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銃尺的刻劃與彈藥的裝填為使每門火砲得以發揮最大威力，砲手還必須講求所裝填砲彈的大小和火藥的用量。雖然明清之際所使用的砲彈形制甚多，但其中仍以可做為攻城利器的實心圓彈最常用。由於當時的鑄造技術尚欠精良，為減少不合式或生鏽之砲彈於爆炸後卡在管內的危險，通常均取遊隙（Windage，指砲管內徑與彈徑的差值）為內徑的1/21，亦即設定內徑為彈徑的1.05倍，此值導致砲彈的威力被大幅削弱，據估計每次發射所裝填的火藥即有1/4至1/2因而浪費掉。在《火攻挈要》中，亦嘗述及遊隙的原理和其理想值，文曰：合口之彈，不可太小，小則銃塘縫寬，火氣傍洩，發彈無力，且不得準。亦不可太大，大則阻攔塘內，倘偶發不出，則銃必炸裂。其法必欲大小得宜，湊合口徑，微小二十一分之一，更欲光溜極圓，毫無偏長、歪斜等弊，則擊放之際，火力緊推彈身，必更遠到而中的矣！其中所提出彈徑與管徑的最佳比例，即與歐洲所用之值完全一致。當砲彈的重量確定後，砲術家們認為所需裝填的火藥，亦應有一理想值。塔爾塔利亞指出最恰當的狀況在使火藥於完全燃燒的瞬間，剛好將砲彈推至管口，如此可使砲彈獲得最大的推力。如用藥過多，不僅浪費且還有膛炸之虞；用藥過少，則砲彈在受到最大的推力後，仍處於管內，其運動將會受到管壁的阻礙而威力衰減。在十六、七世紀，歐洲各國所用的火砲形制頗為混亂，共有大鴆銃(Cannon)、半鴆銃(Demi-cannon)、大蛇銃(Culverin)、半蛇銃(Demi-culverin)等十餘砲種，每一砲種乃以其倍徑相同做為主要特徵。這些砲種有的尺寸相當多樣化，如西班牙軍隊所用的大鴆銃，即有使用30,35,40,45或50磅鐵彈者，而不同國家對砲種的定義亦略有出入，即使是同一國家也不曾完全標準化。當時的鑄砲者根據實際的測試結果，發現每門砲所需裝填的藥彈重量比，常隨其砲種的不同而變化甚大。1600年左右，西班牙砲兵即定義大蛇銃和半蛇銃的藥彈重量比為1:1，半鴆銃為3:5，大鴆銃為1:2。此一「藥彈相稱」的發砲要領，當時在中國並不為人所普遍熟知，如崇禎三年思宗曾因當時砲手有使用空砲（指象徵性地填裝火藥）者而加以嚴懲，故此後砲手「每砲用藥必滿」，大大增加了膛炸的可能。此外，徐光啟於奉旨鑄砲時，思宗也曾因花費甚鉅，而下旨要徐氏試驗在砲中裝填更多的彈藥，希望能藉以增強威力，徐光啟即曾因此上疏向皇帝解釋藥彈不能隨意加添的道理。崇禎四、五年間，發生吳橋之變，萊州的明朝守軍在使用西洋火器抵禦孔有德的叛軍時，也嘗因不諳正確比例而裝藥過多，結果不僅膛炸並有多名砲手傷亡。由於砲彈的材質（以鉛、鐵、石為主）常受制於環境而無法劃一，司銃者為求能以最經濟的火藥量將砲彈擊出，並盡可能減少發射時的後座力，故對較輕的砲彈，往往裝填以較少的火藥，以使砲彈離開砲管的初速維持定值，如此，各砲在新鑄之初所做的射程測定表，即無需因所用砲彈的不同而做任何調整。為幫助司銃者判斷不同材質的圓彈所應填裝的火藥量，十六世紀歐洲的火砲製造者，即在銃規上刻有相應的比例尺，讓砲手無需複雜的計算，就可簡便地估計裝藥量。《火攻挈要》一書中曾敘及此種銃尺曰：其權彈用藥之法，則以銃規柄畫鉛、鐵、石三樣不等分度數，以量口銃若干大，則知彈有若干重，應用火藥若干分兩。但鐵輕於鉛，石又輕於鐵，三者雖殊，柄上俱有定法。無論各樣大銃，一經此器量算，雖忙迫之際，不惟不致誤事，且百發百中，實由此器之妙也。知在每門大銃所附的銃規長柄上，大多刻劃有銃尺。中國軍隊使用過的銃規和銃尺，現似已無實物留存，而歐洲現存的此類火砲用附件亦不多。筆者近在義大利佛羅倫斯科學史博物館的藏品目錄中，見到一個數學工具箱，其內即有一具1688年義大利製的銃規（圖四），長柄約合31.5cm，此與《火攻挈要》中所稱銃規「股長一尺（約31cm)」的記載相近，柄上可見一條標明為Ferro（鐵）的非線性間距尺，從0至120間，每隔5個單位有一刻劃，其中在0-25之間，更每隔1個單位即有一細刻劃。