《考古》周振宇：中國石器實驗考古研究概述
（神秘的考古地球uux.cn報道）據(jù)《考古》2020年第6期（作者：周振宇）：一、前言
實驗考古，周振是宇中驗考南京秦淮（上門服務(wù)）上門服務(wù)資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達通過可控條件下的模擬實驗復原古人的行為及所產(chǎn)生的物質(zhì)遺存的一種考古學研究方法。研究者可借此認識并解讀古人的國石古研生產(chǎn)、生活方式，器實探尋人類演化和發(fā)展的究概一般規(guī)律。舊石器時代考古研究中，考古“石制品的周振生產(chǎn)和使用的實驗研究運用將今比古的方法，成為了解古人類生產(chǎn)水平、宇中驗考生活資料的國石古研利用、生計策略、器實行為特點和對環(huán)境的究概適應(yīng)能力的重要手段之一，進而用來詮釋舊石器時代，考古乃至稍晚時代人類生產(chǎn)、周振生活以及社會關(guān)系等重大問題”。宇中驗考
歐美等西方國家的石器實驗考古開展較早，最初僅用于辨識人工制品，之后發(fā)展到對石器打制技術(shù)的復制以甄別整個操作鏈過程中的各類石制品，對深入理解史前人類行為及其衍生的物質(zhì)遺存發(fā)揮了巨大作用。石器的模擬打制實驗被認為是研究石器制作流程、技術(shù)最為有效的手段。面對人類行為信息存留極少的舊石器時代遺存，石器制作實驗為我們檢視出土石制品提供了直接的對比標本，由此才可能更深入地進行人類行為研究。除了模擬復制，石器實驗考古還包括對于巖石破碎機理的實驗研究，相關(guān)結(jié)果對于確定石器定量分析標準、有效測量指標項等提供了有力的證據(jù)，而且相關(guān)實驗?zāi)軌驇椭O(shè)立、驗證石器研究中的假設(shè)和理論模型。迄今為止，石器實驗考古研究已與石制品分析融為一體，涉及石器研究中分類、形態(tài)、打制技術(shù)、制作流程、功能、廢棄過程等幾乎所有方面。
世界范圍內(nèi)，隨著20世紀60年代新考古學（過程考古學）的興起，實驗考古成為一個獨立的考古學分支。中國的石器實驗考古工作開創(chuàng)于20世紀30年代，裴文中先生對北京猿人石器的研究中使用了實驗方法，藉此建立起砸擊法的技術(shù)體系。此后，受國外新的研究方法的影響，我國學者開展了斷續(xù)、小規(guī)模的石器實驗考古工作。目前我國的石器實驗考古研究已涉及到石器制作、石制品功能等方面，但多為針對具體問題的初步嘗試，還未形成系統(tǒng)，也沒有成為石器研究的常規(guī)手段，實驗與研究并未形成有機整體。相比國外數(shù)百年的石器打制實驗研究歷史，石器實驗考古成為了我國史前考古學科體系中亟待發(fā)展的一個方面。本文將對我國石器實驗考古的幾個主要領(lǐng)域進行回顧總結(jié)，對相關(guān)的研究史、實驗手段以及相關(guān)研究實例作詳細介紹，以期推動石器實驗考古研究的發(fā)展。
二、打制石器制作實驗
模擬打制是舊石器時代考古開展最為廣泛的一類實驗研究。打制實驗最初主要用于鑒定和區(qū)分人工與自然石片。20?世紀30?年代，實驗考古學的概念開始形成，石器制作實驗逐漸成為舊石器考古學研究的一種輔助手段，并對舊石器考古學研究的發(fā)展起到了重大的推動作用。早期，打制實驗的目的多為辨識石制品并復原石器制作技術(shù)流程，如復原不同類型的石片、石葉和特定類型石器等的打制方法，用于對各時期和地區(qū)的考古發(fā)現(xiàn)進行解釋。裴文中就曾對自然力和人工力形成的南京秦淮（上門服務(wù)）上門服務(wù)資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達石片破碎動力機制以及石制品特點進行了詳盡的討論，對曙石器的討論起了重大影響，此為我國石器打制實驗考古的發(fā)端。從20世紀60年代開始，打制實驗的重要性已植根于大部分史前考古學家的腦海里。隨著50余年的推廣，今天石器打制實驗已被廣泛應(yīng)用于復原史前工具、分析石片和石器的打制過程及生產(chǎn)技術(shù)、石料對技術(shù)和成品的影響、石器的功能和用途、石片破裂的力學機制、打片方式與石片形態(tài)的關(guān)系、遺址的埋藏學特征等等。可以說當今世界史前考古研究中，石器打制實驗已被廣泛應(yīng)用于石器分析的幾乎所有方面，尤其是識別特定打制技術(shù)、解讀不同石器類型以及闡釋原料對石器制作的影響這幾個大的領(lǐng)域。
