第五十四章 武器改进
秦九韶用了几天时间，找齐了他宠爱的几个美妾，雇马车装上了他的随身行李，跟随沈飞和黄药师两人一路到了岘山书院，沈飞大摆宴席庆贺了他的到来。还投其所好，由秦九韶自己设计建筑结构，在书院旁边建了个宅子作为他的住所，和黄药师的住处很近，方便两个人经常交流。</p>
秦九韶今年四十岁，历史上只活了六十一岁。沈飞不想秦九韶这么早死，给了秦九韶一颗续命八丸。而且还劝秦九韶也习武，最起码可以大大延寿，也拿出了五宝花蜜酒说明了功效给秦九韶喝。书院里习武的风气很盛，虽然秦九韶年纪已经不轻了，不过按戚继光的观点，习武什么时候都不算晚。秦九韶是非常追求物质生活享受的人，这样的人也极惜命，几经劝说，就答应了。沈飞给秦九韶的武功配置也是亲传弟子标准的，秦九韶早年在四川领导过民兵武装，卷入参加过十一年对抗蒙古的战争，本来就擅长弓马剑术踢球，也是有一定武术基础的，相信以秦九韶的聪明才智，习武的进步速度也绝不会慢。</p>
《数学九章》是秦九韶利用为母亲守丧的三年时间写成的。江晓原文中评价，如果秦九韶后来不是花费了那么多时间在追求物质享受和功名利禄上，也许还能在其他学术领域也取得数学上那样巨大的成就，这也是沈飞劝说秦九韶那段话的由来。把秦九韶聘请到书院去做学术研究工作，正好可以扬长避短，避免他再去浪费时间和搜刮百姓，或许在建筑、天文、音乐上也能写出几本《数学九章》水平的专著，取得比原先更大的成就，即便是数学上也未必不能再有完善。</p>
数学家吴文俊对比发现中国古代数学代数强，欧洲古代数学几何强，其实是各有所长。《海岛算经》中有一题和《几何原本》一样，解法还更加简便。吴文俊甚至评价晚明的徐光启被利玛窦点歪了数学科技树，放弃了中国数学的强项。</p>
不过中国古代数学有一个缺点，高等数学都是要用算筹进行演算，运算一道复杂的数学题算筹可能要摆满整个房间，到了明代工商业巨大进步，四则运算需求极大增加，算盘普及取代了算筹以后，不少原来用算筹演算的高等数学方法无法在算盘上复现，导致前代的很多数学专著没人看得懂而失传。</p>
欧洲后来则是形成了一套阿拉伯数字和拉丁字母配合，不必用算筹算盘这些工具就可以进行纸面上运算高等数学的符号。就是在秦九韶的手稿中，也出现了类似符号化的数学表述，如果能完善下去，或许也可以总结出一套摆脱算筹和算盘的纸面运算高等数学的符号体系。这一点以后沈飞会提点引导秦九韶。</p>
不过沈飞请秦九韶过来更大的原因是想让他参与改进武器装备，秦九韶“性极机巧，星象、音律、算术，以至营造等事，无不精究”，其中“营造”一项就可以用于武器的改进和研发。</p>
明系武器，沈飞打算改进的是集束火箭。尤其是车载神机箭，既然这个有明代的“喀秋莎”之称，那发射车就和“喀秋莎”一样改成工字形的，多制作几辆发射车齐射，击中目标的的概率也大增。</p>
中国火箭传入印度，后来被英军缴获改进，成了康格里夫火箭和黑尔火箭，康格里夫火箭曾经也在八里桥给僧格林沁的蒙古骑兵沉重打击。这三种火箭最大的区别就是尾翼，康格里夫火箭一米多长，却装了一个四米多长的平衡杆确保稳定飞行，射程从开始的1800米要改进后的约3600米到4500米。黑尔火箭则是把长长的平衡杆去掉，换成了三片旋转尾翼，保证直线飞行并增加精度。</p>
中国宋代最初的火药箭就是在箭矢上绑一个火药筒点燃推动射出去飞得更远，箭头上加上一个火药包，击中目标穿透加爆炸形成双重伤害。改成明代版一窝蜂等集束火箭原理也差不多，更进一步的英国康格里夫火箭和黑尔火箭主要是平衡飞行和射程上下功夫。</p>
