本文选自央视频纪录片《典故里的科学》系列，本文仅用于优秀纪录片推荐，解说词习读，未做任何商业行为，如侵删。
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第一集:草船能借到十万支箭吗？
1.
诸葛亮，三国时期杰出的政治家、军事家，以神机妙算、足智多谋被后人称赞景仰，民间流传着很多关于他以智取胜的传奇故事，这其中《三国演义》里“草船借箭”的故事更是家喻户晓。话说周瑜交给诸葛亮一个不可能完成的任务，“十日造十万支箭”。诸葛亮立下军令状，“只需三日”。
2.
3天倒计时开始，诸葛亮却并不急于准备造箭之物，而是求助鲁肃借船、借人，20艘船，每船30军士，扎草人千余个分布船身两边。第3日，大雾弥漫，天还未亮，诸葛亮率船队驶向曹军水寨，一字排开擂鼓大喊。曹操不敢轻举妄动，调遣10000余人“乱箭射之”。船外曹军箭如雨下，诸葛亮却在船内悠然酌酒。待收船返回时，已轻松得到10万余支箭。
3.
虽然“草船借箭”只是个虚构的故事，但是否因此就没有实施的可能了呢？若万事俱备，现实中“草船借箭”是否能够实现呢？张洋，复古玩具的收藏者，也是一个研究历史细节的发烧友，被有历史年代感的物件和故事深深吸引的同时，他对历史故事里的某些细节充满好奇，那些耳熟能详的故事确实如此吗？
4.
“我对诸葛亮神机妙算的智慧以及超越常人的胆识可以说是佩服得五体投地。但是在崇拜诸葛亮的同时，我对草船借箭的真实性还有很多疑惑的地方。”——张洋（历史研究发烧友，媒体人）经过分析我们发现，主要表现为以下三个疑点:
疑点1，草船借箭之“草”人，有条件准备充足吗？
疑点2，草船借箭之“船”，在当时有符合要求的船吗？
疑点3，草船借箭之“箭”，大雾中箭的命中率是否能达到10万支呢？
5.
带着这三大疑问，我们将穿越时间和空间的距离，辗转北京、内蒙古、湖北三地，遍访专业领域的高人，探寻“草”“船”“箭”的虚实。我们能解开这三大疑点吗？草船借箭的画面一遍一遍地在张洋的脑海中演绎着，他要找到合理的答案。大雾弥漫，利于诸葛亮虚张声势，20只船在对面不相见的江中有序掉头，600名士兵两天之内扎好1000多个草人，牢牢地绑定在船上，千余个草人像磁石一样吸住了曹操的10万支箭。
6.
草人，除了天时之外，借箭成功的必备硬件就在于草人。没有草人就没有箭，从调遣的士兵人数以及稻草人的质量、制作手法、时间上来看，有条件准备好吗？“根据书上记载，我们现在得知了几个已知的条件，首先有10万支箭、20艘船，一共1000个草人。”——张洋（历史研究发烧友，媒体人）1000个草人收集10万支箭，平均每个草人就要足够支撑住100支箭。
7.
“如果每个草人要承受100支箭的话，那么对于草人的质量要求很高。在多长时间之内可以做出这样质量的草人呢？这一点很重要。”——张洋（历史研究发烧友，媒体人）任何问题，只要你想寻找答案，就会有高人帮你离答案更近。带着对“草人之谜”的疑问，我们从北京出发来到内蒙古呼市，找到了两位民间扎草人的高手。
8.
我们可以通过亲自体验扎草人的全过程，以每个草人的平均用时和用料等因素来测算鲁肃做准备的工作量。对于扎草人零经验的张洋来说，他能在民间高手所说的十几分钟内扎好一个草人吗？张洋尝试了很多种扎草人的方法都不合格，最后在民间高手的帮助下才勉强扎了一个结实的草人。从练习情况看，一个人独立完成扎草人难度较大。
9.
我们决定让张洋和两位师傅合作测试，看看半个小时之内3个人能扎多少个草人。经过3人紧张工作，他们共扎了4个草人，每个草人平均用时7分钟。3人协作扎1个草人需要7分钟，那么1000个草人也就是7000分钟，117个小时。如果按45个人计算，每3人一组分15组同时进行，大概只用8个小时，。算上准备工作的时间和后期将草人装船的时间，最多不过一天。
10.
