宋国定 北京联合大学考古研究院教授、博士生导师。曾主持郑州商城遗址、郑州小双桥遗址、淅川坑南遗址群等多项发掘项目，先后主持国家重点科技攻关项目、国家社科基金“冷门绝学”研究专项和国家文物局课题多项，参与国家社科基金重大项目、科技部重点研发项目等。

　　《论衡·量知》云：“切瑳琢磨，乃成宝器。”“琢磨”一词是古代先民进行玉石器加工的专业称谓。石器时代在人类发展演化的漫长过程中占有的时间达99%以上，这期间的石器在人们日常生活中始终扮演极为重要的角色。根据考古发现可知，石器是人类最早使用且最重要的生产工具之一，是人类物质文明的重要载体，使用跨度超过三百万年，贯穿了整个史前时期。因此，围绕石器工业展开科学分析与综合研究，对揭示不同社会阶段生产力发展水平、社会组织形态、生业经济状况、聚落营建扩张等都具有重要意义。

　　一直以来，石器研究主要关注旧石器时代的打制石器，磨制石器的研究未得到足够重视。近年来，随着考古学和自然科学的发展，自然科学与考古学研究的关系越来越密切。考古学借助自然科学的助力，不断扩大视野，增强了深度，获取到越来越多的潜在信息。在石器研究领域，学者开始利用岩相分析来研究石器的原料产地、资源利用和人群之间的交流，利用微痕观察和残留物分析技术来研究石器功能及其反映的生业模式等，石器的科学分析和综合研究逐步开展，成为手工业考古的一个重要领域。

　　本讲座以南水北调中线工程水源地——丹江口水库周围以及郑州地区仰韶文化中晚期的石器考古新发现为例，系统介绍石器考古发展历程、石器生产技术及功能等方面的研究成果，探讨石器在中华文明起源和早期发展中所起到的独特作用。

　　伴随人类起源与发展的石器时代

　　距今约300万年至1.2万年前后被称为旧石器时代，是人类历史长河中最漫长的阶段，这一时期以使用打制石器为主要标志，人类过着非定居生活，远古先民用粗糙的双手制作简单粗笨的石器，从事采集、狩猎、砍伐、挖掘、切割等生产活动。到了距今1.2万年开始的新石器时代，人类开始择地定居，石器技术也不断发展与演变，与先民的生产、生活之间的关系愈发密切。石器门类不断细化，除了与农业生产相关的石铲、石刀、石磨盘、磨棒等农具外，还出现了石斧、石锛、石凿等木作工具，用于军事防御、战争扩张的石钺、石镞，以及用于纺织、渔猎和装饰的各类石器。

　　关于石器起源的时间，目前尚无定论，其认识也会依据考古新材料的发现而不断发生变化。比如，在2010年以前，埃塞俄比亚的Gona遗址发现的距今约260万年的石制品被视作最早的石器遗存；2015年在上海举办的第二届世界考古论坛上，纽约州立大学石溪分校人类学系科研团队宣布：2011年以来，在肯尼亚图西卡纳湖发现了距今330万年的石器，该遗址发现的149件石制品多保留有明显的人工痕迹，尽管从形态上看尚未完全掌握精细打击的技术，但与其他灵长类使用单一用途石质工具的情况存在显著区别。石器技术特点属于早期人类简单敲砸行为向后期人类剥片制作工具的过渡阶段，呈现出石器制作技术的多样性，至于谁制作和使用了这些石器，仍然是学术界在持续探讨的课题。这篇论文被称为“技术的黎明”，作为封面文章发表于2015年5月21日的英国《自然》杂志。

　　2018年7月，学界目光聚焦国内，中国科学院广州地球化学研究所科研团队在《自然》杂志发表文章，公布了陕西西安蓝田县玉山镇上陈村发现非洲以外最早旧石器遗址的重大科学成果。上陈遗址出土的石制品年代可以追溯到距今约126万年到212万年前，拥有连续性较好的人工制品文化层序列，调查发现包括工具在内的石制品近百件，是古人类使用打制石器的重要证据，比我们熟知的蓝田直立人化石的年代还要早50多万年。