可以改进之处有三点，一是作为推动力的火药筒装火药多少，算上导向杆或旋转尾翼的效果能把火箭推出去多远？二是作为战斗部的火药包装火药多少？能产生多大威力？三是使用什么材料？用最简单的厚纸卷成？或者康格里夫、黑尔火箭那样薄铁皮卷成的金属外壳？推力不够或者战斗部太沉重都可能飞到中途掉下来，影响射程和精度。</p>
这些就需要反复实验达到推动力火药、战斗部火药和弹体本身的重量三者的平衡，制作出装药量不同的火箭，康格里夫火箭就是在多次实验中不断增加射程，而且研究出装药1磅、6磅、12磅、24磅和最多300磅的各种规格弹体，可陆战可海战。沈飞也打算这样，一点点试多少重量的战斗部，配合装药多重的推进火药筒，哪种材料的弹体飞行最远最稳，制作出不同大小规格的火箭弹。</p>
宋系统武器，猛火油柜，喷火五到六米，需要的是足够的石油原料，还有喷20米的水龙，也可以用来喷石油，改造成火焰喷射器。或者喷油和点火分两个步骤实行火攻。加上各种喷火药竹筒，可以改进的空间不大。有改进空间的是各种弓弩，比如著名的三弓床弩，北宋曾用三弓床弩600步外远程狙杀了辽军统帅萧挞凛，促成澶渊之盟。史料记载三弓床弩起初射程700步（1050米）改进后最大射程可以到千步（1500米）。</p>try{ggauto();} catch(ex){}
沈飞见过现代爱好者复原后的三弓床弩能以每秒200的初速发射100克的“踏橛箭”，弩矢出膛动能达到2000焦耳，需要由10个人上弦。现代反向弩原理改造过的床弩储存动能增加一倍，体积能减小一半，拉力超过2吨，在50米距离能身穿6毫米多的钢板。三弓床弩的三张弓虽然是两正一反的结构，却不是反向弩，用反向弩原理改造的三弩床弩会更加强大。</p>
除了反向弩结构增加储能和射程威力，还可以用滑轮组使上弦更省力。三弓床弩又名八牛弩，意思就是必须要八头牛才能拉动上弦，复原的需要十个人上弦。作战时非常消耗士兵体力，体力耗尽就无法发射。用上滑轮组就可以节省很多力气，晚明天启七年瑞士耶稣会传教士邓玉涵口述、王徵笔译的《远西奇器图说》里就有定滑轮加动滑轮的滑轮组机械，这和火药配方一样，技术门槛不高，只要一点破就能制造，可以极大提高作战效果。</p>
除了必须多人使用的三弓床弩，宋代还有普遍单兵装备使用的神臂弩。沈飞见过现代爱好者复原的神臂弩结构和性能介绍，外形上看只是弩臂末端加了两个有滑轮作用的光滑圆环，在扳机的位置增加一个不需要光滑的固定点，弩身，弩臂采用两倍粗的弩臂。</p>
看到那种“复原”沈飞本来有些怀疑使用了一些非宋代的技术（比如轮滑功能的圆环），不过宋代的制造工艺肯定能完成。而且沈飞现在需要的实战，不是完全复制出古物，这种加了圆环和固定点的神臂弩射击初速大概100米每秒的速度，能精确射击100到150米的目标，对200到300米左右的目标造成威胁，最大射程达到400米到600米。这个性能已经与现代制造的滑轮弩不相上下了。沈飞在上个世界美国买的两把PSE公司的TAC-15狙击弩了，TAC-15狙击弩的初速也不过每舟120米，射程也不过400米以上。宋代弓弩手还配单刀，紧急时只要一刀把弩弦砍断就能保持结构机密，即便被敌军捡走也无法仿制。</p>
宋金元时期包括前代还有一种常用武器，到明代时就逐渐被淘汰了，就是投石机，这时却不妨也照样装备使用并且作一些改进。当时攻防双方使用的是人力投石机，使用的石弹也最多几十斤重，甚至是只追求数量不追求重量，比如西夏的泼喜军曾经大量装备的旋风炮，可以装备在骆驼上机动，比宋军的投石机更加灵活，发射的就是只有拳头大小的石块，四五斤重的能射五十步，两斤重的能射八十步，根据不同的战场需要调整弹种。泼喜军有300人，装备50到70门旋风炮，一次性齐射200到300枚石弹，虽然不重，这种打击密度下杀伤力也巨大。沈飞也打算用这类轻便的投石机发挥铁壳火球之类，比当作手榴弹单兵投掷更远，密度也更大，爆炸性武器威力也不是石头能比的。</p>
