在漫长的古代世界，城墙无疑是最具效率的防御手段。许多将领可以在山间旷野称雄，却无法让自己的士兵轻易登上城头。以至于先秦时代的兵圣孙子就无奈写道：攻城之法，为不得已。
既然攻坚的过程如此痛苦，各色针对性武器便孕育而生。譬如分别位于欧亚大陆两侧的汉朝和罗马，就分别拥有一整套完整器械，其中又以类似于后世大炮的远射装置最具威力。前者主要使用大黄弩、连车弩和人力杠杆投石机，后者则仰仗扭力弩炮、机动弩炮与扭力投石机。
自动化与人力密集
汉朝弩炮的最可靠记载 来自《居延汉简》
根据《史记-李将军列传》描述：汉朝的大黄弩是典型角弩，不仅体积较为硕大，还需要很大的拉力才能使用。在居延汉简中，亦有“大黄力十石弩”的明确记录。如果考虑到汉朝时期的一石约为30公斤，那么这种远射武器所需的最低拉力标准就有300公斤。显然，凡人之躯根本不可能有如此体魄，必然是靠多人协同操作。
此外，《后汉书-陈球传》里则描述大黄弩为：弦大木为弓,羽矛为矢,引机发之。可见其结构仍为常规弓臂，在技术方面并无多少高深之处。简而言之就是某种单兵弩的夸张放大版，主要由弓臂、弩床、弩机和用以张弦的机具构成，使用者只要数量足够就能轻松驾驭。而且这类“放大弩”被后世长期传承，乃至宋朝编著《武经总要》的阶段都不曾出现过根本性变化。
汉朝弩炮 就是单兵弩的放大版本
那么，这种大黄弩的具体性能如何？根据未央宫刻字骨签所载，最好表现为“射四百二步”。汉朝的一步相当于1.38米，那么400步就约等于560米。但因出土签牌早已散乱，无法得知这是多少石弩的表现。当然，肯定会有人要拿《后汉书-陈球传》中“远射千余步，多所杀伤”的记载反驳。不过，这种文人嘴炮的真实性，怎么能和居延汉简相比？！
到了宋朝，官方钦定的军事手册《武经总要》，需要70人操作的八牛床弩射程只才300步，也就是即420米。足见千步之说实为文人臆想。
罗马弩炮在机械构造方面有明显优势
与之相对，罗马人惯用的扭力弩炮则复杂许多。这是一种源于希腊的古老机械，既可以发射弩矢也能击出石弹。根据马塞里努斯的《历史》记载，以及现代考古学成果，其用于储存能量的“弓臂”主要由机轴和两股扭绳组成。扭绳中间插着木杆，木杆末端链接着弦，再连接石弹或弩矢。这些部件装配在木质或金属框架上，框架中心则有弩臂伸出。弩臂上有还放置弩矢或石弹的凹槽，尾部有绞盘帮助上弦。
当然，这类扭力弩炮的体积可大可小，大多数情况下仅由2-5人便可操作。根据当代复原实验，可用13公斤石弹，以43.5度的角度射击，射程达到400多米。如果只是1人操作的轻弩炮，那么使用80cm长的弩矢，最远射程可达370米。某些极其巨大的特殊版本，能够单次发射26公斤重石弹，但并不需要增加太多人手。所以，罗马人的远射机械具备更高的“自动化”。汉朝的同类武器还处于“人力密集”层次，不利于在情况多变的战争中寻求主动性。
所谓连弩 是指在箭矢尾部绑上绳索
此时，必然有不服气的读者搬出所谓汉朝连弩。这种武器能被后世认知，主要依靠江苏尹湾汉墓出土的《武库永始四年兵车器集簿》。但古代的连弩并非是指可以连发，而是指箭矢的尾部绑有绳索，以便使用者在战后回收。相关内容被《汉书-艺文志》收录进《望远连弩射法具》，只是因为不太出名才长期遭忽略。不过，其最大优点就是体积轻便，可以放在马车上机动运用，成为某类移动式火力支援车。
只可惜能机动的弩炮绝非汉军专属。马塞里努斯在《历史》里记载，罗马军队有一种专门用于机动的小型弩炮。它和常规弩炮在结构上并无本质区别，只是为减少重量而做局部改动。以至于仅靠1-2人就能搬动，且单人就足以在车辆上操作发射。
