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古中國十字弓

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歷史發展

原始弓箭的射擊原理是透過人力拉緊弓弦,使弓臂彎曲變形,同時儲存彈力,然後鬆開弓弦,弓臂馬上恢復原狀,並迅速釋放能量,把扣在弦上的箭大力地彈射出去。根據資料,古中國在舊石器時代(1,700,000 -10,000‭ ‬BC)遺址中,發現以石塊打製而成的弓箭頭。另外在新石器時代(10,000 -2,100‭ ‬BC)眾多遺址中,也廣泛發現以石塊或獸骨製作的弓箭頭,證明原始時期弓箭就已大量使用於狩獵或戰爭中。

十字弓,古時稱為弩,是由原始弓箭進化而成。在原始弓箭上加入機架與弩機,藉由弩機勾住拉緊的弩弦瞄準與射擊,可以改良原始弓箭須由人力拉緊弓弦,不能長時間瞄準與射程不遠等的缺點。

在春秋時代(770- 476‭ ‬BC),十字弓已發展成熟,戰國時代(475-221‭ ‬BC)更廣泛使用,並與弓箭、刀劍等格鬥兵器配合使用,發揮綜合作戰的效果。古中國最早具有弩機的十字弓出土於山東省曲阜市,可追朔至公元前6世紀。而有關弩的文獻記載,最早出現在春秋晚期的《孫子兵法》中。

兩千多年以來,十字弓一直是古中國軍隊的重要武器。漢朝(206‭ ‬BC-AD 220)時期,弩的設計製作已奠定良好基礎。魏晉隋唐時期(AD 220 -960)軍事技術穩定發展,弩的構造和性能與兩漢大致相似,但仍有不少創新的設計,例如可以連續發射的連弩及射程達數百公尺遠的強弩。

宋朝(AD 960 -1219)時弩的製作技術日趨完善,種類樣式與使用數量都達到顛峰。元朝(AD 1271-1368)時的弩則完全仿宋,並在軍隊的編制中設有弩軍單位,非常注重用弩作戰。明朝(AD 1368 -1644)也大致承襲宋弩,但更著重可連續發射的連弩的製作與使用。

明朝中後期,由於火藥的發展,弩與弓箭不再是軍隊主要的射擊武器。惟清朝(AD 1644 -1911)仍重視弓弩射擊,並以鐵製作各個機件,但有關弩的技術資料及使用弩的作戰文獻已不多見。

強度與射程

根據弩弦強度與拉弓張弦的方式,十字弓可以分為單純用手、手腳並用、借助機械裝置3種類型,並以張弩所需的力來定義弩的強度。檢測時,採取懸垂重物的方法,也就是把弩弓倒掛,在弓弦上懸掛重物,直到弩弓張滿為止,然後測量重物的重量,就是張弦所需的力。有時也可直接使用桿秤,把弓弦掛在秤鉤上,以懸垂重物直接量測。

戰國之後,以石為弩的強度計量單位,並把弩分成1石、2石、3石、4石、5石、6石、7石、8石、10石及12石10個級別。其中,1石合4鈞,1鈞合30斤。從戰國至漢朝,1斤大概相當於今日的250公克,因此,2石的弩需要60公斤的力量才能拉滿弦。由此可知,若只用雙手張弦,必須是孔武有力的人才能完成任務。3石以上的弩,須以手腳並用的方式才能上弦。

人力無法直接張啟的弩,必須以絞車、槓桿等機械裝置協助。再者,3~6石弩的射程在120~200步,1步合6尺,1尺約23公分,因此,6石弩的射程約有300公尺,12石弩的射程則可達600公尺遠。

組成與製作

十字弓是一種利用彈力發射利箭,射擊遠距離目標的武器,由機架、弩臂、弩弦及弩機所組成。機架以堅木製作,鑽有孔洞、缺口及箭槽,分別安裝弩機、弩弓及箭。弩弓是複合弓,使用數片不同性質的木材、角、骨及筋組合而成,並在表面塗漆防腐,有些還附有精緻美觀的銅飾或玉飾,強度超過一般原始手持弓。

弩弦多採用筋條、絲繩或腸衣製作。機架上裝設的弩機屬於凸輪機構,是十字弓的核心裝置,用於勾住拉緊的弩弦。射手完成拉弓後,須放置弓箭並托握機架進行瞄準與射擊。由於弩機可使射手穩定地瞄準目標,射箭的準確度因此大為提升。

弩機的組成主要包含郭(機匣)、懸刀(輸入桿)、望山(觸發桿)、鉤心(連接桿)及兩根插銷,大多以青銅製作,各個零件尺寸精確且具有交換性。弩機透過機架、輸入桿、觸發桿及連接桿巧妙的幾何形狀及運動學的關係,勾住弩弦及儲存弩弦的能量。射擊時,藉由手指扣壓輸入桿,帶動連接桿與觸發桿轉動,進而釋放弩弦及發射弓箭。

根據構造與功能,十字弓的發展可以漢朝(206‭ ‬BC‭-‬ AD 220)為界,分為前後兩個階段。漢朝之前的弩機沒有機匣,因此弩機的機件直接安裝在木製機架上。漢朝之後的十字弓則有兩個重要改良設計,其一是增加銅製的機匣,其二是弩機的望山增設標示射程參考的刻度表。機匣成匣狀,兩面有孔,與弩機各機件和機架上的孔對應,可用插銷連成一體。由於弩機機件先安裝在銅製的機匣內,再放入機架的方式,比直接把機件裝在木製機架可提供更高的張力,弓箭的射程因此大為提升。

漢弩的望山由先秦的弧形改為直體,增加高度並在表面標有刻度,射擊時,可隨著目標距離的不同,從望山選擇合適的刻度進行瞄準。這種帶有刻度的望山,與現代步槍瞄準裝置(表尺)的作用相似。加裝射程刻度表可以提高射箭的準確度,使射手更容易命中目標。漢朝之後,各朝代的十字弓與弩機的構造大致相似,只是尺寸更大,射程也更遠。

射擊過程

十字弓的射擊過程包含調整弩機、拉弩弦、置箭及射箭4個步驟。以下根據實際射箭的操作方式,說明十字弓的射擊過程。

調整弩機階段 ─ 這時的弩弓與弩弦暫時靜止不動,透過輕撥觸發桿,使得輸入桿、連接桿及觸發桿形成相互固定的狀態,是拉弦之前的準備。當拉動弩弦瞬間,就進入下一階段。
拉弦階段 ─ 十字弓須以手或機械裝置協助拉弦,這時弩機的各個機件暫時靜止不動。當弩弦拉至弩機的望山上,就進入下一階段。
置箭階段 ─ 當射手把弓箭放置於箭槽後,就可瞄準目標,準備發射弓箭。當輕扣輸入桿的瞬間,就進入下一階段。
射箭階段 ─ 藉由扣壓輸入桿使得連接桿與觸發桿轉動,進而釋放弩弦。透過弩弓與弩弦的彈力,弩弦帶動弓箭發射。直到弓箭射出,弩弓與弩弦恢復到原始位置,完成一次射箭的循環。

展示與推廣

十字弓構造巧妙,弩機各個機件的形狀與尺寸設計精準,使其達到可以鉤住弩弦與釋放弩弦的功能。它的操作過程對於一般民眾具有很高的吸引力,若能打造實際射箭的環境,讓民眾親身體驗射箭的樂趣,應可有效提高民眾對於古中國十字弓的認識。

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