王 闖， 李海波

(1.遼寧大學(xué) 歷史學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2.吉林大學(xué) 邊疆考古研究中心，吉林 長春130012； 3.遼寧省文物考古研究所 考古研究部，遼寧 沈陽 110003)

史前玉器工藝的實驗考古研究之一
——不同線切割方式的痕跡特征

王 闖1，2， 李海波3

(1.遼寧大學(xué) 歷史學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2.吉林大學(xué) 邊疆考古研究中心，吉林 長春130012； 3.遼寧省文物考古研究所 考古研究部，遼寧 沈陽 110003)

線切割技術(shù)是史前玉器工藝的重要組成部分，通過開展模擬實驗，明確了線切割的三種不同切割方式，即單人雙手拉切、雙人對拉和弓鋸切割，遺留在玉器表面的痕跡特征以及切割效能存在明顯的區(qū)別。結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，與史前考古出土玉器進行比對，以此驗證史前時期人們在制作玉器過程中，不僅使用了三種線切割方式，而且能夠根據(jù)玉料特點來選擇采用哪種適合的方式。

史前玉器；實驗考古；線切割技術(shù)；痕跡特征

一、引 言

實驗考古(Experimental Archaeology)，也有人稱為“直接實驗考古學(xué)”*賀云翱.談?wù)剬嶒灴脊艑W(xué)[M]∥歷史與文化.北京：中國人事出版社，1996:283-292.，顧名思義，就是通過開展有目的的模擬實驗，從實驗的操作過程中獲得實驗數(shù)據(jù)，觀察實驗遺留的痕跡特征，并與考古出土的實物遺存進行比對，以此來驗證古代的工藝技術(shù)或復(fù)原古人的生產(chǎn)活動和生活場景的一種研究方法。美國著名考古學(xué)家艾伯特·司保丁曾經(jīng)說過，“只有通過現(xiàn)在才能真正了解過去”*沈辰.石器微痕分析的考古學(xué)實驗：理論、方法與運用[M]∥高星，沈辰.石器微痕分析的考古學(xué)實驗研究.北京：科學(xué)出版社，2008:23.，說出了實驗考古的主旨。與其說實驗考古是一門“學(xué)科”，不如說實驗考古是一種“方法”，它架起了溝通現(xiàn)代與古代的橋梁。

20世紀(jì)80年代，周曉陸、張敏等就已經(jīng)認(rèn)識到史前玉器有利用皮條弓加解玉砂來裁割玉料的方法*周曉陸，張敏.治玉說——長江下游新石器時代三件玉制品棄余物的研究[J].南京博物館集刊，1984(7):46-51.，后來牟永抗先生稱這種方法為“柔性線切割”，簡稱“線切割”*牟永抗.關(guān)于史前琢玉工藝考古學(xué)研究的一些看法[M].錢憲和，方建能.史前琢玉工藝技術(shù).臺北：“國立臺灣”博物館，2003:19-40.。

所謂線切割，是指利用柔性線狀工具(如麻繩、皮條或鐵絲等)，和著加水的解玉砂，在玉石材料上作前、后或左、右往復(fù)運動，以達到分割玉石料的目的。線切割技術(shù)從史前時期直到20世紀(jì)70、80年代都是玉石開料的主要手段之一，即使是產(chǎn)生金剛砂砣片的今天，鑲嵌著金剛砂的線鋸也存在著相當(dāng)?shù)挠梦渲亍?/p>

二、實驗?zāi)康?/h2>

本組實驗是我們進行“史前玉器工藝的實驗考古研究”整個實驗設(shè)計的一個環(huán)節(jié)，也是線切割實驗中的一個重要組成部分，編號XQZ2，即線切第二組。

主要目的有二：(1)在其他因素條件不變的情況下，探討不同切割方式對線切割痕跡的影響。換句話說，就是不同的切割方式留在玉料切割面的加工痕跡有何區(qū)別。(2)基于實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，對比古代玉器上存留的線切割痕跡，探討不同切割方式在史前玉器加工過程中的用途。

三、實驗過程

(一)材料制備

石料：選用普通青田石(為何選擇青田石，后文論述)作為切割對象，顏色青白，帶花紋凍。長方形，長5.1cm、寬3.9cm、厚2cm，重110g，平均密度約為2.77g/cm3。青田石主要成分為葉蠟石，質(zhì)地較軟，摩氏硬度大約2.5～3度(圖1)。