（一）特定打制技術(shù)
20世紀50年代末，裴文中和賈蘭坡在研究山西襄汾丁村遺址所出石片和石核時，為了解石片的打制方法和各種石核的形成過程，進行了一些石器的模擬打制實驗。他們先歸納總結(jié)出丁村遺址中石片的總體特征，然后對比多種的打片實驗，認為大部分石片和大型的石核是通過摔碰砧法產(chǎn)生的，少部分直接運用錘擊法。
以實驗解讀打制技術(shù)的方法同樣被裴文中和張森水應(yīng)用在對北京猿人遺址出土石器的研究工作中，尤其對北京猿人的砸擊打片技術(shù)進行模擬，還原砸擊過程，使研究者能精確解讀不同制作階段產(chǎn)生的石片、石核。最新的打制實驗研究表明，周口店附近的石英原料，砸擊法、錘擊法剝片在有效石片比例、有效刃緣產(chǎn)出等方面區(qū)別并不大；砸擊法產(chǎn)生石片的尺寸更小、有效石片數(shù)量更多，錘擊法產(chǎn)生的有效石片比例更高、有效邊緣更長。根據(jù)實驗結(jié)果的對比研究，周口店1號地點第4、5層石制品顯示出，砸擊法的使用可能是錘擊法的補充，比例并非之前認識的那么高。泥河灣盆地舊石器時代早期的麻地溝遺址中發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的砸擊石制品。結(jié)合石器打制實驗，研究者討論了砸擊法的應(yīng)用方式、經(jīng)濟效益、產(chǎn)品辨識特征，在此基礎(chǔ)上分析了砸擊技術(shù)的適用情況，并倡導在以后的砸擊法產(chǎn)品辨識過程中應(yīng)以各地原料為基礎(chǔ)進行實驗觀察，進而對遺址中砸擊法產(chǎn)品進行對比和辨認。
某些打制方法產(chǎn)生的石制品難以區(qū)分，多位學者都針對碰砧法、錘擊法、摔擊法開展過實驗研究。王社江在研究河南南召小空山遺址所出大型石器的過程中，從河灘采集石英和石英巖礫石原料，運用錘擊、碰砧、投擊、摔擊、砸擊等各種方法進行剝?nèi)∈M實驗，并對比分析各自形成的石片特征。結(jié)果表明，摔擊法和砸擊法都很難生產(chǎn)出大石片，碰砧法、錘擊法和投擊法產(chǎn)生的石片有區(qū)別，但相互間又難以進行絕對區(qū)分。王益人通過系統(tǒng)的打制實驗，認為錘擊法和碰砧法均能剝?nèi)∨c丁村遺址出土標本一致的大型石片，兩種技術(shù)的產(chǎn)品從特征上無法區(qū)分，因遺址中未發(fā)現(xiàn)碰砧石核，推測丁村人未使用碰砧法。
“揚子技術(shù)”是通過實驗辨識出來的一種打片技術(shù)，高星等在三峽地區(qū)選取與考古遺址出土石制品相似的原料進行了普通砸擊、銳棱砸擊和摔碰模擬剝片實驗，發(fā)現(xiàn)前兩種技術(shù)結(jié)果并不理想，而后一種可產(chǎn)生與遺址所出相似的石制品。這類石片臺面的打擊點部位在打片時已被破壞成刃狀，但就其臺面的原始屬性來說，不應(yīng)被視作“刃狀臺面”；其背面普遍存在與破裂面同向、同源的片疤，是在摔碰過程中與石片破裂面同時產(chǎn)生的。
石葉及細石葉技術(shù)是舊石器時代晚期重要的石器打制方式，因技術(shù)要求較高，因此相關(guān)的實驗展開較少。劉景芝對石葉的直接打制技術(shù)進行過專門的實驗研究，并采用石錘、骨錘和木錘等不同材質(zhì)的錘體進行實驗，與遺址中出土的石葉做對比研究，測量和分析了不同方法和不同錘體制作石葉的特征的數(shù)據(jù)，總結(jié)出可辨識的特征。趙海龍以黑曜石和化學成分相似的普通玻璃為原料，采用直接、間接兩種方法進行石葉及細石葉的剝制實驗，分析歸納了兩種方法產(chǎn)生的石葉與細石葉的異同，并與不同地點出土遺物進行比對，從而研究石器時代人類剝制石葉及細石葉所采用的方法。該研究通過不同工藝細石核的模擬實驗，對細石核預制階段各部位的修整所起到的作用予以再認識，并對個別形制的細石核進行了動態(tài)類型學分析。
