史前玉器是如何制作的？考古实证中国新石器时代已发明轮轴机械

　　中新网北京8月2日电 (记者 孙自法)承载着源远流长、博大精深中华玉文化的各类精美玉器，其在史前时期是如何制作出来的？长期以来颇具争议，也广受关注。

　　轮轴机械

　　香港考古学家、山东大学考古学院文化遗产研究院特聘教授邓聪8月1日做客中国考古博物馆，在中华文明溯源系列学术讲座第101期以“良渚玉琮管钻孔技术考古实验”为题作科普报告表示，通过考古研究及复原实验证实，早在新石器时代，中国先民就已发明木石构造的轮轴(辘轳)机械技术，为琮、璧、环、玦等玉器规模化制作、扩散与传承奠定了坚实基础。

　　考古研究推测，中国史前早期轮轴机械，是水平旋转木轮盘、轴承及轮轴三者结合的木石结构。

　　他接受记者采访指出，一方面，新石器时代尚未出现金属工具；另一方面，史前出土大量精美玉器制品，如果没有机械辅助，单纯手工打磨，基本上也难以实现。因此，学界此前有对良渚玉琮钻孔使用金属工具或缺乏机械辅助的猜测，两者均经不起推敲，症结都在于没有从机械力学方向构思。

　　邓聪介绍说，根据辽宁查海遗址已知最早石质固定轴承、澳门黑沙玉石作坊遗址轮轴管钻机械遗迹的研究发现，利用轮轴原理产生持续旋转动力，配合竹筒钻具和解玉砂，可成功攻克良渚玉琮硬度高达莫氏6度-6.5度的软玉钻孔难题，穿孔深度可达50厘米，且孔径大(5厘米至6厘米)，堪称史前人类科技巅峰的代表作。

　　实验复原

　　为揭示和实验复原古人利用轮轴机械进行玉器深孔加工工艺，邓聪2018年在执教的香港中文大学考古实验室内，带领学生挑选天然河流中鹅卵石作轴承，与木质大型轮盘及竹管作轴柱，从海滨采集石英砂作解玉砂，以大型竹管当钻具，构成原始木石制轮轴机械。

　　这种由人手推动木石制轮轴机械，用手直接拉动轮盘旋转，在精准时间计算及转数的计测控制下，轮盘1分钟可达到60转至80转次，旋转运动主要向同一方向转动，由轮盘旋转产生强大的机械力矩，竹管钻具前方，加沙加水在玉毛坯上旋转摩擦。同时，木轮盘迭压在鹅卵石轴承上，由于木轮旋转双方接触面，产生同心圆研磨的使用痕迹。

　　复原实验操作结果显示，以青海产良质软玉方型玉琮毛坯，对向方式管钻穿孔，钻穿直径6.6厘米、深5厘米中孔，完成脱芯工程，共历时37小时47分23秒，木轮旋转141452次。

　　邓聪表示，这是迄今所知以原始木石轮轴机械，首次复原玉琮穿孔的实验，证实良渚玉琮穿孔技术，在没有金属管钻的条件下，由木石及解玉砂的组合，完全可以克服软玉大型穿孔的难题。

　　作为另一项重要成果，玉琮穿孔实验还对木轮盘与轴承间摩擦的方式，特别是这种滑动摩擦在石轴承上所产生使用痕的形成过程，进行精细记录和拍摄，从而动态掌握轴承使用痕发生的机制模式，成为今后对考古出土同类玉石器判断的标准。

　　天圆地方

　　天圆地方是中国古人重要的宇宙观，象征天象的圆也被中国玉文化核心概念集中体现。

　　邓聪说，在距今约一万年前后的中国，以代表社会最高价值观物质的软玉，配合最尖端的轮轴机械旋转科技，制作出近乎正圆的玉器，旨在表达至高无上的天圆哲学，也象征着中国史前科技水平及精神文明的核心。

　　出于对天圆理念的强烈追求，从新石器时代早期开始，中国先民中就产生很多轮轴机械的天才玉工，他们以知识及经验制作各种圆形玉器，满足社会精神文化需求。这也让中国史前轮轴机械技术，在新石器时代遥遥领先。

　　考古研究推断，在兴隆洼文化阶段，这些优秀玉工已完全掌握轮盘及被加工物共同旋转轴心的技术理论；到红山及良渚文化阶段，他们对轮轴机械使用更是非常熟练，完全达到标准化与专业化的高端水平。

　　自新石器时代开始，中国古人以软玉为原料，配合先进轮轴机械，生产琮璧环玦等玉礼器，“开创出史前东方礼器独特的文化风格，以及绵延至今的中华玉文化。”邓聪说。(完)