，其中包括一些专用的特殊类型的兵器，反映出当时攻占和守御城市在战争中所占的重要地位。
关于城防工事，《总要》中画有详细的图像：坚固的砖筑城墙，外面围着宽而深的壕沟，外壕上架的吊桥在敌人来攻时即可升吊起来。城门外面加筑有圆形瓮城，敌人即使攻入瓮城，也可能成为瓮中之鳖，被困在其中消灭。高高的城墙上砌筑着女墙，上面开有向下射箭的箭窗。每隔一段还筑有凸出墙面的“马面”，上面设敌棚或敌楼，配置各种守城器械。同时还沿城构筑一些和城墙相联接的弩台，上设重炮和强弩。在战棚前和女墙外，垂挂着防御炮石弩箭的垂钟板、篦篱、皮竹笆等用生牛皮、荆柳、竹皮等材料编制的防护设备。
面对如此严密的城防设施，攻城的一方也有各种攻坚器械。首先是云梯，云梯的发明者是春秋时期鲁国巧匠鲁班，但因没有图样流传，故其形制无考。战国时的云梯，在已知的战国铜器图案纹饰中有示，系由三部分构成：底部装车轮，可以移动；梯身可上下仰俯，攻城时靠人力扛抬，倚架于城墙壁上；梯顶端装钩状物，用以钩援城缘，使之免遭守军的推拒破坏。唐代的云梯较战国时有了很大改进：主梯身固定装置在木制底盘上，下面有六个车轮；主梯之外又增设一副活动的“上城梯”(副梯)，其顶端装有一对辘轳，登城时可以沿着城墙壁面上下滑动，“谓之飞云梯”。攻城时只需将主梯停靠城下，然后再在主梯上架设“上城梯”，便可“枕城而上”，减少了在战火中架梯的危险和艰难。
宋代的云梯有了重大的改进，《武经总要·攻城法》记载：“云梯以大木为床，下施六轮，上立二梯，各长丈余，中施转轴，四面以生牛皮为屏蔽，内以人推进，及城则起飞梯于云梯之上。”说明宋代云梯采用了中间以转轴联接的折叠式结构，又在梯底部增添了防护设施。此外，“上城梯”(副梯)也出现了多种形式，有“飞梯，长二、三丈，首贯双轮，
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