石制品是打制技術(shù)的載體，石核、石片保存了大量打制過程的技術(shù)信息。在模擬實驗的幫助下，廢片研究也成為了復原打制技術(shù)的有效途徑。王春雪在對寧夏水洞溝遺址第8地點石制品的研究過程中，使用與出土遺存一致的原料進行不同剝片方法和修理方法的打制實驗，將出土廢片組合與實驗產(chǎn)生的廢片組合的各類型數(shù)量分布模式進行比較，初步判斷水洞溝第8地點內(nèi)存在硬錘法及軟錘法石核剝片技術(shù)，以及硬錘與軟錘法修理技術(shù)，此外，還可能存在兩面器加工中常見的去薄技術(shù)。
（二）特定石器類型
20世紀末，北京大學的舊石器研究者開展了一系列針對特定石器類型的打制實驗研究，涉及到雕刻器、尖狀器、刮削器、石鉆、砍砸器等的模擬制作與使用。而在砍砸器類的模擬打制實驗中，其他研究者采用遺址中常見的石料制作石核砍砸器和石片砍砸器，還進行了碰砧法和錘擊法制作大石片的實驗和比較。除此之外，也開展了砍伐木材與竹材、剝羊皮、挖土等各種針對特定加工對象的實驗和痕跡觀察。
刮削器研究中同樣也進行了制作與使用實驗，通過錘擊法、碰砧法等多種方法剝?nèi)∈庸こ善胀ü蜗髌鳌⒍斯纹骱妄敱碃畹葞最惞蜗髌鳎瑲w納出制作的一般步驟和特征，再使用實驗刮削器進行刮、削、鋸、切、割、刨等幾種作業(yè)，把加工的材料分成骨、木、肉、皮、植物根莖、魚等幾類，并對它們之間的不同結(jié)果作了詳細論述，總結(jié)出不同運動方式、不同加工材質(zhì)所產(chǎn)生的微痕特征的一般規(guī)律。
雕刻器是我國北方舊石器時代遺址中常見器形，對其研究長期以來多依靠外部形態(tài)觀察，王幼平通過針對不同類型雕刻器進行模擬制作實驗，詳細探討了雕刻器的制作過程。吉林和龍大洞遺址出土一批黑曜石雕刻器，材質(zhì)易于觀察使用痕跡。通過制作和使用模擬實驗對比，研究者認為遺址所出刮削器主要使用斜棱刃進行橫向“刮刨”動作，推測這種斜刃刮削器主體功能是對物體塑性的微加工，使器物表面平整光滑。楊霞等則專門使用丁村遺址的角頁巖制作雕刻器，進行分階段實驗，觀察不同使用階段的微痕，積累了較為豐富的連貫實驗數(shù)據(jù)，加工骨、木棒的溝槽適用于石器鑲嵌。
李衛(wèi)東分析了不同類型尖狀器的毛坯特征和制作特點，使用不同方法獲取石片，并模擬制作出不同類型的尖狀器。實驗結(jié)果表明，石片毛坯的形制對尖狀器的制作有重要影響，如何剝制和選擇石片是尖狀器制作工藝不可忽視的一個方面。同時還通過模擬使用實驗，探討了尖狀器的使用方式和加工對象。鋸齒刃器是中國舊石器時代存在的一種重要器物類型，雖然國際學術(shù)界早在20世紀初就已開始對鋸齒刃器進行專門研究，并于20世紀60年代給出了專門的定義，但直到90年代我國學者才開始有意識地定義鋸齒刃器，盡管在之前很長時間內(nèi)很多遺址都報道了類似的器物。板井子遺址是泥河灣盆地晚更新世早期的一處重要舊石器遺址，出土較多鋸齒刃器。研究者通過實驗研究，復原該遺址所出鋸齒刃器的制作方式和流程，并證明板井子遺址的鋸齒刃器齒凹的大小與石錘修理部位面積大小呈正相關(guān)關(guān)系，且辨識出遺址中用于加工鋸齒刃器的尖端有散漫坑疤的帶尖石錘。
還有研究者從主觀視角出發(fā)，實驗設(shè)計考慮到了遺址出土遺存之外的多種可能性。為我們闡釋古人類為何以及如何制作和使用工具提供了新的角度和思考空間。例如，針對湖北鄖縣余嘴遺址2號地點出土砍砸器的實驗研究中，研究者使用不同類型的原料進行砍砸器制作，推斷古人在選取原料時同時考慮到了周邊分布的豐度及適宜度；同時，實驗結(jié)果還表明碰砧法和錘擊法均可用于制作砍砸器，但在上肢力量足夠的情況下，錘擊法效率更高；最后，研究者還探討了砍砸器的使用持握方法。這為探討在我國南方廣泛、長期存在的砍砸器的性質(zhì)和文化適應(yīng)性提供了實驗數(shù)據(jù)。
（三）不同類型原料
