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因为CS游戏，M4的知名度相当高，很多人不知道M4和M16，M4和其他AR-15系列步枪是什么关系，只要一看到AR-15系列步枪都叫B43
M4卡宾枪（后期生产的平顶机匣型）
在M16A2取代M16A1后，美军也希望开发一种发射M855步枪弹（SS109步枪弹）的卡宾枪，以取代之前非正式装备的各种M16A1系列卡宾枪。1983年，海军陆战队提出要研制一种新型卡宾枪装备其远征军直属侦察连（Force Recon，过去有不规范的翻译称其为“强力搜索连”），当时直属侦察连的制式武器居然还是M3A1冲锋枪，虽然列装过不少M16A1系列卡宾枪，但是一直未列入制式。最初柯尔特公司为海军陆战队研制的卡宾枪只是把M16A2的特征应用到653型卡宾枪上，即使用7英寸缠距的14.5英寸（368mm）重型枪管，改用M16A2消焰器，用3发点射代替全自动射击，改用M16A2带高低调节转轮机械瞄准具。这种M16A2卡宾枪在1985年完成设计，柯尔特公司的型号编号为720型，而在军方的测试计划中称为XM4。但是国会否决了海军陆战队的XM4采购预算，结果远征军直属侦察连不得不采用海军的HK MP5-N冲锋枪来代替老旧的M3A1冲锋枪，而陆军、空军的特种部队则自行采购了一些非制式的M16A2标准卡宾枪，以取代发射M193步枪弹的M16A1系列卡宾枪。
测试时的XM4卡宾枪
到1986年，以陆军为主导重启XM4卡宾枪的研制，经过一一系列测试，于1991年正式确定M4卡宾枪为制式武器。和其他非制式的16A2标准卡宾枪相比，M4除了在机匣、瞄准具、枪管、枪口消焰器方面有M16A2的特征外，其枪管外露部分有一段缩小段，这是用来挂M203榴弹发射器的。在M16A2上，因为枪管较长，榴弹发射器的前后两个挂点都在护木内，所以护木外的枪管都粗的；而M4因为枪管短、护木短，榴弹发射器的前挂点在外露的枪管上，这一段枪管又是加粗的，所以必须有一个缩小段才能让前挂点挂住。
M4卡宾枪的枪管上有一段缩小段
在加挂M203榴弹发射器时，榴弹发射器前挂点就挂在这个缩小段
M4卡宾枪正式列装要到1994年，但是在1991年的海湾战争中，M4卡宾枪已经被非正式地生产和使用了。当时美军轻武器青黄不接，很多部队还保留有M16A1，空降兵等特种单位又急需卡宾枪，为此美国国防部临时批准让大毒蛇武器公司（Bushmaster Firearms，商标是一条盘起的蛇，所以也有人戏称其“大便蛇”）先生产一批M4卡宾枪，紧急装备82空降师。为了这件事情美国政府还惹上了官司，因为M4卡宾枪的生产权还属于柯尔特公司，美国政府并未买下，在没有买下生产权的情况下擅自让别家公司生产M4卡宾枪属于侵犯知识产权的行为。
早期的M4卡宾枪，提把是固定的，还不是后来M4A1的平顶机匣
在生产M4卡宾枪之后，柯尔特公司又生产了一种用皮卡汀尼导轨代替固定提把的平顶机匣M4，叫做M4A1卡宾枪。由于特种部队普遍不喜欢原M4的三发点射，所以M4A1把射击模式改为单发-连发，取消了三发点射。因为使用中发现M4A1连发射击时枪管升温太快，导致护木过热，所以M4A1的护木也进行了改进，直径加粗，内部的铝制隔热层改为双层。后来这种双层隔热层护木也用在三发点射的M4上。
M4A1开始使用的带双层铝制隔热层的护木
平顶机匣的M4A1卡宾枪（后来平顶机匣也应用到M4卡宾枪上），快慢机改为单发、连发
一开始M4、M4A1卡宾枪装备特种兵、空降部队等特种作战单位，还有坦克兵、汽车驾驶员、文书、军官等非一线步兵人员，而陆军普通步兵还是装备M16A2步枪。但是到1998年陆军突然宣布，要用M4、M4A1卡宾枪全面代替M16A2步枪，理由是M4更短小轻便，适合乘车作战，而现代步兵在地面战斗中手中的轻武器只要满足200m内近战需要即可，而且更轻更短的M4、M4A1卡宾枪作为当时在研的“陆地勇士”系统的武器部分可以减轻系统总重。在这段时期，M4、M4A1还出现了新的变化，原先固定护木改为RAS导轨式护木，即使是三发点射的M4也改为平顶机匣（所以现在不能根据是否为平顶机匣区分M4和M4A1，必须看快慢机为三发点射还是连发），可以安装各种战术附件，美国陆军野战手册中把安装RAS导轨护木的M4、M4A1称为模块化武器系统（Modular Weapon System）或简称M4 MWS。
陆军使用的M4 MWS
放大看快慢机，还是BURST，所以这还是一支M4
平顶机匣M4 MWS普遍使用各种低倍率光学瞄准镜，这还是只能点射的M4
平顶机匣不安装提把和瞄准镜时，可以使用折叠式机械瞄准具射击，但因为瞄准线偏低，动作就比较别扭，要刻意歪头。
到2014年5月，美陆军又要求把所有M4卡宾枪全部升级为能连发的M4A1，这些M4卡宾枪被送到军械修理厂，改为平顶机匣，扳机组件也进行修改，原先快慢机上的“BURST”被打上4个“x”代表取消，又在旁边刻上新的“AUTO”，至此，美陆军总算把那个惹人讨厌的三发点射给彻底去掉了
为满足特种部队室内近战的需求，M4A1又推出一个枪管更短的型号，叫Mk18 CQBR，其枪管长度仅有10英寸出头，能兼容M4A1的所有战术附件。由于Mk18 CQBR 经常要装枪口消音器使用，消音器会减缓枪口火药燃气喷出的速度，由此也必然会增高膛压，所以其导气孔比M4A1的更大，以减缓短枪管 消音器带来的导气管压力过高问题，还使用了带气体偏流装置的拉机柄，避免高压燃气从拉机柄缝隙处漏出吹在射手脸上（这属于AR-15系列的通病，但是在短枪管 消音器型号上更加突出）。由于这种特短型号是根据海军特种部队的要求设计的，所以以海军编号Mk命名，有意思的是陆军特种部队虽然装备了几乎一样的短管M4A1，但是他们从不称其为Mk18 CQBR，而是称其为“短上机匣的M4A1”，不禁感叹美国军种斗争之激烈。
Mk18 CQBR，比M4枪管更短
“赤膊”的Mk18 CQBR，Mk18 CQBR因为短小，经常被当做舰艇警卫武器使用。
加装各种战术附件的Mk18 CQBR
陆军的“短上机匣M4”
需要注意的是，美国民用武器市场上也有许多短枪管的“M4卡宾枪”，但为了规避1986年生效的突击武器管理法，这些模仿M4的卡宾枪枪管长度略长，为法律规定的下限16英寸，并且只能半自动射击。为了让它们更像M4，这些枪管长16英寸的假M4还刻意在枪管上做出一段缩小段——尽管民用枪用户不可能去安装M203榴弹发射器。
这支有枪管缩小段、平顶机匣的“M4”其实是民用型，枪管长16英寸，只能半自动射击
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