从草料消耗上看，每个草人大约4公斤，1000个草人就得4000公斤草料。对于当时600名士兵的配备，4000公斤的草料是一个什么概念呢？一捆10公斤的草料大约是边长为50厘米的一个立方体，那么4000公斤草料就是400个立方体，整齐排列相当于一间20平米的客厅大小。通过以上验证，不论是从时间还是草料消耗来看，是具备完成扎草人任务的条件的，看来三天可以扎出上千个草人。
11.
那么要把这些草人装到20艘船上，一艘船需要多长多宽呢？承重又是多少呢？从船承重情况看，每只船有30个士兵。假设每个士兵70公斤，就是2100公斤，每只船立草人50余个。根据之前的实验，每个草人均重4公斤，就是200公斤。每只船中箭5000多支，每只箭据记载约0.1公斤，就是500公斤。那么每只船承重至少达2800公斤。除了承重，船体要多长才能在对方盲射的情况下收集到尽可能多的箭呢？
12.
据原文描述推测，鲁肃借给诸葛亮的是20只轻快船。在借完箭后，仅凭风力很快就驭出20余里，追之不及。什么样的快船能够在载重近3000公斤的情况下还能如此快速呢？为了进一步搞清楚三国时期东吴的战船情况、战技性能，张洋查阅大量资料，并远赴武汉去请教一位在船舶设计以及中国造船史领域很有研究的高人。
13.
席龙飞，武汉理工大学教授，中国造船工程学会理事及船史研究会副会长，从事船舶设计、造船史的教学与研究50年之久。他复原的汉、隋、元明清各代舰船模型惟妙惟肖，被称为中国舟船文化活化石。席教授向我们介绍三国时战船主要有几类，一是楼船，相当于我们现在的旗舰，有三层楼高，一般只有大的舰队才会配备。
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二是艨艟（méng chōng），相当于现在的装甲舰，用牛皮包裹防卫，左右都有射箭的窗口，速度很快。三是斗舰，相当于现在的战船，上面有类似城墙的设施，人在里面射箭，长度可达30米。四是游艇，相当于现在的侦察船，速度非常快。理论上借箭的船每艘船长25至28米，承重在2800公斤，相当于一节火车厢坐了40个壮汉。
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结合史实以及多方的查证、推断，符合草船借箭故事中描述的既快又稳又能承重的快船，在当时的历史条件下的确是存在。第一个疑问，两天扎1000个草人证实了可能。第二个疑问，通过长度和承重的需求，这样的快船也有了眉目。但是还有个问题悬而未决，据《三国演义》描述，20只船有长索相连，抵近曹寨时呈一字排开。
16.
而为了用船身两侧的草人收集箭，中间还有一次集体掉头。问题是，江面的宽度是否满足于这样的转换操作呢？1公里的船队要施展开，我们就得先弄清楚草船借箭发生在什么地方，那里的江面有多宽呢？“草船借箭”是赤壁之战中的故事。据有关历史地理资料记载，荆楚大地称作赤壁的有汉阳、汉川、黄州、蒲圻等多个地方。
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但是，汉阳、汉川和黄州3个地方从地理位置分析，都不是三国时赤壁古战场。据《元和郡县图志》记载，赤壁山在蒲圻县西120里，北临大江，其北岸即乌林，及周瑜用黄盖策焚曹公舟船败走处，现在一般认为蒲圻赤壁是赤壁之战的古战场。经过向当地人询问得知，蒲圻江面的宽度大概在300米至500米左右。
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而船队一字排开的距离至少有600米，船与船之间又有绳索相连，那么有实现快速掉头的可能性吗？“船队的长度比江面要宽，那么这么长的一个船队如何快速地进行集体掉头呢？如果像扇形一样掉头，显然那个江面的宽度是不够的。那如果折返式掉头的话，需要向前行驶几公里之后再掉一个头，这样既浪费很长的时间，而且还容易引起曹军的警惕，我想肯定还有更合适的方法。”
19.
“中国船有个特点，它的帆是可以旋转的，根据不同风向就转这个帆，风吹以后有一个垂直于风的力，我们叫升力，前进方向的风力就能推动船前进。另外它有一个顺着风的力，对船造成阻力，它这个方向呢就使船回转，你必须用舵来控制保持着航向。所以不同的风要不同的舵角，见风使舵，这是中国航海的一个术语。中国船老早有舵了，在汉以前秦代就应该有舵了，所以这个船很灵活。”
20.