　　打制石器与磨制石器

　　依据加工方式的不同，可将石器大体分为打制石器和磨制石器。

　　打制石器是指利用石块打击而成的石核或打下的石片加工成的具有一定形状的石器，有砍砸器、刮削器、尖状器等种类。关于打制石器的分类，在旧石器时代考古研究中，多采用西方学者剑桥考古学家格雷厄姆·克拉克(Grahame Clark)根据西欧考古材料提出的代表时间先后顺序的以下五种技术模式：

　　模式一：奥杜威模式。系最初的石器制作技术，为简单砾石/石核石器，加工简单，类型单调。

　　模式二：阿舍利模式。系旧石器早期技术，以手斧/薄刃斧/手镐为代表，以大型器类为标志，在晚期出现软锤技术和勒瓦娄哇技术。

　　模式三：莫斯特模式。系旧石器中期技术，以刮削器/勒瓦娄哇尖状器为代表，以大量使用勒瓦娄哇技术、软锤技术和用石片作为素材加工精致的刮削器、尖状器为标识。

　　模式四：旧石器时代晚期模式。以石叶及其制品为特色，使用软锤技术、压制技术和间接剥片技术，石器类型多样，以端刮器、矛形尖状器、雕刻器等为主体，工具多小巧精美。

　　模式五：中石器时代模式。以细石器技术及其制品组合为代表，以复合工具为特色，软锤技术、压制技术和间接技术得以广泛运用。

　　磨制石器，是指利用不同的石器原料打制或琢制成一定形状，然后用砺石研磨加工而成的石器。磨制技术主要指将已经打制基本成型的石器坯料的表面局部或通体进行磨光，磨出刃部或尖锋部位，使之成为人们所需要的形状和样式，以实现日常生活或社会生产中的不同功能。磨制技术萌芽于旧石器时代末期，普遍流行于新石器时代，往往与打制、琢制、切割、造刃、抛光、钻孔等技术相结合。关于磨制石器的分类，主要以其功能为依据，我们将在后面详细阐述。

　　石器考古研究方法

　　石器研究方法可分为“考古学研究”“科技分析”两大类。传统的考古学研究方法又可被细分为“考古背景分析法”“考古类型学研究法”“民族志类比法”“‘操作链’分析法”“区域地质调查法”及“模拟实验考古方法”等六种。考古背景分析法旨在强调石器出土的位置和背景信息，特别是遗迹壁面遗留下的工具痕迹，有助于判断石器的功能及刃部形态。考古类型学研究法和民族志类比法主要用于石器定名和分类研究。“操作链”分析法将石器加工视为一个技术系统的动态过程，并将其生命史区分为原料选择、生产制作、使用修理及废弃埋藏等多个环节，可更好地解析石器的“生命过程”。区域地质调查方法指借鉴地质学与岩石分类学方法，分析研究石器原料的岩性、产地与资源利用策略。模拟实验考古方法通过设计相关模拟实验，加深对石器加工技术和使用功能的理解，可分为制作实验、使用实验、埋藏实验等。

　　除传统研究方法外，石器研究还会运用下列方法开展科技分析：“岩相分析鉴定法和地球化学法(化学组成与物相分析)”“同步辐射技术”“摩擦学、岩石力学分析法”“微痕分析法”“残留物分析法”等。岩相分析鉴定法和地球化学法可用于探讨石器原料产地与石料资源利用策略，尤其是同步辐射技术可实现无损、微量分析，为石质文物中不可损样品的研究提供了重要技术支撑；摩擦学、岩石力学分析法对石器加工技术尤其是造刃技术的研究尤为重要，是石器微痕观察的重要逻辑基础；微痕分析法可以获取古代先民在石器加工工艺与使用方面的珍贵信息，为复原石器功能提供了新的研究视角；残留物分析法是目前石器功能研究的重要内容，通过对石器表面残存加工对象的提取和鉴定，可识别出工具在使用过程中接触过的动植物种属，从而复原石器的功能、动植物资源的利用以及人类的生业模式。

