在漫長的古代世界，城墻無疑是最具效率的防禦手段。 許多將領可以在山間曠野稱雄，卻無法讓自己的士兵輕易登上城頭。以至於先秦時代的兵聖孫子就無奈寫道：攻城之法，為不得已。
既然攻堅的過程如此痛苦，各色針對性武器便孕育而生。 譬如分別位於歐亞大陸兩側的漢朝和羅馬，就分別擁有一整套完整器械，其中又以類似於後世大炮的遠射裝置最具威力。前者主要使用大黃弩、連車弩和人力杠桿投石機，後者則仰仗扭力弩炮、機動弩炮與扭力投石機。
自動化與人力密集
漢朝弩炮的最可靠記載 來自【居延漢簡】
根據【史記-李將軍列傳】描述： 漢朝的大黃弩是典型角弩，不僅體積較為碩大，還需要很大的拉力才能使用。在居延漢簡中，亦有 「大黃力十石弩」 的明確記錄。如果考慮到漢朝時期的一石約為30公斤，那麽這種遠射武器所需的最低拉力標準就有300公斤。顯然，凡人之軀根本不可能有如此體魄，必然是靠多人協同操作。
此外，【後漢書-陳球傳】裏則描述大黃弩為： 弦大木為弓,羽矛為矢,引機發之。可見其結構仍為常規弓臂，在技術方面並無多少高深之處。簡而言之就是某種個人弩的誇張放大版，主要由弓臂、弩床、弩機和用以張弦的機具構成，使用者只要數量足夠就能輕松駕馭。而且這類 「放大弩」 被後世長期傳承，乃至宋朝編著【武經總要】的階段都不曾出現過根本性變化。
漢朝弩炮 就是個人弩的放大版本
那麽，這種大黃弩的具體效能如何？ 根據未央宮刻字骨簽所載，最好表現為「射四百二步」。漢朝的一步相當於1.38米，那麽400步就約等於560米。但因出土簽牌早已散亂，無法得知這是多少石弩的表現。當然，肯定會有人要拿【後漢書-陳球傳】中「遠射千余步，多所殺傷」的記載反駁。 不過，這種文人嘴炮的真實性，怎麽能和居延漢簡相比？！
到了宋朝，官方欽定的軍事手冊【武經總要】，需要70人操作的八牛床弩射程只才300步，也就是即420米。 足見千步之說實為文人臆想。
羅馬弩炮在機械構造方面有明顯優勢
與之相對，羅馬人慣用的扭力弩炮則復雜許多。 這是一種源於希臘的古老機械，既可以發射弩矢也能擊出石彈。根據馬塞裏努斯的【歷史】記載，以及現代考古學成果，其用於儲存能量的「弓臂」主要由機軸和兩股扭繩組成。扭繩中間插著木桿，木桿末端連結著弦，再連線石彈或弩矢。這些部件裝配在木質或金屬框架上，框架中心則有弩臂伸出。弩臂上有還放置弩矢或石彈的凹槽，尾部有絞盤幫助上弦。
當然，這類扭力弩炮的體積可大可小，大多數情況下僅由2-5人便可操作。根據當代復原實驗，可用13公斤石彈，以43.5度的角度射擊，射程達到400多米。如果只是1人操作的輕弩炮，那麽使用80cm長的弩矢，最遠射程可達370米。某些極其巨大的特殊版本，能夠單次發射26公斤重石彈，但並不需要增加太多人手。 所以，羅馬人的遠射機械具備更高的「自動化」。漢朝的同類武器還處於「人力密集」層次，不利於在情況多變的戰爭中尋求主動性。
所謂連弩 是指在箭矢尾部綁上繩索
此時，必然有不服氣的讀者搬出所謂漢朝連弩。 這種武器能被後世認知，主要依靠江蘇尹灣漢墓出土的【武庫永始四年兵車器集簿】。 但古代的連弩並非是指可以連發，而是指箭矢的尾部綁有繩索，以便使用者在戰後回收。 相關內容被【漢書-藝文誌】收錄進【望遠連弩射法具】，只是因為不太出名才長期遭忽略。不過，其最大優點就是體積輕便，可以放在馬車上機動運用，成為某類移動式火力支援車。
只可惜能機動的弩炮絕非漢軍專屬。 馬塞裏努斯在【歷史】裏記載，羅馬軍隊有一種專門用於機動的小型弩炮。它和常規弩炮在結構上並無本質區別，只是為減少重量而做局部改動。以至於僅靠1-2人就能搬動，且單人就足以在車輛上操作發射。