還有一類打制實驗是以原料為關(guān)注點，探討不同原料產(chǎn)生的石制品的特征。從巖石力學的角度，不同巖石的力學特征區(qū)別較大。即使同一種巖石，不同產(chǎn)地的原料內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)也會導致差異巨大的打制性能區(qū)別。隨著研究方法的不斷發(fā)展，國內(nèi)很多學者已將打制實驗作為石制品研究的常規(guī)手段，在系統(tǒng)研究某個遺址的石器打制技術(shù)特點和石制品組合特征時都會進行相關(guān)的模擬實驗，提高對遺存認知的準確性。
河北陽原小長梁遺址出土石制品個體較小、廢片率高，以往研究中對于這種現(xiàn)象有打片技術(shù)進步或受原料易碎性影響等不同解釋。陳淳等用遺址中發(fā)現(xiàn)的4件巖塊和周邊采集的2件同質(zhì)地巖塊進行打片實驗，實驗品顯示了極不規(guī)則和極難控制的破碎特點，大部分石片和碎屑塊不是循打擊方向剝離，而是沿其內(nèi)在裂隙崩落。據(jù)此推斷，小長梁石制品尺寸較小是受制于石料裂隙發(fā)育的原因，而非人工刻意所為。巖石力學分析結(jié)果也表明，巖石內(nèi)部肉眼不可見的微裂隙很大程度上影響了石制品打制策略。研究者通過非線性力學方法測試貴州的燧石、湖北丹江的脈石英、北京周口店的脈石英、甘肅的石英巖、寧夏的白云巖等不同類型的原料，了解其力學特性與石制品打制技術(shù)之間的關(guān)系。
湖南省文物考古研究所曾與哈佛大學開展合作，以沅水、澧水流域的礫石為原料，使用不同技術(shù)進行打制實驗，結(jié)果表明手斧制作技術(shù)和勒哇婁瓦技術(shù)可應(yīng)用到本土原料，但制作效率更低；實驗者也會根據(jù)原料在技術(shù)上調(diào)整，因此產(chǎn)生的石制品也有一定區(qū)別。也有學者以內(nèi)蒙古烏拉木倫河流域的石英巖開展錘擊剝片實驗，積累了區(qū)域內(nèi)該原料的實驗數(shù)據(jù)。
脈石英石制品的片疤輪廓和疊壓關(guān)系較為模糊，李鋒在對甘肅莊浪徐家城遺址的研究過程中，通過對該遺址脈石英石料的剝片實驗，了解其破裂過程，掌握其破裂特征，以便準確辨別考古標本中石核片疤的界限、方向和順序等。熱處理石塊作為一類特殊的原料，加熱-冷卻的過程已被證明很大程度上能夠影響石制品的打制性能。打制實驗表明，熱處理提升了硅質(zhì)類巖石的打制性能，提高了石器制作效率。
三、磨制石器制作實驗
磨制石器是史前人類生產(chǎn)生活中非常重要的一類工具，其制作流程除了直接打擊之外，還存在琢制、磨制、鉆孔等步驟，相較舊石器時代工具更為復雜。雖然部分遺址出土的磨制石器從廢片到成品基本“記錄”了制作過程，模擬實驗研究依然能夠為石器分析提供多元化的研究思路。我國磨制石器的制作模擬實驗開展較早，但并不系統(tǒng)。近年來有學者逐步開展了打制、磨制、鉆孔的一系列實驗。針對新石器時代遺址出土各類型石制品開展的全流程復制實驗，有助于分析史前居民的行為模式、工藝水平，更加準確地理解古人的生業(yè)形態(tài)。廣西桂林甑皮巖是我國華南地區(qū)極為重要的新石器時代遺址，歷次發(fā)掘出土大量打制石器，研究者使用與出土石制品一致的原料，針對遺址出土的包括石片石器、礫石石器、穿孔石器在內(nèi)的所有工具類型，進行打制實驗、使用實驗和微痕觀察，由此重建遺址石器制作的工藝流程，復原從原料采集到使用廢棄的整個過程。山西襄汾陶寺遺址發(fā)現(xiàn)了大量磨制石器和制作過程中產(chǎn)生的石制品，為更好地辨識研究，復原陶寺磨制石器的制作工藝，研究者針對遺址中出土的斧、刀、錛、楔，進行了打片、琢、磨、鉆孔和拋光的全流程模擬制作實驗。結(jié)果表明，陶寺遺址磨制石器的制作過程簡單，一般經(jīng)歷打片和磨光兩個步驟。打片步驟相對于舊石器時代打制工藝顯得簡單粗放，制作成粗坯之后用琢、磨加工成型；磨光操作簡單但是耗工費時。因此，陶寺遺址磨制石器的制作工藝總體來看簡單易操作。