　　只有将传统考古与科技分析等研究方法融会贯通，才能全面地把握石器工业的各方面信息，构建史前人类社会石器工业的发展脉络。

　　丹江口库区的史前打制石器

　　●旧石器时代的打制石器

　　丹江口水库及其周围地区是河南、湖北交界处南水北调中线工程的水源地，这一区域临近秦岭—淮河一线，是南北方过渡的生态廊道，也是人类迁徙和文化交流的重点区域。为配合南水北调工程建设，从20世纪90年代开始，文物部门组织力量对丹江口水库淹没区附近进行了系统的考古调查，仅在河南淅川境内就发现了30多处旧石器时代中晚期遗址和化石地点。2009年以来，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等单位对其中20余处遗址或地点进行了抢救性发掘，发掘面积达10000余平方米，发现了20000多件石制品。

　　从目前发现的考古资料来看，丹江口库区旧石器时代最早的文化堆积约为距今50万年左右，其中以淅川坑南遗址群最为典型。出土石器具有明显的南北方石器加工技术相互融合的特征，即遗址中同时出现了南方粗大砾石石器加工技术和北方小型石片石器加工技术，这反映了南北过渡地带人类的迁徙和石器加工技术的交流等问题。石器多以就地取材的、磨圆度较高的河滩砾石为原料，岩性多为石英岩或脉石英，仅有少量石英砂岩和燧石。石器类型丰富，包括石锤、刮削器、尖状器、凹缺器、钻器、锯齿刃器、砍砸器、手镐、手斧等。石器多数为片状毛坯，少量以块状、砾石为毛坯。硬锤锤击法为主要剥片方法，亦可见砸击法产品，整体上属于简单的石核—石片，即奥杜威模式(模式一)的范畴。

　　从时间上讲，华南地区整体上存在着早期砾石工业、晚期石片石器工业的变化趋势，而该区域这两种工业并存，坑南遗址的年代处于文化转折的关键阶段。从空间上讲，我国的旧石器时代存在着南北二元工业体系，该区域两种工业并存的特点也与其位于南北文化交流的关键地带有关。根据阶地地质年代以及相关的测年结果可以看出，两种石器工业传统之间并不是简单的孰早孰晚的年代关系，而是存在石片石器工业和砾石石器工业两条基本并行的演变脉络，充分显示出丹江口库区兼具南北方主工业交融的石器工业特征。

　　近年来，通过对丹江口库区丹江下游段旧石器遗址发掘资料的初步整理可以看出，当时的古人类在丹江口库区的活动十分频繁，其活动范围基本上涵盖了丹江沿岸的各个区域，遗留下丰富的文化遗存。同时，古人类在丹江口库区的活动延续时间很长，目前虽未在该地区发现古人类骨骼化石，但该区域广域的、持续性的人类活动表明其是早期人类活动的密集区。总的来讲，丹江口库区的旧石器考古虽取得了一定成果，但还需要进行系统发掘和综合研究，以便获取更多信息开展文化面貌的深入研究，并与周围地区进行对比，进而揭示这一时期旧石器文化的全貌。

　　●坑南遗址与旧—新石器时代过渡

　　旧—新石器时代过渡问题是石器时代考古研究的重要学术课题。以往发现的旧—新石器时代过渡期文化遗存零散分布在中国的北方和南方，秦岭—淮河一线距今超过万年的遗存少有发现。2010年在淅川坑南遗址发现了陶器残片、烧土以及燧石石叶等文化遗存，为解决中国石叶技术源流和旧—新石器过渡提供了重要资料。

