微痕分析：破解古代石器奧秘的利器

薛理平

石器是考古遺址中常見的一類出土遺物，它因不會腐爛而成為了解人類歷史的珍貴見證。在人類的歷史長河中，99%以上的時間都在制造和使用石器，考古學上稱之為“石器時代”。根據(jù)制作技術(shù)的變化，石器可以分為打制石器和磨制石器，考古學家便以石器打制和磨制技術(shù)為依據(jù)，將石器時代分為“舊石器時代”和“新石器時代”兩個階段。而金屬工具出現(xiàn)之后，人們依舊在很長的一段時間內(nèi)生產(chǎn)和使用著石器，作為他們的生產(chǎn)和生活工具。對于古代石器的研究，特別是了解它們到底如何被使用，能夠為我們提供關(guān)于古代人類行為、經(jīng)濟模式、社會生產(chǎn)力水平等的一系列重要信息。

傳統(tǒng)方法如何研究石器的功能

新石器時代距離我們今天更為接近，而這一時期古人主要使用的是磨制石器。關(guān)于它們到底是如何被使用的這個問題，以往的不少考古學家都認為他們“知道”這個問題，即通過石器的外形來推測它們是如何使用的。這種推測主要可以從以下兩個途徑出發(fā)。

一是形態(tài)類比法。人類社會的生產(chǎn)和生活工具從用石頭制作到用銅制作，再到用鐵制作，是有一定的發(fā)展和演變趨勢的，每一類型工具的變化似乎也都有跡可循。于是我們在給某類石器賦予一定名稱的時候，往往會因為其形態(tài)與我們所熟知的后世的某類金屬工具存在相似性，自然而然地將其以金屬工具的名稱來命名，同時便不自覺地、或多或少地把金屬工具的功能也附加到這一類石器上。比如，既然鐵斧用來砍伐樹木，那么石斧便也是用來砍樹;鐵鏟用來鏟土，石鏟便也是用來鏟土的，這似乎成了考古學界的一種共識。雖然這種基于形態(tài)的相似性而進行的功能推測具有一定的合理性，因為形態(tài)往往是功能的基礎(chǔ)，但是僅僅依靠形態(tài)類比來研究石器的功能是不可靠的，沒有實際的、科學的證據(jù)予以支撐。

陶寺遺址出土的石廚刀

二是考古背景分析法。考古背景分析法指的是通過結(jié)合石器出土時其周圍同時存在的遺物和遺跡現(xiàn)象，來推斷石器可能的用途?？脊殴ぷ髡咴谏轿飨宸谔账逻z址中發(fā)現(xiàn)過一種斜把三角形石器（見圖1），看起來像一個“V”字形，它通常和木俎（案板）一起出現(xiàn)，而案板上殘存有豬的骨骸和朽灰，表明當時案板上放著鮮豬肉。種種跡象表明，這種“V”形石器是古人所使用的一種廚刀，用我們今天的話來講，就是菜刀。

當然，以上這些方法其實都缺乏對考古出土石器標本本身使用結(jié)果的觀察和分析（由于時空的局限，這種觀察和分析并不能直接實現(xiàn)），因此只能視為一種對石器功能的旁敲側(cè)擊，結(jié)論看上去再合理，也不過是提供一些可能性或者旁證，無法證明石器在古代是否真的如同其所推測的那般被使用。我們?nèi)耘f需要一種能進行直接研究，可以得出科學結(jié)論的方法來幫助了解石器的功能。微痕分析方法的出現(xiàn)為解決這個難題提供了一種可行的途徑。

石器功能研究的新方法

微痕，從廣義上說，是指考古標本上人們?nèi)庋鬯荒荑b別的微小痕跡，它可能是人為造成的，也可能是自然原因造成的。微痕需要通過放大鏡，特別是顯微鏡的幫助來鑒定。這里所說的微痕，主要指古代石器工具上產(chǎn)生的使用痕跡，有時也包括人們在加工制作石器過程中在其表面留下的痕跡。石器在使用時，其被使用的部位因力學作用會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的物理變化，從而在其表面留下各種不同的片疤破損、磨蝕、光澤及線狀痕等痕跡。微痕分析，即指應用顯微鏡技術(shù)觀察保留在考古標本上的微痕，并與實驗標本上的使用痕跡進行比較、對應，從而判斷考古標本的功能，包括可能的使用部位、使用時的運動方式及加工的對象等。開展考古標本微痕分析的前提是進行一系列的石器模擬制作和使用實驗，從而建立起具有規(guī)律性的微痕數(shù)據(jù)參照系，撥開石器未知功能和已知時間的迷霧。微痕分析的主要用途是為我們了解石器功能提供直接的考古學證據(jù)，進而對考古文化特點、人類行為方式和生態(tài)資源條件作出綜合闡釋。微痕分析是一種將靜態(tài)的考古記錄和動態(tài)的文化現(xiàn)象連接起來的研究手段。這種方法，走出了“以形定用”的主觀臆斷的思維藩籬，真正具備了現(xiàn)代科學意義上的實驗與實證的特質(zhì)。這是科技考古為我們帶來的研究石器功能的新方法。

