琢磨成器：中國史前石器的考古學觀察
【資料圖】
宋國定 北京聯合大學考古研究院教授、博士生導師。曾主持鄭州商城遺址、鄭州小雙橋遺址、淅川坑南遺址群等多項發掘項目，先后主持國家重點科技攻關項目、國家社科基金“冷門絕學”研究專項和國家文物局課題多項，參與國家社科基金重大項目、科技部重點研發項目等。
《論衡·量知》云：“切瑳琢磨，乃成寶器。”“琢磨”一詞是古代先民進行玉石器加工的專業稱謂。石器時代在人類發展演化的漫長過程中占有的時間達99%以上，這期間的石器在人們日常生活中始終扮演極為重要的角色。根據考古發現可知，石器是人類最早使用且最重要的生產工具之一，是人類物質文明的重要載體，使用跨度超過三百萬年，貫穿了整個史前時期。因此，圍繞石器工業展開科學分析與綜合研究，對揭示不同社會階段生產力發展水平、社會組織形態、生業經濟狀況、聚落營建擴張等都具有重要意義。
一直以來，石器研究主要關注舊石器時代的打制石器，磨制石器的研究未得到足夠重視。近年來，隨著考古學和自然科學的發展，自然科學與考古學研究的關系越來越密切。考古學借助自然科學的助力，不斷擴大視野，增強了深度，獲取到越來越多的潛在信息。在石器研究領域，學者開始利用巖相分析來研究石器的原料產地、資源利用和人群之間的交流，利用微痕觀察和殘留物分析技術來研究石器功能及其反映的生業模式等，石器的科學分析和綜合研究逐步開展，成為手工業考古的一個重要領域。
本講座以南水北調中線工程水源地——丹江口水庫周圍以及鄭州地區仰韶文化中晚期的石器考古新發現為例，系統介紹石器考古發展歷程、石器生產技術及功能等方面的研究成果，探討石器在中華文明起源和早期發展中所起到的獨特作用。
伴隨人類起源與發展的石器時代
距今約300萬年至1.2萬年前后被稱為舊石器時代，是人類歷史長河中最漫長的階段，這一時期以使用打制石器為主要標志，人類過著非定居生活，遠古先民用粗糙的雙手制作簡單粗笨的石器，從事采集、狩獵、砍伐、挖掘、切割等生產活動。到了距今1.2萬年開始的新石器時代，人類開始擇地定居，石器技術也不斷發展與演變，與先民的生產、生活之間的關系愈發密切。石器門類不斷細化，除了與農業生產相關的石鏟、石刀、石磨盤、磨棒等農具外，還出現了石斧、石錛、石鑿等木作工具，用于軍事防御、戰爭擴張的石鉞、石鏃，以及用于紡織、漁獵和裝飾的各類石器。
關于石器起源的時間，目前尚無定論，其認識也會依據考古新材料的發現而不斷發生變化。比如，在2010年以前，埃塞俄比亞的Gona遺址發現的距今約260萬年的石制品被視作最早的石器遺存；2015年在上海舉辦的第二屆世界考古論壇上，紐約州立大學石溪分校人類學系科研團隊宣布：2011年以來，在肯尼亞圖西卡納湖發現了距今330萬年的石器，該遺址發現的149件石制品多保留有明顯的人工痕跡，盡管從形態上看尚未完全掌握精細打擊的技術，但與其他靈長類使用單一用途石質工具的情況存在顯著區別。石器技術特點屬于早期人類簡單敲砸行為向后期人類剝片制作工具的過渡階段，呈現出石器制作技術的多樣性，至于誰制作和使用了這些石器，仍然是學術界在持續探討的課題。這篇論文被稱為“技術的黎明”，作為封面文章發表于2015年5月21日的英國《自然》雜志。
