十八般兵器，十八般科学

十八般兵器是武侠小说中经常被提到的名字，刀枪剑戟，斧钺钩叉……这些武器虽然形状、材质不同，但是都属于冷兵器。

冷兵器这个概念，是相对于热兵器而言的。冷兵器不使用火药、炸药和其他燃烧物，而热兵器以火药、炸药等产生杀伤力。与热兵器相比，人类制造和利用冷兵器的历史更长。在发明和利用冷兵器时，古人或有意或无意地运用了仿生学、化学、物理学等科学知识。

冷兵器是改造自然能力的体现

冷兵器的发明源于人们对周围事物的观察，是人们适应自然、改造自然的能力体现。蚌壳的边角启迪人们发明了刀，尖锐的鱼刺启迪人们发明了矛，弯曲的、具有回弹力的树枝启迪人们发明了弓，刺猬启迪人们发明了狼牙棒，坚韧的犀牛皮启迪人们发明了铠甲。

兵器的性能与其制作材料息息相关。在原始社会，人们制作兵器的材料是石、木、竹、骨等，是对自然之物的简单加工，技术成分较低。夏商周时期，我国的青铜制造技术日渐成熟，人们将红铜与锡、锌、铅等金属按照一定的比例融合制成青铜器。除了被用于制造礼器，青铜器也被广泛用于制造武器。春秋末期，我国进入铁器时代，铁制武器、铁制农具大量出现。相对于青铜，铁重量轻，韧度强，易锻造，矿产多，造价低，所以很快取代青铜，成为制造冷兵器的主要材料。

从物理学的角度来说，刀、枪、剑、戟之所以能伤人，是因为在击中敌人时，它们所产生的压强较大。“宝剑锋从磨砺出”，之所以要将剑刃磨得锋利，就是为了让受力面积尽可能小，从而使压强尽可能大。周武王伐纣时所使用的武器是青铜钺，其外形类似大号的斧子。相对于矛、戈等兵器，钺更重，在运用时，动能更大，杀伤力也更大。

弓、弩之所以有杀伤力，是因为它们赋予箭足够的加速度。作为最古老的弹射武器，弓由具有弹性的弓臂和柔韧的弓弦组成，在拉弦的过程中，弓臂弯曲不断积蓄能力，在松弦的一瞬间，弓臂回弹，迅速释放的能量使箭获得加速度飞向目标。正所谓：“弓開如秋月行天，箭去似流星落地。”弩的原理和弓相似，但它还装有能提供更大机械力的弩机及用于瞄准的准星，所以它的杀伤力更大，命中率更高。

惯性也在冷兵器中得到广泛的应用，流星锤、绳镖、软鞭、三节棍就是其中的杰出代表。以三节棍为例，作为软兵器的一种，它由三节长度相等的短棍以铁环相连而成，在施展劈、抡、摔、扫等技法时，士兵就是利用惯性打击敌人。

抛石机是冷兵器的集大成者

作为冷兵器时代的集大成者，抛石机利用了加速度、杠杆原理、惯性等物理因素。抛石机机架上的两根柱子间有横轴，有杠杆和横轴垂直，并且可以绕横轴自由转动。杠杆短臂末端固定有重物，长臂末端有袋子，用于装石头。在使用时，士兵用绞车把长臂向后拉至水平状态，然后突然放开，短臂在重力的作用下迅速移动。伴随着巨大的响声，石头从袋子中飞出射向目标，因此古人又称之为“霹雳车”。

十八般兵器中包含着诸多的科学因素。兵器既可以造成伤亡，又可以保卫和平。成语“止戈为武”很好地表达了中华民族爱好和平的情感。《孔子家语》中说：“铸剑习以为农器，放牛马于原薮，室家无离旷之思，千岁无战斗之患。”期待有一天，人类能铸剑为犁，用聪明才智建设美好生活。

（摘自《知识窗》 赵君鹏/文）