在很长一段时间中，罗马人有一类部队为敌人所无，这就是工程兵与机械兵。这类部队融汇和运用古典欧洲的工程技术与攻守城机械(siege engines)，给其对手留下了深刻印象。①此前，古希腊人在物理学、几何学、数学与机械工程学等方面取得的辉煌成就已经为军用机械的发展奠定了理论与实践基础。公元前4世纪起，希腊人在机械武器方面推陈出新，发展出一些独有的军事机械。②在此基础上，罗马人将希腊人的技术与装备进一步标准化与实用化，并大规模装备军队。③这些武器在战场上大显威力，迫使罗马人的敌人也大量仿造。④因而古典机械武器传播广泛，影响深远，部分装备一直沿用至中世纪。
    对古典欧洲的军事机械，国内史学界存在众多误解，主要原因在于对这类武器的机械结构与工作原理缺乏深入了解。比如商务印书馆所出塔西佗《历史》一书中将“扭力发条”译为“弹簧”；⑤柯林武德《历史的观念》中将古希腊罗马的“投射机械”译为“火炮”。⑥再如人民出版社的高校历史教材《世界史·古代史》与《世界通史》中称第三次布匿战争中迦太基妇女“剪断头发制作弓弦”，其实制作的并非弓弦，而是弩炮的扭力绞绳；⑦等等。有鉴于此，对罗马工兵的装备做一番较细致的考察是必要的。
    有关罗马军事机械的最重要文献史料来自4世纪古典史家马塞里努斯的《历史》(Res Gestae)，⑧笔者已将这部分内容由原文译出。⑨马塞里努斯生活于晚期帝国时代，此时罗马人在机械武器方面的领先地位已大为削弱，但优势依然明显，工兵仍是皇帝最倚重的兵种之一。⑩马塞里努斯任皇家骑兵队员(protector domesti Cus)时接受过完整严格的军事机械操作训练，因而拥有关于此类武器的专业知识。(11)《历史》专辟一章详细介绍各类军事机械，(12)可谓古典史料中最系统完备的相关记载。马塞里努斯这一写作手法亦为后世史家所模仿，比如普罗科皮乌斯(Procopius)也以一章篇幅介绍机械装备，(13)两人的记载可相互比较印证。
    罗马人在工兵装备方面保持技术优势最久的是投射武器。尤其是精确射击类机械由于结构复杂，部件精巧，罗马的敌人一直难以仿制。(14)在晚期帝国时代，机械投射兵(Ballistarii)仍然是罗马独有的优势兵种，令所有敌人恐惧。(15)在《历史》有关军事机械的记载中，投射机械占了主要篇幅。由于该作者本人曾多次操纵这类武器作战，(16)加之他对投射机械非常精通，有国外学者认为马塞里努斯曾担任过机械投射部队的指挥官。(17)《历史》中有众多罗马远程机械武器战胜敌人的记载，(19)也有不少罗马人及其敌人使用各类近程机械武器的成功战例。(20)
    据马塞里努斯记载，罗马军队使用的重型机械武器主要分为4类--弩炮、抛石机、攻城槌、活动攻城塔，轻型机械武器有2类--机动轻弩炮及单兵机弩，另有军用机械专用的特种箭矢。兹分述如下：
    一、弩炮
    弩炮（ballista，希腊语）是使用最广泛的军用机械，为精确射击武器，主要发射重箭，亦可发射较轻石弹。(20)因为古典弩炮使用广泛，影响深远，它成为现代弹道学(Ballistics)一词的词源。马塞里努斯对弩炮的结构与操作有详细描述：
    在两个机轴之间固定着一根坚固的铁条，铁条很长，如同一支极大的量尺。铁条扁平光滑，中段特别经过打磨抛光，上面有一支更长的方型木梁，木梁上沿着长中线刨出一条平直狭窄的箭槽……射手站在一侧的弓臂旁瞄准，之后很小心地把一支大箭放入木梁的箭槽中……在装箭的同时，几个健壮青年则迅速转动旋杆【将弩炮的弦拉满】。(21)
    欲知弩炮的具体机械构造和原理，这段略显模糊的记述还远远不够。好在弩炮类武器是古典世界大量装备的军械，相关的其他零散记载与图画以及出土零件实物很多，(22)参照这些资料，现代人已完全弄清弩炮的机械结构，并能精确复制，以研究其作战效能。
    同其他古代民族的类似武器相比，古典欧洲弩炮的特点在于结构复杂。除精确吻合的滑动槽、加力上弦机械与发射扳机装置之外，此类械投射武器最独特之处在于扭力蓄能(torsion-powered)机制。《历史》对此多次提及：
    这种机械被称为“绞车”(tormentum)，因为其全部力量来自绞绳的扭力。(23)
    投射机械依靠绞筋（发条）发射。(24)
    【每个机轴上】固定着绞绳，绞绳由动物筋腱制成。两条木质旋臂被紧紧连接在机轴上。(25)
    当拉力达到绞筋所能承受的最高点时，箭在弩炮内部弹力驱动下飞出视野。(26)
    由上述记载看，罗马弩炮的蓄能方式跟传统弓弩或其他民族的弩炮有重大差别，其发射能量并非存储于弓臂，而是通过扭力绞绳发条存储于动物毛发或筋腱的弹性势能中。(27)这种蓄能机制由古希腊人发明改进，一直沿用至马塞里努斯时代。(28)较之传统弓弩的张力蓄能(tension-powered)方式，该蓄能方式更加复杂精巧，会增加操作维护成本，亦会略微损失射击精度，但能够提供更大能量，大大增加射程与威力。(29)罗马弩炮的蓄能装置为前置对称双扭力发条，通过发条上连接的弓臂拉弦释放能量。
    《历史》还提到，弩炮发射的箭一般是特制的：“这种大箭的箭杆为木制，铁制箭头略大于箭杆。”(30)普罗科皮乌斯对此也有类似记载：“这种箭长度只有普通箭的一半，但直径为普通箭的4倍。它的箭羽材质不是羽毛，而是硬木片。制作好的大箭外表上跟普通箭并无大异，其箭头粗大，以便跟箭杆的直径相配。”(31)由于箭身沉重且粗短光滑，这种重箭在飞行中能量衰减较小，受风速等环境因素影响亦小。加之扭力发条蓄能很大，因而弩炮发射的重箭初速极高，射程远且精度高，在整个射程内都能保持杀伤力。(32)按照马塞里努斯的说法：“发射时高速摩擦产生的热量有时会产生很多火花。更常见的情况是：中箭者先感受到致命的伤痛，然后才注意到射中自己的箭。”(33)
    395年阿米达(Amida)攻城战中，罗马人以弩炮射杀一名敌方将领，由此扭转了整场战争的局势。《历史》对此事的记载可印证罗马弩炮的准确度和威力：
    次日拂晓，希奥尼泰人（波斯最重要的盟军）之王格伦巴泰斯想在主人（波斯王沙普尔）面前邀功，他壮着胆子率领最精锐的近卫随从来到阿米达城下。当格伦巴泰斯靠近时，一名经验丰富的罗马弩手一直在瞄准他们。结果他们刚进入弩炮射程之内，一枝弩箭就射中格伦巴泰斯的儿子，插在他身上，贯穿其铠甲与胸膛。(34)