2018年7月，學界目光聚焦國內，中國科學院廣州地球化學研究所科研團隊在《自然》雜志發表文章，公布了陜西西安藍田縣玉山鎮上陳村發現非洲以外最早舊石器遺址的重大科學成果。上陳遺址出土的石制品年代可以追溯到距今約126萬年到212萬年前，擁有連續性較好的人工制品文化層序列，調查發現包括工具在內的石制品近百件，是古人類使用打制石器的重要證據，比我們熟知的藍田直立人化石的年代還要早50多萬年。
打制石器與磨制石器
依據加工方式的不同，可將石器大體分為打制石器和磨制石器。
打制石器是指利用石塊打擊而成的石核或打下的石片加工成的具有一定形狀的石器，有砍砸器、刮削器、尖狀器等種類。關于打制石器的分類，在舊石器時代考古研究中，多采用西方學者劍橋考古學家格雷厄姆·克拉克(Grahame Clark)根據西歐考古材料提出的代表時間先后順序的以下五種技術模式：
模式一：奧杜威模式。系最初的石器制作技術，為簡單礫石/石核石器，加工簡單，類型單調。
模式二：阿舍利模式。系舊石器早期技術，以手斧/薄刃斧/手鎬為代表，以大型器類為標志，在晚期出現軟錘技術和勒瓦婁哇技術。
模式三：莫斯特模式。系舊石器中期技術，以刮削器/勒瓦婁哇尖狀器為代表，以大量使用勒瓦婁哇技術、軟錘技術和用石片作為素材加工精致的刮削器、尖狀器為標識。
模式四：舊石器時代晚期模式。以石葉及其制品為特色，使用軟錘技術、壓制技術和間接剝片技術，石器類型多樣，以端刮器、矛形尖狀器、雕刻器等為主體，工具多小巧精美。
模式五：中石器時代模式。以細石器技術及其制品組合為代表，以復合工具為特色，軟錘技術、壓制技術和間接技術得以廣泛運用。
磨制石器，是指利用不同的石器原料打制或琢制成一定形狀，然后用礪石研磨加工而成的石器。磨制技術主要指將已經打制基本成型的石器坯料的表面局部或通體進行磨光，磨出刃部或尖鋒部位，使之成為人們所需要的形狀和樣式，以實現日常生活或社會生產中的不同功能。磨制技術萌芽于舊石器時代末期，普遍流行于新石器時代，往往與打制、琢制、切割、造刃、拋光、鉆孔等技術相結合。關于磨制石器的分類，主要以其功能為依據，我們將在后面詳細闡述。
石器考古研究方法
石器研究方法可分為“考古學研究”“科技分析”兩大類。傳統的考古學研究方法又可被細分為“考古背景分析法”“考古類型學研究法”“民族志類比法”“‘操作鏈’分析法”“區域地質調查法”及“模擬實驗考古方法”等六種。考古背景分析法旨在強調石器出土的位置和背景信息，特別是遺跡壁面遺留下的工具痕跡，有助于判斷石器的功能及刃部形態。考古類型學研究法和民族志類比法主要用于石器定名和分類研究。“操作鏈”分析法將石器加工視為一個技術系統的動態過程，并將其生命史區分為原料選擇、生產制作、使用修理及廢棄埋藏等多個環節，可更好地解析石器的“生命過程”。區域地質調查方法指借鑒地質學與巖石分類學方法，分析研究石器原料的巖性、產地與資源利用策略。模擬實驗考古方法通過設計相關模擬實驗，加深對石器加工技術和使用功能的理解，可分為制作實驗、使用實驗、埋藏實驗等。
除傳統研究方法外，石器研究還會運用下列方法開展科技分析：“巖相分析鑒定法和地球化學法(化學組成與物相分析)”“同步輻射技術”“摩擦學、巖石力學分析法”“微痕分析法”“殘留物分析法”等。巖相分析鑒定法和地球化學法可用于探討石器原料產地與石料資源利用策略，尤其是同步輻射技術可實現無損、微量分析，為石質文物中不可損樣品的研究提供了重要技術支撐；摩擦學、巖石力學分析法對石器加工技術尤其是造刃技術的研究尤為重要，是石器微痕觀察的重要邏輯基礎；微痕分析法可以獲取古代先民在石器加工工藝與使用方面的珍貴信息，為復原石器功能提供了新的研究視角；殘留物分析法是目前石器功能研究的重要內容，通過對石器表面殘存加工對象的提取和鑒定，可識別出工具在使用過程中接觸過的動植物種屬，從而復原石器的功能、動植物資源的利用以及人類的生業模式。
