史前玉器管钻轳辘机械的探讨

邓聪

香港中文大学中国文化研究所 中国考古艺术研究中心

穿孔技术是玉器制作技术探讨的热问题。穿孔技术起源很早，可以追溯到约四万年前旧石器时代晚期的开始阶段。俄罗斯及日本考古学者Semenov1及长沼孝、火田宏明2对旧石器时代穿孔技术作过深入的讨论。迄今所知，在旧石器时代阶段并没有发现管钻的穿孔技术。目前我们可以把管钻穿孔作为在新石器时代出现的一种新技术，特别是在长江流域崧泽、凌家滩以至良渚文化中，玉器管钻技术已达到登峰造极的水平，可以视为玉石技术分化上最明显的特征。迄今有关玉器管钻技术的探讨，一般只停留在臆测的层次。最近良渚文化发现六十周年纪念会议上，林华东先生综合讨论了佟柱臣、周晓陆、张敏、牟永抗、汪遵国等诸位先生所提倡管钻穿孔的意见。林先生提出管钻钻头及刀刃的说法，即是在竹管下端嵌入若干锋利细小的石刀刃片，石刀刃以石英、燧石、玛瑙之类制成，「刃部尖锐锋利」。事实上，玉器的切割或透穿与石刃的锋利与否，是毫无关系的。只有解玉砂硬度、温度（水）及运动速度才是玉器切割与穿孔最重要关键因素所在。不过，林氏对玉器穿孔提出一个颇有见地的看法，就是「把需要钻孔的玉器固定在如同陶车的转盘上，经不断地转动转盘，然后在固定好的竹管套筒式钻刀上利用杠杆原理逐渐加大压力，慢慢钻制而成」。3除却了上述钻刀概念外，陈先生这个想法是相当合理吸引的。问题是我们如何结合考古遗址出土遗迹及遗物，去证实具体管钻穿孔的实况。 近年环珠江口地区发现二十多处环?饰物的作坊遗址，为管钻穿孔技术的具体探索，提供了极为难得的资料。1995年1月我们在澳门黑沙遗址的发掘，从第一层沙质土之中，揭露出一处石英及水晶环?的饰物作坊遗址，年代距今约4000年前。黑沙95A探方第一层生活面中发现一处红烧土与砾石构筑遗迹。这里围绕红烧土的周围，出土环?制品及芯。据观察环的内璧及芯的管钻面上，均遗留有由于高速旋转形成的光泽及线状痕迹。同样就在红烧土的附近，出土一种长椭圆形的砾石，砾石长轴两端各有一处乳凸，两处乳凸周围亦可以见到有明显由于高速旋转带动而形成的光泽及线状痕。环、芯及上述砾石三者出土空间位置相当接近，而三者同样遗留有由高速带动旋转的摩擦痕迹，其中相互间的关系如何解释，引人入胜。在研究初期的阶段，笔者对于这种石器在《澳门黑沙》报告中称为“环砥石”，认为是用作打磨环?内沿的一种砺石。4现今看来，这个观点是不正确的。具体理由有以下两点：