　　更新世末期，随着现代人在全球的扩散，人口开始增长，生态资源复杂多样、气候多变，人类的各种技术、生存方式、精神和社会发展的方方面面都在不断发生变化，农业起源和定居生活使得人类逐步实现了从旧石器时代向新石器时代的转变。坑南遗址第二、三层文化遗物丰富，除石制品外，还有陶片、烧土等。其中，石制品体现了打制石器与研磨器并重、石器与陶器并存的现象；种类繁多的石制品，进步多元的石器加工技术，为解决该区域旧石器时代晚期至新石器时代早期的石器技术、颜料利用、资源域和空间控制、陶器起源等学术问题及新旧石器时代过渡提供了丰富的实物资料。

　　中国旧—新石器时代过渡研究主要表现在以下几个方面：第一，旧石器末期石器技术、新石器早期各区域的考古学文化、广谱革命、狩猎—采集流动性模式、动植物驯化与农业起源等方面的研究；第二，复杂的用火行为、装饰品制作、骨角器制作、颜料的利用、建筑和墓葬的出现等相关的遗迹和遗物大量发现；第三，关注现代人的扩散、新石器时代人群迁徙问题；第四，早期陶器的研究，主要关注在东亚陶器起源、类型、功能、制作等方面，对陶片在各区域出现的最早年代关注度较高。

　　我们通过对坑南遗址二、三层打制石器的类型、技术和功能进行系统研究，并结合研磨器、颜料、陶片等其他遗物信息，运用狩猎—采集流动性解释模型对坑南遗址的旧—新石器时代过渡问题进行了讨论，揭示出坑南遗址所反映的人类行为方式和生存策略的变化。这在很大程度上填补了秦岭—淮河一线旧—新石器时代过渡问题研究的空白，为中国乃至世界范围内的旧—新石器时代过渡问题提供新的研究范式。

　　●丹江口库区周围的燧石遗存

　　丹江口库区的燧石制品及相关遗存是近年在配合南水北调中线工程水源地考古调查和发掘中的新发现。2011年7月至2012年12月，在河南省文物局南水北调文物保护办公室支持下，我们对丹江口库区周围35处遗址和地点进行了调查和试掘，其中25个遗址或地点出土了燧石制品，共计3000余件。燧石原料多分布于丹江口水库周围的豫鄂交界处，质量普遍较好。石制品类型包括石核、石片、石叶、细石叶等，工具包括刮削器、凹缺器、锯齿刃器、锥钻、石镞、砍砸器等。这批石制品至少存在石片石器技术、石叶石器技术和砾石石器技术三种技术风格。石叶遗存的发现为进一步认识中国石叶技术的特点与源流提供了重要材料。其中博山汉墓群地点发现的燧石制品最有代表性，调查采集的燧石制品主要特点为：燧石原料优质，临近原料产地，推测是就地取材；石器类型较为丰富，常见刮削器、锯齿刃器、凹缺器、锥钻、石镞等器形，尤以刮削器和锯齿刃器居多；石叶及石叶工具数量丰富，大部分石叶采用直接硬锤法剥片，表现出一定的本土技术特点和技术多样性；燧石遗存在该区域延续的时间从旧石器时代晚期一直到新石器时代的早中期。

　　丹江口库区地理位置独特，以往考古调查和发掘获得的大量史前石制品显示出该地区是人类活动的重要地区，博山汉墓群地点调查获得的燧石制品大大丰富了对该地区石器加工技术多样性的认识。