只有將傳統考古與科技分析等研究方法融會貫通，才能全面地把握石器工業的各方面信息，構建史前人類社會石器工業的發展脈絡。
丹江口庫區的史前打制石器
●舊石器時代的打制石器
丹江口水庫及其周圍地區是河南、湖北交界處南水北調中線工程的水源地，這一區域臨近秦嶺—淮河一線，是南北方過渡的生態廊道，也是人類遷徙和文化交流的重點區域。為配合南水北調工程建設，從20世紀90年代開始，文物部門組織力量對丹江口水庫淹沒區附近進行了系統的考古調查，僅在河南淅川境內就發現了30多處舊石器時代中晚期遺址和化石地點。2009年以來，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等單位對其中20余處遺址或地點進行了搶救性發掘，發掘面積達10000余平方米，發現了20000多件石制品。
從目前發現的考古資料來看，丹江口庫區舊石器時代最早的文化堆積約為距今50萬年左右，其中以淅川坑南遺址群最為典型。出土石器具有明顯的南北方石器加工技術相互融合的特征，即遺址中同時出現了南方粗大礫石石器加工技術和北方小型石片石器加工技術，這反映了南北過渡地帶人類的遷徙和石器加工技術的交流等問題。石器多以就地取材的、磨圓度較高的河灘礫石為原料，巖性多為石英巖或脈石英，僅有少量石英砂巖和燧石。石器類型豐富，包括石錘、刮削器、尖狀器、凹缺器、鉆器、鋸齒刃器、砍砸器、手鎬、手斧等。石器多數為片狀毛坯，少量以塊狀、礫石為毛坯。硬錘錘擊法為主要剝片方法，亦可見砸擊法產品，整體上屬于簡單的石核—石片，即奧杜威模式(模式一)的范疇。
從時間上講，華南地區整體上存在著早期礫石工業、晚期石片石器工業的變化趨勢，而該區域這兩種工業并存，坑南遺址的年代處于文化轉折的關鍵階段。從空間上講，我國的舊石器時代存在著南北二元工業體系，該區域兩種工業并存的特點也與其位于南北文化交流的關鍵地帶有關。根據階地地質年代以及相關的測年結果可以看出，兩種石器工業傳統之間并不是簡單的孰早孰晚的年代關系，而是存在石片石器工業和礫石石器工業兩條基本并行的演變脈絡，充分顯示出丹江口庫區兼具南北方主工業交融的石器工業特征。
近年來，通過對丹江口庫區丹江下游段舊石器遺址發掘資料的初步整理可以看出，當時的古人類在丹江口庫區的活動十分頻繁，其活動范圍基本上涵蓋了丹江沿岸的各個區域，遺留下豐富的文化遺存。同時，古人類在丹江口庫區的活動延續時間很長，目前雖未在該地區發現古人類骨骼化石，但該區域廣域的、持續性的人類活動表明其是早期人類活動的密集區。總的來講，丹江口庫區的舊石器考古雖取得了一定成果，但還需要進行系統發掘和綜合研究，以便獲取更多信息開展文化面貌的深入研究，并與周圍地區進行對比，進而揭示這一時期舊石器文化的全貌。
●坑南遺址與舊—新石器時代過渡
舊—新石器時代過渡問題是石器時代考古研究的重要學術課題。以往發現的舊—新石器時代過渡期文化遺存零散分布在中國的北方和南方，秦嶺—淮河一線距今超過萬年的遺存少有發現。2010年在淅川坑南遺址發現了陶器殘片、燒土以及燧石石葉等文化遺存，為解決中國石葉技術源流和舊—新石器過渡提供了重要資料。