針對專門石器類別，或?qū)ｉT制作技術(shù)的復制、使用實驗，能在一定程度上復原史前人類的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)行為特征。石鏟、石刀均是新石器時代人類重要的生產(chǎn)工具。謝禮曄、陳星燦等針對河南偃師灰嘴遺址龍山至二里頭文化石鏟毛坯的去薄技術(shù)開展過專門的打制實驗研究，筆者曾參與實驗，結(jié)果表明，使用舊石器時代流行的兩面器去薄技術(shù)打制，實驗制品與遺址出土標本存在一定區(qū)別；而砸擊去薄方法雖消耗原料更多，但效率更高且符合出土標本組合特征。陜西藍田新街遺址出土大量仰韶時期的石刀，研究者按毛坯（礫石和石片）將石刀分為兩類，并由此進行制作和使用實驗，推測石片石刀的毛坯生產(chǎn)使用了錘擊技術(shù)和銳棱砸擊技術(shù)。使用實驗的結(jié)果表明，收割是石刀最主要的使用功能，生產(chǎn)效率高，石刀的數(shù)量也在一定程度上指示了原始農(nóng)業(yè)規(guī)模。
鉆孔是古人類在石器制作技術(shù)上的一項重大突破，指示了生產(chǎn)力的發(fā)展程度。目前，有研究者通過對定位鉆孔、擴孔以及鉆孔過程中可能用到的工具進行了模擬實驗研究，推演古人類可能用到的工藝技術(shù)，如轆轤軸承器或者環(huán)砥石的使用方式等。這些實驗為我們了解當時的石器制作水平提供了佐證，也能由此研判考古遺存的人工性質(zhì)。筆者曾對香港掃管笏遺址出土的玦類石制品進行過模擬實驗，研究結(jié)果表明僅使用竹管和石英砂也能完成鉆孔，從初始原料到打制去薄，再到修型琢制和磨制完成，1件石玦毛坯（未打磨拋光）約耗時5小時，詳細的實驗細節(jié)將另文發(fā)表，這里不再贅述。
四、功能性實驗
功能研究在石制品分析的各個領(lǐng)域中與實驗考古相關(guān)性最強。石制品分析的最初階段，器物功能多依據(jù)外部形態(tài)由研究者主觀推斷，如雕刻器、刮削器、砍砸器等，在分類定名時已“預設(shè)”了器物的功能和使用方式。名稱可在約定俗成的情況下繼續(xù)保留，但探究石器的真正功能仍是石器考古研究的基本內(nèi)容之一。微痕分析法和殘留物分析是兩種可直接判定器物功能的研究手段。我國史前時代遺址分布廣泛，石料類型多樣，不同使用方法在不同石料上形成的微痕有較大的區(qū)別，很難使用同一標準，可以說模擬實驗是微痕分析法的必要前提和研究基礎(chǔ)。
石器微痕研究法的概念引入我國的時間較早，盡管張森水、童恩正受到當時國外研究方法的影響，進行過建立微痕實驗室的嘗試，但未有所成。20世紀90年代前后，北京大學完成了一批關(guān)于石器制作和使用的實驗考古論文，比如顧玉才對遼寧海城仙人洞遺址鉆器進行使用實驗和微痕研究，詳細闡述了脈石英質(zhì)鉆器在使用過程中微痕分布的位置、形態(tài)特征，以及鉆與其他方式產(chǎn)生的微痕特征的區(qū)別。對比觀察結(jié)果顯示，絕大多數(shù)遺址所出鉆器均顯現(xiàn)出鉆孔使用特點的微痕，應(yīng)該是作為鉆器使用。進入21世紀后，微痕實驗考古研究迎來一次發(fā)展高潮，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所邀請世界著名舊石器考古學家喬治·奧德爾（George?Odell）協(xié)助舉辦低倍法微痕分析培訓研討班，主要培訓內(nèi)容就是進行針對不同類型石器的系列使用實驗，采取低倍法觀察使用痕跡，總結(jié)不同的加工對象、使用方式、不同石制品原料所產(chǎn)生的微痕特征；后續(xù)還開展了石制品使用不同階段的微痕特征觀察實驗，為石制品的使用強度和時間提供了研究視角。培訓班學員后來大多繼續(xù)從事舊石器考古學研究，使得低倍法微痕分析技術(shù)得以有效推廣。同時，在高倍法方面，王小慶結(jié)合實驗對比數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了磨制石器在高倍顯微觀察下顯現(xiàn)的使用痕跡，為微痕研究高倍法在我國的使用推廣奠定了基礎(chǔ)。總之，大量實驗數(shù)據(jù)的積累，為考古標本的微痕觀察、功能判定提供了重要基礎(chǔ)，與模擬實驗結(jié)合的微痕分析已成為石器研究的常規(guī)手段。相關(guān)的研究案例較多，最近寧夏水洞溝遺址第2、第12地點均開展了相關(guān)的研究。第2地點的修理工具使用比例不高，部分石片為直接使用。第12地點發(fā)現(xiàn)大量白云巖質(zhì)的細石葉和石片，通過模擬使用實驗和微痕觀察，發(fā)現(xiàn)細石葉適于裝柄使用，以刮、切、削等利用側(cè)刃緣的運動方式效率為高，尖部用于加工硬度較低的動植物效果較好。除此之外，還有針對特定器形的微痕分析模擬實驗。石鏃作為一種投射類工具，國內(nèi)的模擬實驗研究開展較少，有學者以山西吉縣柿子灘遺址環(huán)境背景和石器原料為參照，通過微痕實驗，發(fā)現(xiàn)射擊類帶尖石制品的重復使用情況可通過微痕觀察加以佐證。