微痕分析的理論思想最早源自19世紀中期歐洲史前考古學家對古代石器工具上磨損痕跡的研究。石器微痕分析技術(shù)方法和理論體系的真正建立始于蘇聯(lián)學者謝苗諾夫，他于 1957年出版的《史前技術(shù)》一書，為微痕分析方法日后在考古學界的推廣和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2004年，“微痕分析培訓研討班”在北京舉辦，推動了這種方法在中國考古學界的發(fā)展，也培養(yǎng)了一批我國本土的微痕分析研究人員。

圖2 蘇州五峰北遺址出土的良渚文化時期石鑿

圖3 使用石鑿在木頭上加工卯眼的實驗

那么，具體來講，如何運用微痕分析方法來研究石器的功能呢？例如圖2這件磨制石鑿，它的一端較為寬大，另一端收緊成為刃部，在形態(tài)上類似現(xiàn)代所用的鑿子，所以也被命名為“石鑿”。木工師傅經(jīng)常用鑿子在木頭上挖槽或者打孔，古人是不是也會用石鑿在木頭上操作呢？這需要通過科學的實驗和觀察來提供證據(jù)。

首先，需要進行實驗考古，制作現(xiàn)在的石鑿標本，模擬古人可能進行的工作，開展實驗標本的使用實驗。如圖3所示，實驗人員拿著用樹枝做成的棒槌作為榔頭，通過打擊石鑿頂端，借助石鑿刃部的沖擊力，在木頭上加工出卯眼。

整個實驗的過程還是比較順利的，證明了這種石鑿在加工木頭時確實是一個有效的工具。實驗結(jié)束之后，研究人員先把石鑿標本清洗干凈，然后放在顯微鏡下進行觀察，分析實驗過后石鑿上面出現(xiàn)了什么樣的使用痕跡，并把觀察到的痕跡拍照記錄下來。

從圖4我們可以看到，使用過后的石鑿刃部出現(xiàn)了非常明顯的磨蝕，原本較為鋒銳的刃部變得圓鈍，從平直的狀態(tài)變得有一些彎彎曲曲，并且出現(xiàn)了一些破損痕跡。整個系列實驗設(shè)計了多件石鑿的模擬使用實驗，不同使用時長、不同操作者使用的石鑿標本上會出現(xiàn)一系列的使用痕跡。研究人員可以從中總結(jié)出利用石鑿加工木頭所產(chǎn)生的微痕的具體特征和規(guī)律，并由此建立一個微痕數(shù)據(jù)參照系統(tǒng)，將考古標本上觀察到的微痕與之相對應，進而解釋考古標本的功能。

圖4 使用過后石鑿刃部的使用痕跡

圖5 蘇州五峰北遺址出土的良渚文化時期石鑿刃部的使用痕跡

回到上文所提及的那件蘇州五峰北遺址出土的良渚文化時期的石鑿，研究人員對其進行了微痕觀察和分析（見圖5）?？梢园l(fā)現(xiàn)，考古標本上的痕跡和實驗標本上的痕跡非常類似，只是在程度上更深一點。由此，我們基本可以判斷這件考古標本曾經(jīng)也被用來加工過木頭，而且使用強度不低。基于實驗考古與微痕分析的結(jié)果，我們證明了這件石鑿確實恰如其名，是用來鑿木頭的。

三星堆遺址中也出土了不少的磨制石器，其中不乏石鑿、石斧、石錛等工具，但目前還沒有進行過相應微痕分析，有待日后科研人員更進一步的實驗和研究。微痕分析作為科技考古的一種方法手段，為了解古代石器的功能提供了更為直接且科學的證據(jù)，相信它還能為我們解答更多的謎團，帶來更多的驚喜！

（指導老師：陳 虹 郭 怡）