大型投石机，历史上攻下樊城，逼降襄阳的“回回炮”，《襄阳守城录》记载石弹150斤，射程250步，按一般一步1.5米计算也不过375米，现代估计回回炮射程391米，总之也不到400米。而明代佛朗机炮的有效射程就达到一里，最大射程有两三里。如果蒙古军真提前进口“回回炮”，城墙上放上几门神飞炮（佛朗机）就可以教他们做人，甚至就是骑兵装备的小一号的虎蹲炮都够得着，不过这两种炮都是杀伤人员的，威力能不能摧毁“回回炮”就不知道了。</p>
那也可以用“回回炮”原理和现代技术对宋代的投石机做一些改进，“回回炮”是配重式投石机，用同等重量的物体代替多人合力的绞盘，按制作投石机的大小不同配重可以达到几吨甚至十几吨。沈飞见过复原的“回回炮”高三米，长七米，配重通常是石弹的十倍，150斤的石弹配重就是1.5吨。</p>
现代国外有爱好号把结构改成了浮臂式投石机，臂上的轴可沿水平滑行轨道自由移动，用料一样，体积可以更小，威力更大，也可以加上滑轮组省力减少操作人数和组装时间。同样是3米高的投石机，实验配重500磅（约226千克），射程能到500英尺（约152米），如果也是配重1.5吨，能把“回回炮”打出屎来。</p>
这些都是武器改进的思路，不过经过再三考虑，沈飞还是决定只组建一支300人的南宋版“泼喜军”，灵活机动的铁壳火球投石机。反曲弩版改造版滑轮组三弓床弩威力过于恐怖，可能会被别人用来暗算自己人，就不制造了。浮臂式配重投石机则是只让书院弟子在岘山山谷中秘密制造了一架试射了一下，射程和威力已经超过了“回回炮”，以后如果有需要可以再造。只有圆环改进版的神臂弩制造了一批配发给葵花卫和弓箭手使用。</p></div>
秦九韶今年四十岁，历史上只活了六十一岁。沈飞不想秦九韶这么早死，给了秦九韶一颗续命八丸。而且还劝秦九韶也习武，最起码可以大大延寿，也拿出了五宝花蜜酒说明了功效给秦九韶喝。书院里习武的风气很盛，虽然秦九韶年纪已经不轻了，不过按戚继光的观点，习武什么时候都不算晚。秦九韶是非常追求物质生活享受的人，这样的人也极惜命，几经劝说，就答应了。沈飞给秦九韶的武功配置也是亲传弟子标准的，秦九韶早年在四川领导过民兵武装，卷入参加过十一年对抗蒙古的战争，本来就擅长弓马剑术踢球，也是有一定武术基础的，相信以秦九韶的聪明才智，习武的进步速度也绝不会慢。</p>
《数学九章》是秦九韶利用为母亲守丧的三年时间写成的。江晓原文中评价，如果秦九韶后来不是花费了那么多时间在追求物质享受和功名利禄上，也许还能在其他学术领域也取得数学上那样巨大的成就，这也是沈飞劝说秦九韶那段话的由来。把秦九韶聘请到书院去做学术研究工作，正好可以扬长避短，避免他再去浪费时间和搜刮百姓，或许在建筑、天文、音乐上也能写出几本《数学九章》水平的专著，取得比原先更大的成就，即便是数学上也未必不能再有完善。</p>
数学家吴文俊对比发现中国古代数学代数强，欧洲古代数学几何强，其实是各有所长。《海岛算经》中有一题和《几何原本》一样，解法还更加简便。吴文俊甚至评价晚明的徐光启被利玛窦点歪了数学科技树，放弃了中国数学的强项。</p>
不过中国古代数学有一个缺点，高等数学都是要用算筹进行演算，运算一道复杂的数学题算筹可能要摆满整个房间，到了明代工商业巨大进步，四则运算需求极大增加，算盘普及取代了算筹以后，不少原来用算筹演算的高等数学方法无法在算盘上复现，导致前代的很多数学专著没人看得懂而失传。</p>