相關(guān)的功能性實驗同樣適用于新石器時代的磨制石器，董哲等通過對夏家店下層文化中發(fā)現(xiàn)的石刀進行制作工藝分析和微痕觀察，推測其為裝柄使用，加工對象為中等硬度物質(zhì)。研究者使用模擬實驗，依據(jù)考古遺存所觀察到的特征進行制作、裝柄和使用實驗，與出土石刀相對比，驗證推測的真實性，同時推斷石刀使用方式為刺割、鋸切，是一類多用途日常工具。
五、其他實驗研究
除了打制技術(shù)、類型與原料分析、磨制石器分析、功能復原這幾個傳統(tǒng)的石器實驗考古領(lǐng)域之外，還有一些較為特殊的模擬實驗研究領(lǐng)域。
近年來，諸多新科學技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于考古學研究的各個方面，使用多學科的手段進行與石器相關(guān)的模擬實驗?zāi)軌蚴刮覀兏由钊搿蚀_地理解古人類行為。舊石器時代的熱處理工藝就是一個實例，這是一種人類通過高溫改變石料特性的復雜技術(shù)，已在世界多處遺址中被識別出來。經(jīng)過熱處理的石制品最顯著的特征是石料外表顏色、光澤的變化，由于不同原料受熱后特征不同，甚至同種原料因產(chǎn)地、處理批次不同，也會存在一定區(qū)別，模擬實驗成為辨識和研究熱處理技術(shù)的前提和基礎(chǔ)。
周振宇等針對水洞溝遺址出土的熱處理石制品，在不同條件、環(huán)境下模擬實驗復制出熱處理石料，并通過X射線衍射、X射線熒光等手段探明熱處理對石料成分、質(zhì)地的改變，通過非線性力學測試、掃描電鏡和偏光顯微鏡觀察，了解石料經(jīng)熱處理后內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。該研究以模擬實驗為前提，通過對考古標本的科學檢測，首次確認東亞地區(qū)存在熱處理行為，通過對辨識出的上百件熱處理石制品的系統(tǒng)研究，推斷水洞溝遺址熱處理技術(shù)較為成熟，人類有意識地在特定溫度進行石料熱處理，完善了我們對水洞溝史前人群的行為模式的認識。
除了熱處理技術(shù)之外，史前人類可能還掌握了利用熱脹冷縮的原理，對大型巖體進行加熱以獲取大塊石料的技術(shù)。曾有學者認為廣東南海西樵山遺址所處的山體是周邊史前遺址的主要石料產(chǎn)地，開采方法即為“火燒水潑法”。為驗證此推論，呂烈丹進行了模擬開采實驗，結(jié)果表明不同強度、時長的熱處理所崩裂的石塊均無法作為石器原料，遺址中也未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的熱處理崩裂形成的碎塊、碎屑等；因此推斷當時另有其他石料開采方式，而非采用火燒法。水洞溝遺址第12地點發(fā)現(xiàn)大量經(jīng)過加熱破裂的碎塊，被認為是舊石器時代末期“石烹法”的證據(jù)，用同類石料所做的模擬燃燒與浸水實驗表明，這些石塊是在經(jīng)歷高溫熱燒后被浸入水中崩解破碎的，即它們可能是生活在該遺址的先民用來燒水和烹煮液體食物的“燒石”或“熱石”。
加工石器所采用的施力媒介也是考古學者關(guān)注的研究對象，這方面也可通過模擬實驗加以討論。石器制作過程中的施力工具分為軟錘和硬錘兩種，目前發(fā)現(xiàn)的軟錘主要為角錘，但在實際模擬實驗中，我們推測史前時代肯定也存在著骨錘和木錘。木錘因其材質(zhì)一般難以保存，未能被我們在遺址中發(fā)現(xiàn)；而骨錘則限于相關(guān)實驗工作較少，多數(shù)情況下不能被正確識別。有學者通過實驗，對模擬使用的骨錘、齒錘上的使用痕跡進行觀察，將其與切割、食用、動物啃咬痕跡區(qū)別開來，這能夠幫助我們識別出相應(yīng)的技術(shù)行為。