麻繩：直徑3mm，截成長30cm若干段，使用前用清水浸泡約2h。

解玉砂：天然河砂，黃褐色，河水自然分選一般，粒度粗細(xì)并不十分均勻。預(yù)先用水進行淘洗，將其中的泥土淘洗干凈，然后使用分樣篩進行分選，先用10目篩子過濾掉特別粗大的砂粒和樹枝、野草莖等雜質(zhì)，再依次用18目、35目分樣篩進一步過濾，分選出粒徑<0.5mm的砂粒，最后剩下粒徑在0.5～1.0mm之間的砂子備用(圖2)。

輔助工具：竹弓、臺鉗、棉手絹、手套等。

圖1 青田石料

圖2 分選解玉砂

(二)實驗操作

根據(jù)線切割操作方式的不同，本組實驗共設(shè)計3個實驗環(huán)節(jié)，即單人雙手拉切、雙人對拉和弓鋸(圖3)。

圖3 線切割操作方式

實驗1：單人雙手拉切，標(biāo)本編號XQZ2∶01

用臺鉗將石料沿寬度方向立置固定，臺鉗和石料之間墊一層棉手絹，以防石料受損。將清水浸泡過的麻繩均勻地裹上解玉砂，制成砂繩(以往的實驗證明裹砂的效果要比切割過程中加砂的效果好)。單人雙手各執(zhí)握砂繩的一端，平行于石料寬度方向，從厚度面的一側(cè)向另一側(cè)做橫向拉切，左右手交替前后運動，單向切斷。為節(jié)省石料，以備下兩次實驗繼續(xù)實驗，此次切割盡可能貼近石料頂端。切割過程中，線繩與石料切割面有30°左右的交角，頻率大約1～1.5來回/秒。實驗從20∶15分開始，經(jīng)過7min第一根砂繩斷掉，石料切割槽中間深0.5cm、兩側(cè)1.6cm。測量、拍照之后，20∶35分實驗繼續(xù)，2min后第二根砂繩斷掉，一直到20∶53分，石料被截斷，總耗時25min，使用了5根砂繩。

切割長度3.9cm、寬度2cm，有效切割面積7.8cm2，切片厚度7.4～6.38～8.5mm。剩余石料重104.02g，磨耗5.98g，切割掉2.16cm3，平均切割頻率5.18cm3/h，平均切割深度9.36cm/h。

實驗2：雙人對拉，標(biāo)本編號XQZ2∶02

三項實驗的被切割對象為同一塊石料，實驗2使用的是實驗1剩余的部分，剩余長4.2cm，重89.07g。(以下與實驗1相同之處略過)

雙人處于對面位置，各出一只手執(zhí)握砂繩的一端，來回拉切石料。此次接著前一次的切割面略往下位置繼續(xù)切割。雙人對拉原本適合垂直石料的縱向切割，但是為了減少其他因素對痕跡的影響，與實驗1保持一致，這里做橫向拉切，兩人手臂交替前后運動，單向切斷，切割頻率大約2～2.5來回/秒。實驗從23∶00開始，經(jīng)過4min后第一根砂繩斷掉，8min后第二根砂繩斷掉，12min后，第三根砂繩又?jǐn)嗟袅?。第三根砂繩斷掉后，切口中間切割深度0.4cm，邊緣深0.5cm。測量、拍照之后，23∶16分實驗繼續(xù)，直到24∶00整，石料被切斷。由于剛開始兩人配合不默契，拉切用力不均，砂繩磨損很快，平均每4min換一根新的砂繩，后來隨著配合逐漸得當(dāng)，砂繩磨損速度減緩。整個實驗耗時55min，使用了9根砂繩。

切割長度3.9cm、寬度2cm，有效切割面積7.8cm2，切片厚度12.8～14.7～17.3mm。剩余石料重82.40g，磨耗6.67g，切割掉2.41cm3，平均切割頻率2.63cm3/h，平均切割深度4.25cm/h。

實驗3：弓鋸，標(biāo)本編號XQZ2∶03

實驗3使用的是實驗2剩余的部分，剩余長2.3～2.6cm，重53.47g。(以下與實驗1、2相同之處略過)

將提前用水浸泡過的麻繩繃緊系在竹弓的兩端，單手(右手)持弓，接著前一次的切割面略往下位置繼續(xù)切割。弓鋸顯然適合垂直石料的縱向切割，但是為了減少其他因素對痕跡的影響，與實驗1、2切割方向保持一致，這里做橫向拉切，單人手臂前后往復(fù)運動，單向切斷，切割頻率大約2來回/秒。實驗從20∶26開始，20∶33分第一根砂繩斷掉，切口中間深度0.2cm，邊緣深0.35cm。進行測量、拍照之后，開始更換新繩。20∶40實驗繼續(xù)，20∶54第二根砂繩斷掉。切割過程中，發(fā)現(xiàn)從切口側(cè)緣塞砂可以減少砂繩裹砂次數(shù)以節(jié)約時間，從而達到提高效率的目的。直到21∶35，石料被切斷，整個實驗耗時63min，使用了9根砂繩。實驗中來回?fù)Q繩較為耗時間，每次換繩大約在1min以內(nèi)。