至於在長柄的另一面，也有註明為Pietra（石）和Piombo（鉛）的兩條非線性尺，刻劃分別在0-36及0-100間。據筆者的推判，操作時砲手先須依砲彈所使用的材質（鐵、鉛或石）擇取一條相應的非線性尺，次將該尺的零點對準砲管的內壁，再沿著砲口某一直徑方向讀出內壁另一端所交銃尺的刻劃，該值即為所應裝填的火藥重量。由於石彈的殺傷力較小，且需人工切磨，相當耗時，而鉛彈的造價又較高，故當時西方已多使用可大量模鑄的鐵彈，此或為鐵彈用尺單獨出現在柄上一面的主因。依照基本物理學和化學的常識，在砲彈初速保持不變的情形下，所需的火藥量應大致與砲彈的重量成正比，亦即約與砲管口徑的三次方和砲彈的密度成正比，故各銃尺在某一點上所刻劃的火藥重量值，應與其零點至該點距離的三次方成正比，而三條銃尺上刻劃相同藥重之點至零點的距離，則應與砲彈密度的三分之一次方成反比。經查佛羅倫斯科學史博物館所藏銃規上的非線性尺，其刻劃的規則即與前述的理論推判完全相合。雖然火藥的配製當時還無法完全標準化，但銃尺的發明可使砲手迅速地掌握恰當的藥量，實為火砲發射技術上的重大突破。或因此一緣故，銃尺的形制和其操作方式在中國往往所繪之圖也不詳實。如在《火攻挈要》中，僅於書首繪有一銃尺的略圖（見圖六左圖），其上列有標明為石、鐵和鉛（「鉛」字脫漏）三種不同的比例尺，惟各刻劃的間距相當粗略，各數值對應之點亦不明確。除了《火攻挈要》之外，據筆者所知，在明清之際的中文文獻中，另一幅碩果僅存的銃尺圖，乃見於穆尼閣(JohannesNikolausSmogulecki,1610-1656)所撰的《西洋火器法》一書（見圖六右圖），但該書對尺上的刻劃或使用的方式亦不曾做任何說明。《西洋火器法》的成書時間不詳，然因穆尼閣在順治二年(1645)始抵達澳門，並於十三年病逝，故必撰於1645-1656年間。穆尼閣在華期間嘗於南京為薛鳳祚(1600-1680)、方中通、湯濩等人講授西學，其與薛氏的交往尤多。薛鳳祚，字儀甫，山東益都人，融貫中、西之學，曾編選《曆學會通》近六十卷，書中即收錄有《西洋火器法》一卷，惟易名為「中外火法」，卷首題：「南海穆尼閣撰，青州薛鳳祚述」。薛氏對軍事之學也頗有造詣，除嘗親自訓練鄉兵、修築堡壘外，其所師事的鹿善繼，更是名將孫承宗經理遼東時的主要幕僚，且為徐光啟的得意門生。雖然《西洋火器法》中的銃尺刻劃要較《火攻挈要》清晰許多，但仍有失精確，如在該圖的比例尺上，兩差距為5的數值間，原應有五格較細的刻劃，但圖中卻誤分成六格，又，鐵彈用尺上的「十五」被刻成「五」，且同書所繪的銃規圖，本應將一象限分成十二等份，也被誤繪成十三等份。此外，書中所列各不同仰角的射程表（以平射時之射程為基數），亦有多處數值有誤。這些訛誤出現的原因，或有可能是有意為之，以避免洩漏此一秘學。經查佛羅倫斯科學史博物館所藏之銃規上刻有洍acobusLusvergRoma1688*字樣，知其所標示的重量單位很可能是羅馬當時行用的libra(=327g)。在細推其上的刻劃後，我們可發現此尺應是設計用於藥彈重量比為1:1的火砲（如大蛇銃和半蛇銃）。十七世紀初，歐洲各國所定義大蛇銃和半蛇銃的倍徑均約在26-30之間，其中大蛇銃的內徑通常為12.5-14cm，裝填15-22lb重的鐵彈，而半蛇銃的內徑則為10-11.5cm，使用8-12lb之彈。今在北京故宮午門和端門之間的廣場上，堆置了十多門鐵砲，其中大部分的形制顯然均屬大蛇銃或半蛇銃，亦即當時這些火砲的操作可能均使用了刻劃與圖四相同的銃尺。據筆者實地查訪並參考文獻中的記載，知明末清初所仿造或進口的紅夷大砲，其內徑均未有超過14cm者。由於大鴆銃（倍徑約為17.5-19.5）所使用的鐵彈多在30-60lb間，相當於內徑15-20cm，因知當時在中國的戰場上或尚不曾出現屬於大鴆銃的巨砲。至於其它砲種的尺度，中國的鑄造者則往往自訂規格，如在成東和鍾少異《中國古代兵器圖錄》中所收錄的許多明末清初火砲，其倍徑或藥彈重量比，即往往不易歸入當時歐洲的某一砲種。