　　中原地区的磨制石器与古国文明的诞生

　　以郑州为中心的中原地区是仰韶文化中晚期考古学文化发展演变的核心区域，是中华文明起源和早期发展的关键地区，在中国历史发展进程中始终处于非常重要的位置。仰韶文化中晚期是黄河流域中华文明起源进程的重要时间节点。近年来，郑州地区新发现多处大型环壕聚落和城址，表明该地区在中华文明起源和发展进程中占据重要地位，如双槐树遗址一系列重要考古发现，呈现出古国时代的王都气象，有学者认为，该遗址是河洛古国的中心聚落，很有可能是一处都邑性遗址，是古国文明诞生的标志，对探寻华夏文明的源头具有重要意义。磨制石器是新石器时代乃至历史时期相当长的时间内的主要生产工具，可以为我们揭示当时社会的手工业生产、社会分工、等级分化以及宗教丧葬活动等一系列史前人类的信息，是我们理解当时社会现象的重要实物证据。有鉴于此，中国科学院大学与郑州市文物考古研究院合作，开展“郑州地区仰韶文化中晚期的石器工业和社会复杂化”研究。该研究选择巩义双槐树遗址、郑州大河村遗址、西山城址、荥阳青台遗址等十余处遗址的2000余件石器作为研究对象，通过使用形态类型分析、差级动态分析、微痕分析、残留物分析等多种方法，对石器开展形态学、石料、生产工艺和使用功能研究，进而透视石器背后所蕴含的人类行为模式、手工业经济发展状况、社会文明化发展情况以及人与自然的联动关系等重要讯息。

　　●石器的类型学分析

　　形态学分析是开展石器研究的基础。通过石器形态学分析，可将郑州地区出土石器分为斧、锛、凿、刀、镰、铲、钺、杵、镞、球、抹子、磨盘、磨棒、坠饰和网坠等多种器类，石器组合以农作工具、木作(建筑)工具、纺织工具、石器加工工具、武器和装饰品为主。从形态类型的角度来看，铲、刀、镰、斧、锛、凿、纺轮等石器可以进行详细的技术类型划分，不同类型的主次关系明晰，表明这几类石器在形制设计的过程中存在着明确版型意识。我们对石器的长、宽、厚、刃角、宽厚比等形制参数开展了详细的量化统计和标准化分析，结果显示铲、斧、锛和凿等器类刃角等关键形制参数标准化程度较高，体现了较高的石器生产专业化水平。对石器加工技术的研究构建出不同类别石器加工的技术体系，对石器原料的岩性科技分析与资源域地质调查也取得了显著成果。此外，还通过石器微痕分析、残留物分析，对石器功能进行了复原。总之，郑州地区仰韶中晚期石质工具种类最多、数量最大、组合稳定、规范化程度高，代表了郑州地区新石器时代石器发展的一个高峰。

　　●石器与功能分类研究

　　石质工具可为人类从事农业生产活动提供全方位的服务，早期农业经济的形成与石器关系密切。郑州地区仰韶文化中晚期已经形成了高度发达的农业社会，石器作为其重要的生产资料，是支撑农业社会运行的重要物质基础。古代农业活动包括松土、翻土、播种、中耕、灌溉、除草、施肥、收获和加工等许多环节，新石器时代的磨制石器中有一部分和农业生产活动有关，但也存在一器多用现象。从目前所见郑州地区发现的石质生产工具可知，当时的农业活动应该是维系社会发展的最重要的部门，已具有相当规模，每类石器在农业生产活动中均起到了不同的作用。例如郑州地区常见的石铲、石镢等就有可能用于松土、平整土地、中耕除草等；石刀和石镰多用于农作物的收割；石磨盘、石磨棒和研磨器等则主要用于对农作物或其他采集食物进行碾磨加工等。

　　类型丰富的石斧、石锛、石凿、石抹子的数量在石质工具中占有一定比例，表明当时的木材获取、板材加工以及房屋建筑、室内地坪和墙壁装饰等均已十分成熟，是农业社会的定居生活的重要生产资料。

　　大量石纺轮和陶质纺轮的发现表明当时已经存在纺织生产活动，双槐树发现有玉蚕也是一例旁证。少量网坠和石球的发现，证明当时的渔猎经济在社会生活中仍然占有一定比例。

　　石钺、石镞及部分石斧、石铲等可以作为兵器使用，对于聚落防御与部落间战争意义重大，是农业社会稳定运转以及对外扩张以获取更多资源的武力保障。如钺等礼仪类石器与祭祀、巫术、宗教信仰和精神文化生活有着密切的关系，河南汝州阎村出土的鹳鱼石斧图彩陶缸画面中清晰的石斧(钺)图案为我们理解古代石器的装柄方式以及个别石器的礼仪功能提供了直接的证据；管状饰、环、吊坠、珠饰等装饰品也在一定程度上提高了人们的生活品位。