更新世末期，隨著現代人在全球的擴散，人口開始增長，生態資源復雜多樣、氣候多變，人類的各種技術、生存方式、精神和社會發展的方方面面都在不斷發生變化，農業起源和定居生活使得人類逐步實現了從舊石器時代向新石器時代的轉變。坑南遺址第二、三層文化遺物豐富，除石制品外，還有陶片、燒土等。其中，石制品體現了打制石器與研磨器并重、石器與陶器并存的現象；種類繁多的石制品，進步多元的石器加工技術，為解決該區域舊石器時代晚期至新石器時代早期的石器技術、顏料利用、資源域和空間控制、陶器起源等學術問題及新舊石器時代過渡提供了豐富的實物資料。
中國舊—新石器時代過渡研究主要表現在以下幾個方面：第一，舊石器末期石器技術、新石器早期各區域的考古學文化、廣譜革命、狩獵—采集流動性模式、動植物馴化與農業起源等方面的研究；第二，復雜的用火行為、裝飾品制作、骨角器制作、顏料的利用、建筑和墓葬的出現等相關的遺跡和遺物大量發現；第三，關注現代人的擴散、新石器時代人群遷徙問題；第四，早期陶器的研究，主要關注在東亞陶器起源、類型、功能、制作等方面，對陶片在各區域出現的最早年代關注度較高。
我們通過對坑南遺址二、三層打制石器的類型、技術和功能進行系統研究，并結合研磨器、顏料、陶片等其他遺物信息，運用狩獵—采集流動性解釋模型對坑南遺址的舊—新石器時代過渡問題進行了討論，揭示出坑南遺址所反映的人類行為方式和生存策略的變化。這在很大程度上填補了秦嶺—淮河一線舊—新石器時代過渡問題研究的空白，為中國乃至世界范圍內的舊—新石器時代過渡問題提供新的研究范式。
●丹江口庫區周圍的燧石遺存
丹江口庫區的燧石制品及相關遺存是近年在配合南水北調中線工程水源地考古調查和發掘中的新發現。2011年7月至2012年12月，在河南省文物局南水北調文物保護辦公室支持下，我們對丹江口庫區周圍35處遺址和地點進行了調查和試掘，其中25個遺址或地點出土了燧石制品，共計3000余件。燧石原料多分布于丹江口水庫周圍的豫鄂交界處，質量普遍較好。石制品類型包括石核、石片、石葉、細石葉等，工具包括刮削器、凹缺器、鋸齒刃器、錐鉆、石鏃、砍砸器等。這批石制品至少存在石片石器技術、石葉石器技術和礫石石器技術三種技術風格。石葉遺存的發現為進一步認識中國石葉技術的特點與源流提供了重要材料。其中博山漢墓群地點發現的燧石制品最有代表性，調查采集的燧石制品主要特點為：燧石原料優質，臨近原料產地，推測是就地取材；石器類型較為豐富，常見刮削器、鋸齒刃器、凹缺器、錐鉆、石鏃等器形，尤以刮削器和鋸齒刃器居多；石葉及石葉工具數量豐富，大部分石葉采用直接硬錘法剝片，表現出一定的本土技術特點和技術多樣性；燧石遺存在該區域延續的時間從舊石器時代晚期一直到新石器時代的早中期。
丹江口庫區地理位置獨特，以往考古調查和發掘獲得的大量史前石制品顯示出該地區是人類活動的重要地區，博山漢墓群地點調查獲得的燧石制品大大豐富了對該地區石器加工技術多樣性的認識。
中原地區的磨制石器與古國文明的誕生