欧洲后来则是形成了一套阿拉伯数字和拉丁字母配合，不必用算筹算盘这些工具就可以进行纸面上运算高等数学的符号。就是在秦九韶的手稿中，也出现了类似符号化的数学表述，如果能完善下去，或许也可以总结出一套摆脱算筹和算盘的纸面运算高等数学的符号体系。这一点以后沈飞会提点引导秦九韶。</p>
不过沈飞请秦九韶过来更大的原因是想让他参与改进武器装备，秦九韶“性极机巧，星象、音律、算术，以至营造等事，无不精究”，其中“营造”一项就可以用于武器的改进和研发。</p>
明系武器，沈飞打算改进的是集束火箭。尤其是车载神机箭，既然这个有明代的“喀秋莎”之称，那发射车就和“喀秋莎”一样改成工字形的，多制作几辆发射车齐射，击中目标的的概率也大增。</p>
中国火箭传入印度，后来被英军缴获改进，成了康格里夫火箭和黑尔火箭，康格里夫火箭曾经也在八里桥给僧格林沁的蒙古骑兵沉重打击。这三种火箭最大的区别就是尾翼，康格里夫火箭一米多长，却装了一个四米多长的平衡杆确保稳定飞行，射程从开始的1800米要改进后的约3600米到4500米。黑尔火箭则是把长长的平衡杆去掉，换成了三片旋转尾翼，保证直线飞行并增加精度。</p>
中国宋代最初的火药箭就是在箭矢上绑一个火药筒点燃推动射出去飞得更远，箭头上加上一个火药包，击中目标穿透加爆炸形成双重伤害。改成明代版一窝蜂等集束火箭原理也差不多，更进一步的英国康格里夫火箭和黑尔火箭主要是平衡飞行和射程上下功夫。</p>
可以改进之处有三点，一是作为推动力的火药筒装火药多少，算上导向杆或旋转尾翼的效果能把火箭推出去多远？二是作为战斗部的火药包装火药多少？能产生多大威力？三是使用什么材料？用最简单的厚纸卷成？或者康格里夫、黑尔火箭那样薄铁皮卷成的金属外壳？推力不够或者战斗部太沉重都可能飞到中途掉下来，影响射程和精度。</p>
这些就需要反复实验达到推动力火药、战斗部火药和弹体本身的重量三者的平衡，制作出装药量不同的火箭，康格里夫火箭就是在多次实验中不断增加射程，而且研究出装药1磅、6磅、12磅、24磅和最多300磅的各种规格弹体，可陆战可海战。沈飞也打算这样，一点点试多少重量的战斗部，配合装药多重的推进火药筒，哪种材料的弹体飞行最远最稳，制作出不同大小规格的火箭弹。</p>
宋系统武器，猛火油柜，喷火五到六米，需要的是足够的石油原料，还有喷20米的水龙，也可以用来喷石油，改造成火焰喷射器。或者喷油和点火分两个步骤实行火攻。加上各种喷火药竹筒，可以改进的空间不大。有改进空间的是各种弓弩，比如著名的三弓床弩，北宋曾用三弓床弩600步外远程狙杀了辽军统帅萧挞凛，促成澶渊之盟。史料记载三弓床弩起初射程700步（1050米）改进后最大射程可以到千步（1500米）。</p>try{ggauto();} catch(ex){}
沈飞见过现代爱好者复原后的三弓床弩能以每秒200的初速发射100克的“踏橛箭”，弩矢出膛动能达到2000焦耳，需要由10个人上弦。现代反向弩原理改造过的床弩储存动能增加一倍，体积能减小一半，拉力超过2吨，在50米距离能身穿6毫米多的钢板。三弓床弩的三张弓虽然是两正一反的结构，却不是反向弩，用反向弩原理改造的三弩床弩会更加强大。</p>
除了反向弩结构增加储能和射程威力，还可以用滑轮组使上弦更省力。三弓床弩又名八牛弩，意思就是必须要八头牛才能拉动上弦，复原的需要十个人上弦。作战时非常消耗士兵体力，体力耗尽就无法发射。用上滑轮组就可以节省很多力气，晚明天启七年瑞士耶稣会传教士邓玉涵口述、王徵笔译的《远西奇器图说》里就有定滑轮加动滑轮的滑轮组机械，这和火药配方一样，技术门槛不高，只要一点破就能制造，可以极大提高作战效果。</p>