在理想狀況下，每一批砲鑄成後，鑄造者均需加以測試，並將校準好的專用銃尺隨砲發送軍隊使用。至於銃尺上的刻劃，則依各砲種不同的藥彈重量比，而以等比例增長或縮短。然而，在中國實際的情形恐非如此，此因銃尺的原理當時仍屬於掌握在天主教人士手中的秘學，故一般鑄砲者或砲手很可能均不太熟悉此一較科學的工具，臨戰忙亂之際，或只有自求多福了。當時歐洲的砲手在估得應用的藥量後，通常使用裝藥鍬來裝填火藥，此鍬前端乃為一以長方銅片捲成的半圓筒形容器，其直徑約與砲管的內徑等同，容器上並有刻劃以顯示填裝量。後為增加裝藥的速率，也漸發展出預先縫入特定藥量的藥包，據孫元化的《西法神機》中所稱，其製法和用法如下：預以圓木範銃空徑大小，用布與紙照樣粘縫裝藥，仍封號明白，使用點放之時，先以鐵釘入火門，破其包裹，乃用引藥。亦即在塞入以薄布或厚紙縫成的圓柱形藥包後，再從點火的火門處以鐵釘刺破，即可使用。雖然在《西法神機》中，已介紹了藥包的製作和使用，但一般明軍對此一裝藥的方法似仍十分陌生，如在吳橋之變中，抵禦叛軍的萊州守軍，初對火砲的裝藥量和填裝法就均無概念，此一情形直到神武左營參將彭有謨於崇禎五年二月率師入援後，始有改善，彭氏原領川兵防守旅順，頗具戰鬥經驗，入城後，隨即定各砲填藥的多寡，並命以紙將每斤火藥裹作一包，如此在急忙中便不致差錯，又命在裝入砲彈後，以廢紙或舊絮塞緊砲管，使砲口即使向下也無墜脫之虞。紅夷大砲在裝填火藥時，其實還頗有講究，如在用撞藥杖將火藥塞實時，即不可過緊，否則會因缺氧而產生悶燒的現象，這時就得將砲彈取出，再以裝藥鍬將藥粒弄鬆，但在弄鬆之際，往往會因火藥正迅速燃燒，而將藥鍬轟開，危險性相當高。又，在兩次發射間，砲手必須用洗銃帚將殘留砲管的灰燼清理乾淨，因若餘燼尚存，則易在裝填新藥時引發爆炸傷人的慘劇。《西法神機》中對發射的安全性也相當在意，其文有云：放銃訖，火氣未消，用雞毛刷銃腹，引出火氣後，可入藥再放，放畢，亦如之。銃放三次，火氣已盛，銃身大熱，入藥恐惹起火，候其火退冷定，即用水洗銃身，將木棍纏布濕水洗入銃腹，方可進藥。大抵每銃只好連放二次、三次，多則紅熱難近……倘頻放大熱，則以羊皮毛帚浸醋，攪其中、潤其外，醋性行火性斂，不待涼冷，又可點放也。指出火砲不可連續多次發射，否則會導致過熱。由於藥彈的裝放過程相當繁雜，每門大銃往往需配屬二至五名砲手，且因每次發射前均需花費相當時間重新調整砲的位置和仰角，此故在十七世紀中葉，歐洲即使是一流砲手，每小時也只可能發射約十發砲彈，且每發射四十發後，更得暫停一小時，以冷卻砲管。吳橋之變中的萊城守軍，即或因不諳操作技巧，而導致三十餘位大砲中有二十四位因過熱而爆裂。星斗與火砲的瞄準雖然銃規、銃尺和矩度的配合使用，大大提高了火砲在曲射時的準確度，然而距離百發百中的程度，仍有未逮。故明末清初的砲手往往將大砲當作平射武器使用，如此即可在近距離發揮極大威力。惟因受到當時鑄造技術的局限，不僅砲膛不易做到光滑平直，即使砲身的厚薄輕重也很難一致，如此，放砲時就會出現偏差，且由於紅夷大砲的砲身多是由前至後漸粗，亦即砲的中心線與砲身並不平行，故在平射瞄準時也會產生誤差。砲術家於是發明星斗以解決此一問題，此處所謂的星斗，實為兩物，分指在砲口的口箍之上所立的星表（或稱準星、照星）和在砲底外緣所安裝的照門。南懷仁在康熙二十二年撰成的《窮理學》中，曾論及應如何改正砲的偏向，他建議在砲上安放用蠟製成的星斗，先令經過星斗之視線與砲膛的中心線儘可能平行，次從星斗瞄準標低。康熙二十年正月，南懷仁(FerdinandVerbiest,1623-1688)將奉旨鑄成的兩門神威戰砲泰、蘇達同南懷仁將新式二砲帶往御前山，正對星斗試放」。八月，南懷仁據前述樣砲鑄成銅砲三百二十位，經欽定命名為「神威將軍」。南懷仁隨即以三個月的時間督率兩百四十名八旗砲手學習正對星斗之法，務求各兵均能連中一百步弓（約合200m）遠的鵠心至少三、四次。康熙皇帝對南懷仁的表現異常滿意，盛譽在歷來所鑄之砲中，「從未有如此準者」，南懷仁則將功勞轉歸於皇帝，回奏曰：「此準砲之