以鄭州為中心的中原地區是仰韶文化中晚期考古學文化發展演變的核心區域，是中華文明起源和早期發展的關鍵地區，在中國歷史發展進程中始終處于非常重要的位置。仰韶文化中晚期是黃河流域中華文明起源進程的重要時間節點。近年來，鄭州地區新發現多處大型環壕聚落和城址，表明該地區在中華文明起源和發展進程中占據重要地位，如雙槐樹遺址一系列重要考古發現，呈現出古國時代的王都氣象，有學者認為，該遺址是河洛古國的中心聚落，很有可能是一處都邑性遺址，是古國文明誕生的標志，對探尋華夏文明的源頭具有重要意義。磨制石器是新石器時代乃至歷史時期相當長的時間內的主要生產工具，可以為我們揭示當時社會的手工業生產、社會分工、等級分化以及宗教喪葬活動等一系列史前人類的信息，是我們理解當時社會現象的重要實物證據。有鑒于此，中國科學院大學與鄭州市文物考古研究院合作，開展“鄭州地區仰韶文化中晚期的石器工業和社會復雜化”研究。該研究選擇鞏義雙槐樹遺址、鄭州大河村遺址、西山城址、滎陽青臺遺址等十余處遺址的2000余件石器作為研究對象，通過使用形態類型分析、差級動態分析、微痕分析、殘留物分析等多種方法，對石器開展形態學、石料、生產工藝和使用功能研究，進而透視石器背后所蘊含的人類行為模式、手工業經濟發展狀況、社會文明化發展情況以及人與自然的聯動關系等重要訊息。
●石器的類型學分析
形態學分析是開展石器研究的基礎。通過石器形態學分析，可將鄭州地區出土石器分為斧、錛、鑿、刀、鐮、鏟、鉞、杵、鏃、球、抹子、磨盤、磨棒、墜飾和網墜等多種器類，石器組合以農作工具、木作(建筑)工具、紡織工具、石器加工工具、武器和裝飾品為主。從形態類型的角度來看，鏟、刀、鐮、斧、錛、鑿、紡輪等石器可以進行詳細的技術類型劃分，不同類型的主次關系明晰，表明這幾類石器在形制設計的過程中存在著明確版型意識。我們對石器的長、寬、厚、刃角、寬厚比等形制參數開展了詳細的量化統計和標準化分析，結果顯示鏟、斧、錛和鑿等器類刃角等關鍵形制參數標準化程度較高，體現了較高的石器生產專業化水平。對石器加工技術的研究構建出不同類別石器加工的技術體系，對石器原料的巖性科技分析與資源域地質調查也取得了顯著成果。此外，還通過石器微痕分析、殘留物分析，對石器功能進行了復原。總之，鄭州地區仰韶中晚期石質工具種類最多、數量最大、組合穩定、規范化程度高，代表了鄭州地區新石器時代石器發展的一個高峰。
●石器與功能分類研究
石質工具可為人類從事農業生產活動提供全方位的服務，早期農業經濟的形成與石器關系密切。鄭州地區仰韶文化中晚期已經形成了高度發達的農業社會，石器作為其重要的生產資料，是支撐農業社會運行的重要物質基礎。古代農業活動包括松土、翻土、播種、中耕、灌溉、除草、施肥、收獲和加工等許多環節，新石器時代的磨制石器中有一部分和農業生產活動有關，但也存在一器多用現象。從目前所見鄭州地區發現的石質生產工具可知，當時的農業活動應該是維系社會發展的最重要的部門，已具有相當規模，每類石器在農業生產活動中均起到了不同的作用。例如鄭州地區常見的石鏟、石镢等就有可能用于松土、平整土地、中耕除草等；石刀和石鐮多用于農作物的收割；石磨盤、石磨棒和研磨器等則主要用于對農作物或其他采集食物進行碾磨加工等。
類型豐富的石斧、石錛、石鑿、石抹子的數量在石質工具中占有一定比例，表明當時的木材獲取、板材加工以及房屋建筑、室內地坪和墻壁裝飾等均已十分成熟，是農業社會的定居生活的重要生產資料。
大量石紡輪和陶質紡輪的發現表明當時已經存在紡織生產活動，雙槐樹發現有玉蠶也是一例旁證。少量網墜和石球的發現，證明當時的漁獵經濟在社會生活中仍然占有一定比例。
石鉞、石鏃及部分石斧、石鏟等可以作為兵器使用，對于聚落防御與部落間戰爭意義重大，是農業社會穩定運轉以及對外擴張以獲取更多資源的武力保障。如鉞等禮儀類石器與祭祀、巫術、宗教信仰和精神文化生活有著密切的關系，河南汝州閻村出土的鸛魚石斧圖彩陶缸畫面中清晰的石斧(鉞)圖案為我們理解古代石器的裝柄方式以及個別石器的禮儀功能提供了直接的證據；管狀飾、環、吊墜、珠飾等裝飾品也在一定程度上提高了人們的生活品位。