羅馬的輕型弩炮 無疑比漢朝連弩使用更方便
精細化與人力密集
秦漢時代的拋石機 被定位於守城工具
雖然古代中國的拋石機最早見於【墨子】，卻被定位於防守專用，直到東漢末年的官渡之戰才具備更廣泛運用。 這種投石機主要采用人力杠桿模式，通常由四個基礎部份組成，包括「高聳的砲架、放置在砲架上可以活動的杠桿、拴在杠桿前段的大量拽繩，以及杠桿後端盛放石塊的皮碗。
由於結構非常原始，漢朝的拋石機操作起來較為簡單。只要猛力拉動一端繩索，就能利用杠桿原理將另一端石頭擲出。 另一個好處就是制作簡單、成本又低，在條件允許的情況下能大量復制。但壞處同樣明顯，那就是單人力量過於有限，若要拋射足夠重的彈藥就必須多人協作。由於每個人的力度和步伐都難以絕對統一，直接對效能造成影響。所以到宋朝時，用250人拉拽的投石機射程也才區區50步。可見人力密集模式並非萬能，甚至會在臨界點過後產生限制性反作用。
漢朝拋石機非常依賴人力密集模式
羅馬投石機則完全不同，選擇和弩炮一樣采用扭力。 它裝有更粗的機軸和扭繩，石彈被裝在旋臂末端的袋子裏，再依靠扭力產生的旋臂拋射。所以威力比弩炮更大，對只采用杠桿原理的簡單投石機來說更是如此。這種設計的缺陷依然是較為復雜，需要提前準備好各類精密零部件，還要求使用者裏有懂維修的專業人士。但因為不必像杠桿投石機那樣堆砌人力，所以使用效率高出不少。
此外，這類設計其實非常利於機械適應環境。 因為不需要安排過多人力，羅馬人很早就將弩炮或投石機搬上戰船。尤其是後者，對密集排列的艦隊、沿海堡壘都更有打擊效果。漢朝的弩炮卻需要較大施展空間，又為人力負擔而影響後勤供給，所以長期為水軍所拒絕使用。後來的六朝軍隊雖勉強為之，效果始終是不盡如人意。
只要有需求 羅馬人可以將投石機搬上戰船使用
另一方面，羅馬投石機的裝備率實也明顯好於漢朝。 例如【漢書】中記載，李廣利初次遠征大宛城就攻之不能下。等到第二次出征，才想到使用弩來射擊城市守軍。可見並不是每次部隊都會配置攻城武器，而且根本想不到使用拋石機來增加損毀效果。反觀鎮壓猶太起義的維斯帕先，在圍攻小城尤塔帕塔時，每天都用350門各類弩炮/投石機進行轟擊。等到兒子提圖斯圍攻大城耶路撒冷，各類遠射攻城武器數量更是增至700門。
之所以會出現此類狀況，還是與兩種機械武器的設計理念有很大關系。 羅馬軍隊的弩炮或拋石機都不需要太多人力，完全能依托海運加持擴大使用規模和頻次。漢朝軍隊的弩炮和拋石機都過於依賴人力資源，一旦需要長距離遠征就容易為後勤壓力拖累。
羅馬投石機的使用效率 遠勝漢朝的拋石機
結論
粗看之下 羅馬與漢朝的差異在於環境問題
從表面上看，漢朝與羅馬的遠射類攻城武器的差距，主要是由所處環境所決定。
前者的大部份對手，都是居無定所、來去自如的遊牧部族，很少會構築堅固城墻來拼死抵禦。
後者的大部份對手，無論采取何種生產模式，都離不開大型定居點支持。僅此而言，羅馬軍團的弩炮與拋石機，就應該勝於漢朝的同類裝備。
技術的積累與發展 離不開社會面文化支撐
不過，任何技術層面的差距背後，往往還蘊含著深層次社會性差異。
羅馬素來被抨擊為西方奴隸制時代的頂峰，似乎應有取之不盡用之不竭的廉價勞力。但從實際表現來看，這個文明的社會精英並不滿足於躺在奴隸背上得過且過，更樂於挖掘公民等中間階層潛力。
漢朝在名義上並無多少奴婢人口，但中間段階層匱乏嚴重，從而使壓力幾乎被毫無保留的傾斜到每個自由人頭頂。以至於人力價格太低，不采用勞動密集型模式都有點說不過去。
