16世纪人们是怎么打意大利炮的？ - 知乎

　　昨天回答问题的时候，搜集了不少关于16世纪欧洲人科学打炮的图片和信息，感觉还挺有趣的，就总结归纳下，作为自己的第一篇文章好了。对题目感兴趣的小伙伴，可以猛击下面的链接。牛顿力学诞生以前，人们是如何计算弹道的？

　　这是一个很严肃的问题，在16世纪，对意大利的炮兵来说，也是件很重要的事：命中，可不是全靠信仰。

　　时至今日，想要找到一本16世纪的实用版“火炮使用手册”，不是一件容易的事情。不过从网上了解到的信息来看，在那个年代，由此衍生出的学科书籍，保守地说，已经可以填满一个单身公寓。下面我主要谈一下16世纪，在文艺复兴的意大利，开始发展的“弹道学理论”。

　　说来有趣，我第一次注意到这个还不是很完善的“弹道学理论”，是高中的时候。在赵凯华老师的《新概念物理教程力学》第一章中，出现了一幅“中世纪抛体理论图”，也就是上面的插图。当然据我所查，这幅图是1547年的彩色木刻图，应该已经不算是“黑暗的中世纪”时期了。

　　据记载是意大利的数学家Niccolò Fontana Tartaglia (1499-1557)，同时他也是一位工程师。在其1537出版的，名为《Nova Scientia》(新科学)的书中，他第一次将数学应用到了炮弹路径的研究中。Tartaglia不愧为工程师，他还设计了一款非常好用的量角器，用来准确测量炮口的倾角。1537年的《新科学》一书中，关于调整炮口角度的内容

　　这个量角器，主体由一短一长的两根垂直木棍组成，像极了木匠用的直角夹。在木棍相交的地方，固定着一根绳子，绳子的另一头是配重用的小球。炮兵将量角器长的一端，插入炮口，即可在重力的作用下，测出当前炮口的倾角。

　　另外，在Tartaglia去世后出版的《General Trattato di Numeri et Misure》(论数字和度量)一书中，他详细阐述了，如何将数学应用于炮弹的弹道计算上。尽管其所描述的模型还很粗糙 (见下图)，但他对弹道和抛体理论的开创性研究，也启发了后来的伽利略对自由落体运动的研究。某种意义上来说，Tartaglia算是为重力加速度的测量，奠定基础的人。1560年，Tartaglia去世后出版的书中，对弹道计算的描述。

　　随着火炮在战争中的广泛应用，“弹道学”开始在炮兵中推广起来。简易又好用的量角器，让他们能够相对准确地计算火炮弹丸的射程。

　　下图是1617年的某本书籍中的插画，详细描绘了炮兵用Tartaglia设计的斜角测量器，来将火炮设置为45度角，以最大化炮弹的射程。

　　这幅图的有趣之处在于，1617年距离牛顿出生，还有26年；距离伽利略对重力加速度的精确测量，差不多也过去了26年。所以说，Tartaglia的设计和研究，直到其去世后的半个多世纪，依然非常有效。

　　在有了较为准确的“弹道学理论”辅助射击后，接下来的问题就是，如何确定目标与大炮的间距。这个问题的解决，其实比弹道学还要更早些。比如下面就是在Tartaglia出书之前，一幅利用“三角测量”来确定距离的绘图。1533年，制图师Gemma Frisius绘制的作品

　　除此以外，还有很多关于三角测量在战争中使用的绘图。比如下面就是一幅和围城战有关的绘图，攻方在外围架设了火炮阵地，并通过三角测量来确定距离，以求精确发挥火炮的战斗力。他们的目标，是先将布置了火炮的棱堡突出部摧毁，以求最大限度削弱守方的反击力度。围城战，棱堡瞩目

　　下面这幅图同样是攻城战，只是这次攻击的目标是个依水而建的城堡。湖水挡得住人，却挡不住炮弹

　　另外，在我国，三国时期的魏国数学家刘徽在其为《九章算术》所做的注中，就提到了如何用三角测量。可惜因为年代久远，只留下了文字：

　　下图则是1726年，被后人复原的“窥望海岛之图”：

　　另外，附上2007年的俄罗斯电影，《1612动乱时代》的片段。在这11分钟的视频中，你会依次看到：利用量角器，来调整炮口火炮的装填过程烧红的弹丸，引燃对方火药波兰翼骑兵小型链弹对骑兵的杀伤电影中的17世纪早期炮战https://www.zhihu.com/video/1096326976339648512

　　最后，还希望大家明白，计算弹道，也并非是火炮发明后，才有的需求。你忘了还有一个叫“投石机”的弟兄了吗？一千多年前，是不是同样有一批古人，也研究出了一套计算弹道的理论呢？想来这也是个很有趣的问题。

作者：admin

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