——人力的进一步发挥和
自然力的有效利用
自然科学史研究所 周世德
人力的进一步利用
世界上任何一个民族，在发明机械的初期，所需要的原动力都出自人的
本身。人力的利用可以说是源远流长。要是能把一人或多人的力量储备起
来，延长一段时间再利用，这在人力的利用方面却是一个巨大的进步；在机
械制造方面也是一个卓越的成就。弩机就是典型的储备人力的机械装置。
上古的时候，弹和箭都是利用弓的弹力发射出去的。随着弓箭的发展，
弓的力量已经逐步增加到相当强大的地步，可以射远；但是人的臂力有限，
张开了弓不能持久，迫切需要一个“延时装置”，以便捕捉最有利的发射时
机。经过劳动人民的刻苦研究，创造了弩机。弩的使用是先把弦拉开扣在弩
机上，要射的时候再搬动“悬刀”（扳机），把箭射出去。当时的弩机只具
备“延时装置”的作用，也就是储备人力的作用。
我国在春秋时期已经有弩机，战国中期的铜弩机已经比较进步了。我国
弩的出现比西方早十三个世纪。
到汉代，弩逐渐走向标准化，有一石、……五石、……十石等八种。其
中六石弩最常用，张力一百八十六千克，射程二百六十米，同时，射击的准
确性也有了很大的提高。弩机的“望山”上开始出现刻度，这相当于步枪的
标尺。当时的士兵和工匠在射击的实践当中，不断发现平射不能及远，并且
射中点总是比目标低。为了校正这一项误差，就抬高箭镞，使箭在发射的时
候有一个“投射角”。又继续发现，“投射角”不能固定不变，不同的射程
应该有不同的投射角。经过多次实践，终于在“望山”上标出了几道很重要
的刻度，有的十道，有的五道，这样就使射击的准确性得到很大提高。这是
弩机制造技术的又一个巨大的进步，除了具备“延时装置”的作用以外，还
具有“瞄准装置”的作用，同时体现了劳动人民对斜抛物体运动中的投射角
以及投射角和射程的关系有了正确的认识。它有力地说明了科学技术来源于
实践。弩机的发明和逐步完善是我国古代兵器制造技术的突出成就。最初，
弩也和弓一样只用一个人手臂的力。经过逐步发展，就有了采用脚蹬方式拉
弦的叫“神臂弓”，有用绞车开弦的叫“车弩”，还有把两张弓或三张弓合
成一个弩的叫“床子弩”，就更加发挥了储备人力的作用。
我国古代和弓弩的道理相似的机械装置还有锥井机，它也是利用人力和
弹力进行工作。锥具的上端系在大竹弓的弓弦中间，凿井的时候利用人力使
锥具下行向下凿进，同时也使弓弦向下拉，这样就储蓄了一部分弹力。锥具
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返回上行就利用弓弦的弹力使它向上。我国劳动人民在汉代就能够开凿深井
了。我国的深钻技术比西方大约早十一个世纪。