●原料選擇、原料與器形關系及資源域控制策略
對各類石器開展巖性分析，可了解各類石器的原料選擇情況。如石鏟多選擇莫氏硬度3.5～4的白云巖和灰巖，而石斧、石錛、石鑿等則大量選擇莫氏硬度大于6的輝綠巖、鐵英巖和硬鋁石鋁制巖等。資源域和地質調查結果表明，石鏟所選擇的灰巖、白云巖多為距離遺址10~30公里的嵩山北麓和東北麓一帶的山體基巖，說明鄭州地區先民已經能夠開采河流上游的山體基巖作為制作石器的資源。
●石器的專業化和標準化生產
石器形態的標準化程度是反映石器生產專業化的證據之一。鄭州地區仰韶中晚期石質工具的形態、原料、加工等內容的研究已經聯系起來，共同揭示出石器工業的豐富層次。以石鏟、石斧、石錛、石鑿為代表的第一類石質工具生產展現出較高的專業化水平，可能指示著較為固定的生產人群。如石錛、石鑿等從功能出發將平面形態、尺寸大小與器身厚薄設計出不同類型，但刃部特征都體現了較高的標準化程度，反映出形態設計和生產技術的高度統一，正是專業化、精細化加工的生動寫照。作為仰韶中晚期最為核心的生產部門，專業化的石器生產應該受到了統治階層的控制，具備高超技術的專業石器工匠很可能已形成專門的社會階層。而石刀、石鐮、石抹子、石錘等工具的制作水平明顯不如前述工具。簡言之，石鏟、石斧、石錛、石鑿等工具在聚落生產中占據主導位置，這也是統治階層傾斜社會資源、控制專業化生產的重要背景。
鄭州作為中原的腹心地區，其磨制石器從早到晚經歷了一個發展進步的過程，尤其是到了仰韶文化中晚期，作為農業生產工具的石器無論是數量、質量還是品種都有明顯的改進和增多，一般石器都是棱角整齊，器形規整，鉆孔技術也逐漸普及，農業生產較此前有了明顯的發展。石器制作技術和形態的變化，對當時生產力水平的提高和農業生產的變化起到了不可低估的作用。在金屬兵器大量出現之前，石質兵器也不容忽視，如考古發現的石鏃(箭頭)和斧、鉞、鏟等具有砍砸、劈殺及勾擊功能的石器，均可作為征伐的武器。此外，石器的非生產性用途，尤其是石器在宗教儀禮及喪葬中的使用，如彩繪石鉞等的出現，也是石器功能的重要體現。研究發現，對聚落營建起關鍵作用的石器生產得到重點發展，很可能存在受統治階層控制的石器工匠和生產組織，且原料供給得以保障。在一定程度上，鄭州地區仰韶中晚期石器工業研究從社會生產資料的角度印證了河洛古國王權至上、發展優先的文明演進模式。
小結
考古探索未知，文物見證文明。史前石器研究作為考古學研究的重要內容，應受到足夠重視。在史前石器研究中，科技手段的介入，往往能夠提取更多潛在信息，大大拓展我們對石制品研究的視野，對科技分析數據的解讀至關重要。
石器生產反映了社會生產力的發展水平、社會分工、生業模式等，為我們探討中華文明起源的動因和機制提供了重要視角。值得注意的是，科技分析應當服務于考古問題，科技考古就是考古。開展石器研究并不是簡單地堆砌材料，抑或羅列實驗數據，考古資料的解釋不僅需要結合科技分析，還需結合人類學、民族學、民俗學等方面的研究成果。考古學雖與自然科學諸多門類關系密切，但終究屬于人文社會學科，最終還是要回歸到解決考古學問題本身；研究考古材料最終目的還是要透物見人，以還原古代社會為最高目標，進而上升到更深層次的史學或人類學理論問題。
