试验场在归豹拥有的一片田地旁，是一片小盆地，一条小河从中间自西向东淌过。。。因为是冬天，河水不深。一到春夏，这里经常水位大涨，因此开垦出的农田不多，大多还是草地。说是盆地，其实周围的地势只高出几米。养敖选中这里，也是因为在这些高地上布置一些甲士后，就可以防止人偷窥。盆地中心顺小河方向长约近千米，南北宽约500多米，足够他们试验砲弩。

车队停在盆地东侧后，奴隶们安顿归豹、姬妃等人的坐席。养锜把甲士分派到周围的高地上。他们既负责警戒，还将负责察看、指示箭的落点。养敖带人去地上插旗帜，标示不同的距离。姜海涛则带着工匠们准备砲弩。他已经让工匠们造了一个铅锤，还用竹管造了一个水槽，用它们检查砲弩车的水平。砲弩试验成功后，他还得设计一种简便的水平仪、方位仪，以便在战斗中能快速调整砲弩。

现在弩车的水平调整，是通过在车轮、车把支架下塞木楔来完成。差距大时，他们就垫入一块木片，然后再插入木楔。根据过去的经验，他们还把木楔的尾部造成后倾的，配备了一把长杆硬木凿。调整时，把凿贴到木楔尾后，抵在下面的木板、地面上，然后握紧凿杆向前搬动，就能缓缓地把木楔挤进去，比较精确地调整车轮、支架的高度。

家里的洗衣机、电冰箱，都是靠脚上螺丝调节高度，既方便又准确。可是现在对于螺杆、螺丝，姜海涛暂时没敢报什么期望。首先是用什么材料造。木螺杆？摩擦太大，而且木螺纹承重能力肯定不高，容易损坏。木材还容易变形，螺纹稍微变点恐怕就卡住。青铜螺杆？现在造弩机、箭头都不够，太奢侈了。而且这还面临加工制造问题，必须在模子上刻出精确的螺纹。所以那玩意的制造难度肯定很大，绝对属于“精密机械”。而且现在用这种木楔方法，效果已经不错了。

弩车调整完毕后，工匠们转动方向机，把弩臂对准了前方的一串白旗。它们从百步插到七百步，一共七面。朝左右各十几度的方向，也分别有两串白旗。被叫做“高低机”的那一对木棍，和弩臂的长度差不多，为45寸。它们现在被卡在叫做“方向机”的一对木齿条上，距离弩臂座61寸。这基本是个等腰直角三角形，弩臂仰角为半个直角，也就是1宣，48度。木齿条一共长一丈二，这是为了能试验从几乎平射到近乎垂直的所有角度。..根据在工场里的试验情况，高低机的脚部增加了一根横木，放到木齿上后会压上一个重物。因为在低射角情况下，拉弦时弩臂有可能上仰，压一个重物就可以防止上仰。姜海涛准备今后把弩臂俯仰的轴往移一点，到滑轮的前上面。这样在拉绳时，就不会产生一个上仰力矩，甚至产生下俯的力矩，让弩臂更加稳定。

砲弩准备好后，工匠们搬来两百多支箭。它们的箭杆被染成了红色。为了防止砲弩损坏，工匠们还准备了一些备件，包括弩弓、拉弦器、滑轮等，以及维修工具。工场试验时，高低机的一根木棍就曾出现裂纹。姜海涛可不想因为一点小故障，让归豹他们白出一趟城。

在砲弩附近，归豹等人发现了一个新奇的东西。一个木架，下面用细丝绳吊着一个铜球。他们忍不住问姜海涛，这是干什么的。

“单摆计时器。”

“什么？”“它可以告诉我们过了多少时间，很精确的。”姜海涛开始向大家讲解单摆的特性，就是那个什么“周期和摆长有关，和下面的重量无关”。归豹等人开始不相信，因为他们都认为下面挂的东西越重，应该摆得越快。姜海涛对此也有准备，拿出另外一个小点的铜摆锤，挂上去一比，这下他们总算开眼了。薳书是连声称奇，归苓是连呼好玩。

前几天在工场试验时，姜海涛意识到自己要比较准地测量射速，就需要一种精确的时钟。单摆原理，那可是伟大的伽利略的成名作，机械钟表的鼻祖！姜海涛很奇怪自己怎么到现在才想起这玩意。

不过造一个完整的机械钟，工作量可不小。而且那么精密的玩意，肯定需要不少时间，一时半会来不及了。好在测量弩、弓的射速，只需要计量几分钟的时间，于是姜海涛决定先造一个简单的单摆，靠人工数数来当作时间。单摆的周期公式，他根本不知道，但他知道摆长一定时，只要摆动角度不大，摆动周期就是固定，这就够了。［注023001］