除了必须多人使用的三弓床弩，宋代还有普遍单兵装备使用的神臂弩。沈飞见过现代爱好者复原的神臂弩结构和性能介绍，外形上看只是弩臂末端加了两个有滑轮作用的光滑圆环，在扳机的位置增加一个不需要光滑的固定点，弩身，弩臂采用两倍粗的弩臂。</p>
看到那种“复原”沈飞本来有些怀疑使用了一些非宋代的技术（比如轮滑功能的圆环），不过宋代的制造工艺肯定能完成。而且沈飞现在需要的实战，不是完全复制出古物，这种加了圆环和固定点的神臂弩射击初速大概100米每秒的速度，能精确射击100到150米的目标，对200到300米左右的目标造成威胁，最大射程达到400米到600米。这个性能已经与现代制造的滑轮弩不相上下了。沈飞在上个世界美国买的两把PSE公司的TAC-15狙击弩了，TAC-15狙击弩的初速也不过每舟120米，射程也不过400米以上。宋代弓弩手还配单刀，紧急时只要一刀把弩弦砍断就能保持结构机密，即便被敌军捡走也无法仿制。</p>
宋金元时期包括前代还有一种常用武器，到明代时就逐渐被淘汰了，就是投石机，这时却不妨也照样装备使用并且作一些改进。当时攻防双方使用的是人力投石机，使用的石弹也最多几十斤重，甚至是只追求数量不追求重量，比如西夏的泼喜军曾经大量装备的旋风炮，可以装备在骆驼上机动，比宋军的投石机更加灵活，发射的就是只有拳头大小的石块，四五斤重的能射五十步，两斤重的能射八十步，根据不同的战场需要调整弹种。泼喜军有300人，装备50到70门旋风炮，一次性齐射200到300枚石弹，虽然不重，这种打击密度下杀伤力也巨大。沈飞也打算用这类轻便的投石机发挥铁壳火球之类，比当作手榴弹单兵投掷更远，密度也更大，爆炸性武器威力也不是石头能比的。</p>
大型投石机，历史上攻下樊城，逼降襄阳的“回回炮”，《襄阳守城录》记载石弹150斤，射程250步，按一般一步1.5米计算也不过375米，现代估计回回炮射程391米，总之也不到400米。而明代佛朗机炮的有效射程就达到一里，最大射程有两三里。如果蒙古军真提前进口“回回炮”，城墙上放上几门神飞炮（佛朗机）就可以教他们做人，甚至就是骑兵装备的小一号的虎蹲炮都够得着，不过这两种炮都是杀伤人员的，威力能不能摧毁“回回炮”就不知道了。</p>
那也可以用“回回炮”原理和现代技术对宋代的投石机做一些改进，“回回炮”是配重式投石机，用同等重量的物体代替多人合力的绞盘，按制作投石机的大小不同配重可以达到几吨甚至十几吨。沈飞见过复原的“回回炮”高三米，长七米，配重通常是石弹的十倍，150斤的石弹配重就是1.5吨。</p>
现代国外有爱好号把结构改成了浮臂式投石机，臂上的轴可沿水平滑行轨道自由移动，用料一样，体积可以更小，威力更大，也可以加上滑轮组省力减少操作人数和组装时间。同样是3米高的投石机，实验配重500磅（约226千克），射程能到500英尺（约152米），如果也是配重1.5吨，能把“回回炮”打出屎来。</p>
这些都是武器改进的思路，不过经过再三考虑，沈飞还是决定只组建一支300人的南宋版“泼喜军”，灵活机动的铁壳火球投石机。反曲弩版改造版滑轮组三弓床弩威力过于恐怖，可能会被别人用来暗算自己人，就不制造了。浮臂式配重投石机则是只让书院弟子在岘山山谷中秘密制造了一架试射了一下，射程和威力已经超过了“回回炮”，以后如果有需要可以再造。只有圆环改进版的神臂弩制造了一批配发给葵花卫和弓箭手使用。</p></div>