模擬實驗還能夠輔助驗證人腦發(fā)育特征。“利手”是神經(jīng)生物學的術(shù)語，一般是指人類運動行為中的優(yōu)勢手現(xiàn)象，慣常使用右手者被稱為右利手，慣常使用左手者則被稱為左利手，也就是俗稱的“左撇子”。現(xiàn)代人群右利手比例高達90%，而現(xiàn)生非人靈長類的左右利手行為比例約為1∶1。雖然通過人類化石的顱腦特征可判斷利手偏向，但絕大多數(shù)史前時代遺址未保存人顱骨化石，因此通過石制品剝片順序可在一定程度上推測利手偏向。尼克圖斯（N.?Toth）曾開展過專門模擬實驗，通過對考古遺存中左右手源石制品的辨識和分析，證明早更新世人類大腦就有了明顯的偏側(cè)化。袁俊杰使用廣西百色高嶺坡遺址周邊的原料，邀請32名志愿者進行打制實驗，通過石片的特征準確指示出實驗者的利手偏向。實驗結(jié)果與遺址出土標本相比對，研究者推測高嶺坡遺址的石制品利手偏向并不顯著。
模擬打制實驗還能為史前產(chǎn)能研究提供對比數(shù)據(jù)。產(chǎn)能研究能為探討史前人類的行為模式、社會發(fā)展程度提供重要依據(jù)。有研究者針對山西襄汾陶寺遺址進行了石制品復制實驗，利用實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合遺址灰坑中發(fā)現(xiàn)的2萬多件石片，對遺址晚期石器生產(chǎn)的產(chǎn)能進行了估算。然后根據(jù)遺址石器的出土情況，分析了陶寺居民對石器的消費需求。最后將推算的石器數(shù)量與陶寺已發(fā)掘普通居址區(qū)2000多平方米的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的石器數(shù)量相比，推斷陶寺晚期變質(zhì)砂巖石器的生產(chǎn)可能遠遠高于自身消費的需求，可能存在交易或交換行為。
對考古標本埋藏微痕跡的觀察和分析，為復原遺址形成、保存過程，判定石制品的人工性質(zhì)等提供了新的思考角度。埋藏痕跡的產(chǎn)生多與土壤擾動、水流搬運、踩踏等相關(guān)，其與使用痕跡、制作痕跡在某些方面存在相似之處，如擦痕、光澤、小型片疤等，因此埋藏痕跡的研究同樣也是建立在實驗考古的基礎(chǔ)之上。我國南方地區(qū)石灰?guī)r分布區(qū)域廣，相對來說不適宜作為原料制作石器，因此有些遺址出土的石灰?guī)r質(zhì)簡單石器存在性質(zhì)上的爭議。賀存定使用重慶玉米洞遺址周邊的石灰?guī)r進行了踩踏和滾動實驗，觀察實驗標本前后的變化特征，確定了遺址出土的未經(jīng)過精細加工的非典型石灰?guī)r石制品的人工性質(zhì)。
六、意義及展望
石器生產(chǎn)是史前時代人類最重要的行為活動之一，石器產(chǎn)品的類型除了受到功能需求和文化傳統(tǒng)的影響外，石料質(zhì)地、資源分布、技術(shù)特征都會影響到遺址的石制品面貌。打制實驗?zāi)軌蛟诤艽蟪潭壬蠑[脫依賴形態(tài)特征判定石制品類型、功能等屬性的傳統(tǒng)方法，并幫助研究者對石器的制作技術(shù)、原料利用模式、石器功能性質(zhì)、遺物埋藏學特征做出更準確的判斷。因此，掌握石器從原料采集到打坯制作，從修理使用到損耗廢棄，最后進入到埋藏歷程的“全生命過程”，對于現(xiàn)代石器研究是必不可少的。辨識遺址出土石制品的這些特征是石器研究的基礎(chǔ)和根本，模擬實驗應(yīng)是研究者的必備技能，也應(yīng)是提高研究結(jié)論準確度的基本條件。比如在廢片研究中，如果缺少設(shè)計嚴謹、執(zhí)行有效的實驗考古工作數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，研究結(jié)論可能會出現(xiàn)嚴重錯誤。