于是在工场里，姜海涛试验了几种尺寸的摆长。一两尺长的时候，摆动挺快，啪嗒啪嗒的大概一秒多就摆个来回。但他感觉这有三个缺点。一是这么短的摆绳，长短误差对摆动周期的影响可能比较大，不如长摆绳。第二，既然摆动角度不能太大，那短摆绳时，摆锤的动能、势能都不大，持续时间不长。第三，就是这么小的计时单位对他来说没必要，反倒容易数错。

最后姜海涛把摆长定到了6尺。下面的重物，他在不损坏丝绳的情况下也尽量加大，最后专门铸了个10斤铜球。因为摆长应该是固定点到摆锤重心的距离，他还特意测量和规定了铜球的尺寸。

随后的单摆试验中，姜海涛把两种摆长的单摆放在一起，调整它们各自的长度，让短的比长的快一倍。通过几组不同摆长的仔细比较，他发现摆长增加三倍，周期就增加一倍，也就是说摆动周期和摆长的开方成正比。

单摆计时器让归豹他们大开眼界，姜海涛趁势提出自己可以尝试用这办法，造一种能够长时间计时的精确工具——时钟。

归豹高兴得马上就准备同意，可没想到薳书提出了反对意见。姜海涛当时就想到，薳书大概是心疼那10斤青铜，于是提出下面的重物可以用石头代替。不过薳书随后问他，是不是不需要用铜。这姜海涛可就不敢保证了，因为除了摆锤，肯定还需要一些齿轮，否则怎么把摆动转变成指针的旋转？看他不说话，薳书老头又呱噪了几句。

虽然姜海涛不太想听，但发现这老家伙对青铜的用处非常在意。悄悄问了养敖他才意识到，青铜材料在现今这个春秋时期，不仅是一种实用的金属，也是一种非常贵重的金属，要尽量用到“严肃”的场合。比如在祭祀用的各种礼器、乐器，还有贵族们的饮食器具上，才会使用大量青铜。剑、戈等兵器，因为战争的重要才使用青铜。过去很多箭头都还用石制的，只不过因为近几十年皮甲越来越多，石制箭头已经很难杀伤敌人，才基本换成青铜。否则以箭的消耗性，很难让人愿意用青铜作箭头。

姜海涛顺口又问了一下，才知道现在的农具绝大多数都是石头作的，只有几大贵族家有点青铜农具。看来有必要了解一下胡国的金属矿产，否则一直这样缺铜没铁的，自己怎么研制新工具、新兵器？

针对薳书的意见，姜海涛也很快想出了对策，那就是这时钟能够精确计时，在祭祀等礼仪活动中有非常重要的作用。这一下子提醒了归豹、薳书等人，他们立刻认同了时钟的价值。不过现在，他们还是得先进性砲弩的试射。

砲弩一切准备妥当，姜海涛征得归豹同意后，让豫指挥大家先射一箭，检验一下砲弩是否正常，还有风向。

弩车上，担任弩长的豫蹲在弩臂右边，首先用右手抓住弩臂尾部的爪式拉弦器，把它拖到弩臂前部，抓住弓弦。然后他左手斜举，示意大家准备。井站在弩臂的左边，怀里抱着十几支箭。

随着豫慢慢放下左手，后面的七名工匠开始向后拉绳索，但速度不快。绳索穿过两个滑轮之间，绕向那个爪式拉弦器。弓弦被它牢牢地抓在中间。井也迅速行动，把一支箭放到箭槽里。箭槽被仔细打磨过，因此箭自己往下滑，坐到拉弦器的前端。豫的左手这时加快了下挥的速度和频率，工匠们也开始快速拉绳。七个人用双手、双腿，拉四张标准弓，自然不费什么力气，一秒多就拉到位了。爪式拉弦器的后端插入两个木滑轮之间，开始受到挤压。

只听“嘭”的一声，弓弦被松开，弹了回去，一丝红影飞向天际。所有人都抬头仰望，但大多看不到箭的影子。只有眼力好的养敖等人惊叹了一声：“啊！真远！”最后养敖告诉大家：虽然他也看不到那支箭最终到底落在何处，但至少在400步开外；今日有点微微的北风，因此箭向右偏了点。在他的建议下，砲弩向左转了几度。至于那支箭的威力，养敖不说大家也知道。同样的箭，从高出一倍多的天上落下，穿透力只高一倍那恐怕是低的。

随后姜海涛命令豫开始连续射击。只见他的右手不停地去弩臂上挪动拉弦器，然后斜举左手，示意后面的人拉绳。井则不断地放下一支支箭，偶尔还用右手拨一拨，帮助箭下滑。后面七个工匠则看着豫的手势，一起前后前后地拉动绳索。嘭嘭嘭的弓弦响动，让姜海涛仿佛听到了迫击炮在轰鸣。归豹等人也瞪大眼睛，因为他们已经明显地感觉到，这砲弩的射速可不比一个熟练的弓手慢。