1.从石质上来说，这些石器大多用石英质原料，较少见用砂岩。因此，这些石器并不是理想砺石的材料。 2. 乳凸面一般为琢制成形，其上的平台面与环?的内沿剖面并不吻合。 《澳门黑沙》公布后，笔者在日后的研究过程中认识到，这种原来作为环砥石的工具，很可能是一种辘轳机械的轴承部份，可以称为辘轳轴承器，是一种由轴与轴承构成的动联接，借以传递载荷和约束轴运动部件，也是一种支持和约束轴的旋转或摆动的机械零件。 二零零零年笔者在整理宝镜湾遗址环?饰物作坊的过程中，对辘轳轴承器作了初步探讨。其中论述到环珠江口管钻穿孔是否由弓钻或皮条带动竹管穿孔，笔者不敢贸然否定。然而，笔者当时的考察认为，在龙山文化阶段环珠江口地区，很可能是以旋转机器转动带动毛坯管钻穿孔。笔者估计在4000多年前环珠江口地区，很可能已运用了一种以辘轳轴承的旋转机器，被用作环?的管钻穿孔。辘轳上旋转盘同一方向的转动，带动了在其上已固定的玉石毛坯，而制作者以竹管状物套在毛坯上施压，由于旋转盘的转动，竹管在石英砂与水的帮助下，使钻孔顺利完成穿孔。环珠江口地区辘轳相关机械设施在环?饰物作坊中是常见的器物。香港的万角咀、舂?湾、深湾、龙鼓滩、白芒、涌浪、沙螺湾、芦须城、东湾、澳门的黑沙、珠海的宝镜湾、棠下环及锁匙湾等遗址都有出土。宝镜湾出土几件的辘轳轴承石器中，其中一件是以长椭圆形砾石作素材，纵轴一端被琢平，另一端呈乳首凸，乳首凸周围有圆形光泽。另三件是只有一端乳首凸的辘轳轴承器，同样乳首凸的顶部留下琢制的痕迹，乳首凸颈部以下光滑。此外一件是椭圆形的砾石，纵轴两端均琢制出乳首凸，有旋转磨擦而形成的平台。还有一件辘轳轴承器是锁匙湾采集的，椭圆长条状，两端有旋转平台。以上几件辘轳轴承器，共同特征是最大直径在十厘米以下，横剖面呈圆形或椭圆形，一些在纵轴两端同一中轴线上琢制出乳首凸，其后在使用过程中形成两个平台。

二零零一年四月，笔者幸蒙日本著名玉器学者寺村光晴教授惠示《???契??考古学》（2001年二月版）大作。其中寺村先生〈玉作???流通〉一章的『工作机械』一节中，讨论到玉器管钻加工机械的「回转盘尖轴石器」。5据寺村氏的说明，这种回转盘尖轴石器，在日本京都府弥荣町奈具冈遗址曾出土。这种石器可能被安装在辘轳纵轴的上端，其一端尖凸部份是插入回转盘中央承轴的位置。如图一所表示，1、2上下两种不同的装置方式。在公元前1800年埃及坟墓中的壁画，绘画有同样辘轳的回转盘尖轴石器。寺村先生推测回转盘尖轴器的出土，显示了钻孔工作机械的存在。以上寺村先生所说的「回转盘尖轴石器」，与本文中辘轳轴承器是一致的。2001年初笔者就宝镜湾出土全部辘轳轴承器的观察，其中十件为纵轴一面有乳凸，横断面大多为圆形或椭圆形，是由琢制精工将器体加工成型，石质主要为石英岩，质地坚硬适合作为辘轳轴承，而器身横剖面多呈圆形，显示辘轳轴承器的自体可能是固定于圆盘中部，与回转盘一同转动。另外一些辘轳轴承器的横剖面呈显著不规则形状。这显示有可能此种辘轳轴承器是固定在中轴上，在其上回转盘可以自由旋转。宝镜湾遗址尚出土有四件纵轴两端都有乳凸的辘轳轴承器，可能起着一种自转轴承的作用。笔者估计到了龙山文化的阶段，环珠江口地区辘轳的旋转台机械，已具备多种复杂且先进旋转运动的设施，其具体的研究，有待今后更深入的探讨。

注释： 1.S.A.Semenov,PrehistoryTechnology,Cory,AdamsandMackay,1964. 2.长沼孝、火田宏明：〈日本国北海道切擎千．汤?里4遗迹出土?旧石器时代玉类?详细观察〉，《东亚玉器》第二册，中国考古艺术研究中心，1998年，页330—337。 3.林华东：〈论良渚玉器的制作工艺〉，《东方文明之光》，海南国际新闻出版中心，1996年，页374—381。 4.邓聪、郑炜明：《澳门黑沙》，中文大学出版社．澳门基金会，1996年，页59。 5.寺村光晴：〈玉作???流通〉，《???契??考古学》，东京美术，2001年，页230。 　　 原载：中国社会科学院古代文明研究中心通讯 2002总第三期

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