三国时期至今不到2000年，也许2000年前的江面宽度足以满足船队快速掉头。虽然我们很难考证，但是不能排除这个可能性。到此，第二个疑点在一定程度上也得到了解答，在当时是有符合借箭条件的船的。但是，借箭当日大雾弥漫，天色未亮，曹军是否看得清船队的情况？乱箭盲射命中率又是多少呢？关于箭的问题，谁才能解答呢？
21.
为了找到关于箭的答案，我们专门拜访了对古法弓箭颇有研究的高手仪德刚。仪德刚，内蒙古师范大学科学技术史研究院教授，研究传统弓箭技艺10余载，是世界传统射箭联合会亚洲区域主席、中国传统射艺研究及推广第一人。“仪教授，弓箭这种兵器在冷兵器时代，它在兵器的排行里占一个什么样的地位？
22.
“中国有句话叫十八般兵器以弓为首，所以它是冷兵器时代的首屈一指的、有效射击远距离目标的重要兵器，它的地位就相当于现在的导弹一样。那最早出现的弓箭大概在什么时候？”“春秋战国时代，中国的传统弓箭制作的工艺，据我们现在的考证已经炉火纯青了。那比如说在三国时期，“草船借箭”当时使的弓什么样？”“草船借箭”用的弓，大体肯定是筋角弓是主流。”
23.
春秋战国时期的《考工记》记录了制作筋角弓的工艺，历代弓箭基本沿续了筋角弓的做法，以牛筋、牛角等制成双曲复合弓，三国时期草船借箭用的弓应该以筋角弓为主体。筋角弓弓背上的肌腱具有很高的拉伸强度，弓腹侧的动物角材则有很高的复原系数，增强弓体反弹能力，传统角弓射出的箭比全木质单材弓飞得更快、更远。
24.
筋角弓制作复杂，同时对使用者也有很高的要求。为了测试射箭的命中率，我们找来了30个草人，草人臂长约1米，高度约1.5米。为了更好地还原草船借箭的场景，工作人员按照之前推测出的战船长度，将草人依次排开约25米。今天，我们将测试距离设置为50米，看看在这个距离范围内弓箭手的命中率如何。
25.
首先，我们让6个测试者一字排开，每人10支箭，根据自己最快的速度完成射箭。一次完整的射箭包括开弓、靠弦、瞄准、放箭等几个关键步骤，讲求前手如推泰山，后手如握虎尾，最难的在于力与稳，对臂力的要求极高。在最短的时间内连射10支箭，对这些教练来说也是一种新的体验。第一轮射箭结束，经统计，6人共射箭60支，中箭20支，还有一些弓箭直接射穿了草人。
26.
根据“草船借箭”故事的描述，当时大雾弥漫，天还未亮，为了更进一步还原当时的场景，我们在现场施放烟雾，进行第二轮射箭。这一次每位射手依旧是10支箭在最短的时间内射完。烟幕弥漫，草人在烟雾中忽隐忽现，不知道这次的命中率会如何呢？经过统计，大雾中射箭中箭17支，与第一次中箭20支相比，差距并不大。
27.
通过两次射箭实验，我们得出的中箭率在30%左右，这也只是计算了上靶的箭数，还有很多箭穿过了草人，无法计算。和现场的射箭教练相比，曹军射箭的都是训练有素的弓箭手，射箭速度和持久力有很大的优势。而且当时诸葛亮擂鼓挑衅，也向曹军提示了自己的大概位置。况且，诸葛亮船上的草人排列密集，船队分布相对紧凑，这也在一定程度上提高了曹军射箭的命中率。
28.
万名弓箭手从凌晨3点到天亮雾散，在紧张未知的状况中万箭齐发是有可能放出10万支箭以上的。即使有些箭射不中目标掉落水中，数量也不会太多，因此诸葛亮获得10万支箭是有可能的。至此，第三个疑点也得到了解答。根据《魏略》中记载，孙权乘坐一艘大船进入曹军水寨前刺探阵势，曹操下令射箭，都射到孙权的船上，船就向一边倾斜。于是孙权便下令掉头，使箭匀船平，孙权就回去了。草船借箭的原型也许是这样的，在小说里就被移花接木了。
29.
罗贯中笔下的“草船借箭”，在借鉴了真实历史的同时加入了一定的艺术创作，虽然诸葛亮的神机妙算半真半假，但是不代表草船借箭不可能发生。在提出质疑、不断调查验证的过程中，我们对三国时期的弓箭和战船等历史条件有了更形象深刻的认知，更建构还原了草船借箭在理论上的可行性。无论草船借箭的原型是谁，这份运用智谋、借力使力的智慧都为后人留下了珍贵的宝藏。
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