很快，井怀里的30支箭就射完了。不过姜海涛没准备这样结束，车下一人赶紧又递上去30支。这下归豹他们发出了“咦”的一声，开始交头接耳。不用问姜海涛也知道，他们正在赞叹这砲弩的持久力。要是换成普通弓手，一壶30箭射完后，胳膊早就酸了，根本不可能还保持最初的射速。可现在这辆砲弩的射速丝毫没有降低。

直到100支箭全部射完，豫才指挥大家停下。负责计时的轸老头立刻过来告诉大家，他们五个人同时观察那个单摆，数它来回摆动了几次，结果大多数人的结果是177，只有一人178。为了定量了解砲弩的性能，姜海涛还安排了对比试验。

接下来，一名甲士用踏张弩对尽量远的目标射了30箭，单摆来回了199下。踏张弩的射程也达到了200多步，让归豹很高兴，但养敖说箭的落点看起来比较分散，恐怕实战作用不大。姜海涛对此倒是早有心理准备，因为单靠人眼、胳膊，40°和45°谁分得清？

最后是一名弓手用最大射程曲射。这本来就是射的训练内容之一。不过箭的初速低，远不到哪去，大家都能看到它们落到了第一面白旗的前面点。弓手射完30箭，速度要明显比踏张弩快多了，只用了67下。

养敖正准备带大家过去看看箭的落点，姜海涛又拦住了他，提出要测一测甲士的百步冲锋时间。归豹等人一开始没太明白为什么，养敖倒是眼睛一亮，问姜海涛是不是想算算敌人冲过来之前，弓弩可以射几次。对于射程只有百步的弓，还有射速很慢的踏张弩来说，这个数据意义不大。可是现在这砲弩既远又快，就不一样了。

结果是单摆计时器摆动11、12下后，大多数甲士全力跑完了这一百步。简单的计算后就可以知道，普通弓手在这段时间里只能对冲锋的敌人射上5箭，最多6箭。踏张弩，就算能从200步外开射，也只有4箭。而砲弩能在400多步远开始，至少可以射26箭！

这个结果开头把大家吓了一跳，但是养敖随即指出一辆砲弩要九个人操作，大家才稍微平静点，因为这相当于每一个人平均射了2、3箭，只有弓手的一半。可是大家另一方面也想到，这九人几乎都不需要什么训练，只要按照指挥调整好方向机、高低机。在胡这种缺乏甲士的小诸侯国，这一点可具备很大的吸引力。连姬妃听到结果后都感叹道，今后再也不必为缺少弓箭手而担心，至少守城时不会缺少兵源了。

随后大家去仔细察看箭的落点，结果又对砲弩的威力打了一些折扣。

养敖让甲士们站成几排向前搜索前进，寻找扎在荒草里的红色箭杆，然后在旁边插上一根竹竿。大家很快就来到了100多步远的地方。

弓手那30箭基本集中在十几步的范围内，它们的中点距离射击位置120步。姜海涛根据自己对“散布半径”r80的规定，用绳索大致测出一个圆，把24支箭包括进去，结果半径为9步。作为一个训练有素的甲士，这个成绩一般般。养敖告诉姜海涛，这基本是战场上一个卒，也就是100人站的面积。也就是说，普通甲士用弓箭射120步内一个卒的敌人，基本上都能落到敌人头上。

踏张弩的箭明显地很散，前后远的居然相差70步。姜海涛仔细观察落点后，确定踏张弩的最大射程为246步左右，散布半径达到了30步。也就是说，24支箭覆盖了大约60步见方的区域。不用养敖说，姜海涛自己就能算出这一片地面足够站1000多敌人。他如果用踏张弩射1000人以下的队伍，浪费，因为有些箭会落到敌人的队伍外面。

薳书、姬妃等人不愿意跑远，结果只有归豹、养锜等人，还有调皮的归苓跟着甲士们来到了第四组白旗外。砲弩的100支箭果然厉害，深深地扎进了土里，甲士们反复进行了几次地毯式搜索，总算找到了91支。绝大多数箭头、箭杆都有损坏，无法再用。

中心点距离砲弩大概420步，这个射程确实可观。但它们的散布半径让姜海涛有点失望。91支箭中，远的居然有50多步，r80的散布半径达到40步。这可比踏张弩的散布面积大了一半多，相当于1700多敌人站的地方了。

养敖他们对此还没什么感觉，姜海涛却觉得问题不小。因为这意味着他那所谓“远程打击”的设想很可能泡汤。

［注023001］：单摆的周期公式很复杂，一般最多只用二级近似式；t=2π[1+[1/4][ina]2]√[l/g]。其中“a”表示摆角，“√”表示开方，“l”是摆长，“g”是重力加速度。

在高中阶段研究的一般都是a在5°之内的情况，此时一般认为ina很小，可以忽略不计，于是得到高中的单摆周期公式；t=2π√[l/g]。这时周期就与摆角无关。姜海涛作为初中生，并不知道这个公式。

也就是说，单摆周期等于，摆长除以重力加速度，开方后乘2乘圆周率。