開展石器實驗研究需要專門、持續(xù)的訓練。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所曾邀請美、法等國的舊石器考古學者舉辦過專門、短期的石器打制技術(shù)培訓班，一定程度提高了專業(yè)學者的打制能力。但相比國外的普及程度仍有巨大差距，有些國外的高校甚至已在面對非考古專業(yè)學生的考古通識課程中加入了石器打制實驗課時。2018年和2019年，中國考古學會舊石器考古專業(yè)委員會主導，河北師范大學歷史文化學院、吉林大學考古學院分別承辦了兩屆打制石器技術(shù)培訓班，由石器模擬制作大師布魯斯·布拉德利（Bruce?Bradley）授課，主要面向考古專業(yè)的研究機構(gòu)和高校教師，旨在將打制實驗普及到高等教育階段，是非常有意義的嘗試。國外的石器實驗考古研究歷史中，類似的打制培訓班發(fā)揮了極為重要的作用。
盡管實驗考古在現(xiàn)代考古學研究中發(fā)揮了巨大作用，但仍不可避免地存在一定局限性。如實驗者的技術(shù)水平與古人的差異，實驗環(huán)境與歷史背景的差異，古人類真實生產(chǎn)力水平的推定，以及即使是技術(shù)高超的實驗者每次打制也都會有一定的區(qū)別等。在研究中如果無法審慎地剔除此類局限性的影響，將嚴重影響研究結(jié)果。因此，通過實驗考古輔助解讀考古材料時應(yīng)考慮到，實驗都是在可控環(huán)境下進行的，前提條件的設(shè)置應(yīng)盡量符合古代實際生產(chǎn)力水平，比如打制實驗中石錘工具不應(yīng)選擇使用現(xiàn)代材料；也應(yīng)符合相關(guān)遺址的出土遺存，實驗石料盡量選擇與出土遺物一致的原料；闡釋實驗結(jié)果時應(yīng)考慮到古人認知能力、行為系統(tǒng)、社會結(jié)構(gòu)等對考古遺存帶來的影響，不過分解讀。為了更好的發(fā)揮石器實驗考古在我們解讀石制品信息、復原古人行為中的作用，在實驗準備階段應(yīng)更加全面的了解國內(nèi)外已有的研究成果和實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)更加細致地進行實驗設(shè)計，根據(jù)研究目的設(shè)定更加全面的變量。既要保證實驗的可控性，還應(yīng)注意實驗的可重復性，并保證實驗數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計學意義，避免小樣本的數(shù)據(jù)導致結(jié)果偏差。
曾有學者將國外的實驗考古歷程分為萌芽階段、確立階段、普及化發(fā)展階段。我國石器實驗考古仍處于起步階段，缺乏有深度、成體系的實驗研究，有多方面原因：石器研究人員嚴重短缺，田野、整理、研究工作壓力巨大，難以投入過多精力到石器實驗中，由此導致一線研究人員的實驗?zāi)芰ζ酰髦谱鞣矫媾c國際先進水平差距較大。
事實上，發(fā)展模擬打制實驗的意義并不限于考古學的專業(yè)研究，其對考古學的公眾教育以及科學普及也有著重大意義。史前遺址，尤其是舊石器時代考古遺址發(fā)掘完畢后，保留下來的大多為地層剖面，對公眾來說觀賞性和吸引力較弱，同時，相比其他類型考古遺存，石制品，尤其是打制石器的外形表達較為抽象，對公眾而言理解門檻較高。因此，對于不具備一定專業(yè)知識的普通公眾來說，很多史前時代遺址及科研成果公共宣傳效果不佳。模擬實驗?zāi)軌蛟诤艽蟪潭壬咸岣吖姷睦斫舛群团d趣值，使我們從石器打制和制作者的角度理解遺址及古人類行為，加強公眾對遺址和出土遺物的感性認識。
當然，除了石器制作實驗，還存在裝飾品、骨角器、竹木器等模擬復制實驗，對這些器物的模擬制作與使用同樣能為研究提供重要的素材和佐證。這些方面都亟待研究者們?nèi)グl(fā)展與應(yīng)用，相信在不久的將來，實驗考古學的各個分支領(lǐng)域都能夠在中國得到長足的進步和發(fā)展。
附記：本研究得到國家自然科學基金面上項目（41772024）、國家社會科學基金青年項目（15CKG001）、中國社會科學院哲學社會科學創(chuàng)新工程項目（2016KGYJ011）的支持。
(作者：周振宇 中國社會科學院考古研究所；原文刊于《考古》2020年第6期　此處省略注釋，詳見原文)