　　●原料选择、原料与器形关系及资源域控制策略

　　对各类石器开展岩性分析，可了解各类石器的原料选择情况。如石铲多选择莫氏硬度3.5～4的白云岩和灰岩，而石斧、石锛、石凿等则大量选择莫氏硬度大于6的辉绿岩、铁英岩和硬铝石铝制岩等。资源域和地质调查结果表明，石铲所选择的灰岩、白云岩多为距离遗址10~30公里的嵩山北麓和东北麓一带的山体基岩，说明郑州地区先民已经能够开采河流上游的山体基岩作为制作石器的资源。

　　●石器的专业化和标准化生产

　　石器形态的标准化程度是反映石器生产专业化的证据之一。郑州地区仰韶中晚期石质工具的形态、原料、加工等内容的研究已经联系起来，共同揭示出石器工业的丰富层次。以石铲、石斧、石锛、石凿为代表的第一类石质工具生产展现出较高的专业化水平，可能指示着较为固定的生产人群。如石锛、石凿等从功能出发将平面形态、尺寸大小与器身厚薄设计出不同类型，但刃部特征都体现了较高的标准化程度，反映出形态设计和生产技术的高度统一，正是专业化、精细化加工的生动写照。作为仰韶中晚期最为核心的生产部门，专业化的石器生产应该受到了统治阶层的控制，具备高超技术的专业石器工匠很可能已形成专门的社会阶层。而石刀、石镰、石抹子、石锤等工具的制作水平明显不如前述工具。简言之，石铲、石斧、石锛、石凿等工具在聚落生产中占据主导位置，这也是统治阶层倾斜社会资源、控制专业化生产的重要背景。

　　郑州作为中原的腹心地区，其磨制石器从早到晚经历了一个发展进步的过程，尤其是到了仰韶文化中晚期，作为农业生产工具的石器无论是数量、质量还是品种都有明显的改进和增多，一般石器都是棱角整齐，器形规整，钻孔技术也逐渐普及，农业生产较此前有了明显的发展。石器制作技术和形态的变化，对当时生产力水平的提高和农业生产的变化起到了不可低估的作用。在金属兵器大量出现之前，石质兵器也不容忽视，如考古发现的石镞(箭头)和斧、钺、铲等具有砍砸、劈杀及勾击功能的石器，均可作为征伐的武器。此外，石器的非生产性用途，尤其是石器在宗教仪礼及丧葬中的使用，如彩绘石钺等的出现，也是石器功能的重要体现。研究发现，对聚落营建起关键作用的石器生产得到重点发展，很可能存在受统治阶层控制的石器工匠和生产组织，且原料供给得以保障。在一定程度上，郑州地区仰韶中晚期石器工业研究从社会生产资料的角度印证了河洛古国王权至上、发展优先的文明演进模式。

　　小结

　　考古探索未知，文物见证文明。史前石器研究作为考古学研究的重要内容，应受到足够重视。在史前石器研究中，科技手段的介入，往往能够提取更多潜在信息，大大拓展我们对石制品研究的视野，对科技分析数据的解读至关重要。

　　石器生产反映了社会生产力的发展水平、社会分工、生业模式等，为我们探讨中华文明起源的动因和机制提供了重要视角。值得注意的是，科技分析应当服务于考古问题，科技考古就是考古。开展石器研究并不是简单地堆砌材料，抑或罗列实验数据，考古资料的解释不仅需要结合科技分析，还需结合人类学、民族学、民俗学等方面的研究成果。考古学虽与自然科学诸多门类关系密切，但终究属于人文社会学科，最终还是要回归到解决考古学问题本身；研究考古材料最终目的还是要透物见人，以还原古代社会为最高目标，进而上升到更深层次的史学或人类学理论问题。