罗马的轻型弩炮 无疑比汉朝连弩使用更方便
精细化与人力密集
秦汉时代的抛石机 被定位于守城工具
虽然古代中国的抛石机最早见于《墨子》，却被定位于防守专用，直到东汉末年的官渡之战才具备更广泛运用。这种投石机主要采用人力杠杆模式，通常由四个基础部分组成，包括“高耸的砲架、放置在砲架上可以活动的杠杆、拴在杠杆前段的大量拽绳，以及杠杆后端盛放石块的皮碗。
由于结构非常原始，汉朝的抛石机操作起来较为简单。只要猛力拉动一端绳索，就能利用杠杆原理将另一端石头掷出。另一个好处就是制作简单、成本又低，在条件允许的情况下能大量复制。但坏处同样明显，那就是单人力量过于有限，若要抛射足够重的弹药就必须多人协作。由于每个人的力度和步伐都难以绝对统一，直接对性能造成影响。所以到宋朝时，用250人拉拽的投石机射程也才区区50步。可见人力密集模式并非万能，甚至会在临界点过后产生限制性反作用。
汉朝抛石机非常依赖人力密集模式
罗马投石机则完全不同，选择和弩炮一样采用扭力。它装有更粗的机轴和扭绳，石弹被装在旋臂末端的袋子里，再依靠扭力产生的旋臂抛射。所以威力比弩炮更大，对只采用杠杆原理的简单投石机来说更是如此。这种设计的缺陷依然是较为复杂，需要提前准备好各类精密零部件，还要求使用者里有懂维修的专业人士。但因为不必像杠杆投石机那样堆砌人力，所以使用效率高出不少。
此外，这类设计其实非常利于机械适应环境。因为不需要安排过多人力，罗马人很早就将弩炮或投石机搬上战船。尤其是后者，对密集排列的舰队、沿海堡垒都更有打击效果。汉朝的弩炮却需要较大施展空间，又为人力负担而影响后勤供给，所以长期为水军所拒绝使用。后来的六朝军队虽勉强为之，效果始终是不尽如人意。
只要有需求 罗马人可以将投石机搬上战船使用
另一方面，罗马投石机的装备率实也明显好于汉朝。例如《汉书》中记载，李广利初次远征大宛城就攻之不能下。等到第二次出征，才想到使用弩来射击城市守军。可见并不是每次部队都会配置攻城武器，而且根本想不到使用抛石机来增加损毁效果。反观镇压犹太起义的维斯帕先，在围攻小城尤塔帕塔时，每天都用350门各类弩炮/投石机进行轰击。等到儿子提图斯围攻大城耶路撒冷，各类远射攻城武器数量更是增至700门。
之所以会出现此类状况，还是与两种机械武器的设计理念有很大关系。罗马军队的弩炮或抛石机都不需要太多人力，完全能依托海运加持扩大使用规模和频次。汉朝军队的弩炮和抛石机都过于依赖人力资源，一旦需要长距离远征就容易为后勤压力拖累。
罗马投石机的使用效率 远胜汉朝的抛石机
结论
粗看之下 罗马与汉朝的差异在于环境问题
从表面上看，汉朝与罗马的远射类攻城武器的差距，主要是由所处环境所决定。
前者的大部分对手，都是居无定所、来去自如的游牧部族，很少会构筑坚固城墙来拼死抵御。
后者的大部分对手，无论采取何种生产模式，都离不开大型定居点支持。仅此而言，罗马军团的弩炮与抛石机，就应该胜于汉朝的同类装备。
技术的积累与发展 离不开社会面文化支撑
不过，任何技术层面的差距背后，往往还蕴含着深层次社会性差异。
罗马素来被抨击为西方奴隶制时代的顶峰，似乎应有取之不尽用之不竭的廉价劳力。但从实际表现来看，这个文明的社会精英并不满足于躺在奴隶背上得过且过，更乐于挖掘公民等中间阶层潜力。
汉朝在名义上并无多少奴婢人口，但中间段阶层匮乏严重，从而使压力几乎被毫无保留的倾斜到每个自由人头顶。以至于人力价格太低，不采用劳动密集型模式都有点说不过去。