切割長度3.9cm、寬度2cm，有效切割面積7.8cm2，切片厚度12～12～10mm。剩余石料重47.98g，磨耗5.49g，切割掉1.98cm3，平均切割頻率1.89cm3/h，平均切割深度3.71cm/h。最后剩余石料重23.23g。

四、實驗結(jié)果分析

通過實驗1、2、3所獲得的XQZ2∶01、02、03三件標(biāo)本痕跡進行比較，發(fā)現(xiàn)它們存在著共同的特征，如側(cè)面軌跡彎曲起伏、剖面弧線、凸凹起伏、粗棱和粗凹痕以及細(xì)痕等，只是這些特征的具體形態(tài)上略有不同。相比而言，實驗1和實驗2、3的差別較大，而后兩者差別較小。

(一)實驗效能

在石料質(zhì)地相同，有效切割面積一致的前提下，三種切割方式的效能不盡相同，如表1。

表1 XQZ2實驗效能相關(guān)數(shù)據(jù)比較

總耗時量上，以實驗1用時最短，實驗3耗時最長，而實驗2介于二者之間，偏靠后者。分析原因，主要是由于砂繩在切割過程中作用在石料上的壓力方式和力度大小不同造成的。實驗1作用力直接來自手拉麻繩的壓力，壓力相對較大，因此耗時基本在實驗2、3的一半以內(nèi)，實驗2和實驗3的作用力主要是來自切割過程中的砂繩繃緊度，這個作用力與砂繩的運動方向垂直，因此壓力較小。砂繩與石料垂直作用力大，切割耗時就短；反之，砂繩與石料的垂直作用力小，切割耗時就長。

磨耗上，實驗3的磨耗最少，而實驗2的磨耗最大，實驗1介于二者之間。雙人對拉時由于需要兩人配合，配合不好就會增加路徑長度，以至于增加磨耗。而手持竹弓，較為平穩(wěn)，易于把握，可以減少路徑長度，降低磨耗。

繩子損耗上，實驗1最少，實驗2和實驗3較大，主要原因是切磨時間較長，效能就相對較低。相比之下，雙人對拉若是配合不好更容易損耗繩子。

平均切割率和平均切割深度上，這個與總耗時成反比，實驗1最高，實驗3最低。

綜合來看，在其他條件因素不變的前提下，單人拉切的切割效能最高，而弓鋸的效能最低，雙人對拉介于二者之間而靠后。

(二)剖面弧形的弧度

剖面弧線可以分為：高弧、圓弧和低弧三種。

三項實驗的弧線都不能復(fù)原出一個完整的圓周，因此都不是圓弧。實驗1的剖面弧形呈高弧線，弧度較大，而實驗2、實驗3呈低弧線，弧度較小，實驗3的弧線弧度還要略小于實驗2(圖4)。

(三)側(cè)面軌跡和剖面的凸凹起伏

通過實驗可知，側(cè)面軌跡的彎曲變化與剖面的凸凹起伏是一致的。相比之下，實驗1的起伏最大，而實驗2、3的起伏較小。對于后兩者而言，實驗3又略小于實驗2(圖5)。

圖4 實驗1、2、3剖面弧線弧度特征

圖5 實驗1、2、3側(cè)面軌跡

也就是說，弓鋸路徑起伏度最小(軌跡最高點與最低點的垂直距離)，而單人雙手拉切路徑起伏最大。但是，雙人對切有2凸2凹，起伏度變化雖然介于弓鋸和單人雙手拉切之間，但起伏數(shù)量多，因此路徑最長，磨耗量最大。單人雙手拉切和弓鋸均為2凸1凹或2凹1凸，前者起伏大、磨耗量次于雙人對切，弓鋸起伏最小，磨耗量最小。

(四)粗棱和粗凹痕

在線切割的剖面上，還有一種肉眼明顯可見的粗棱和粗凹痕，這種痕跡與剖面的凸凹起伏并不是一回事兒。粗棱和粗凹痕是由于砂繩在切割過程中發(fā)生較小的游移而偏離中心造成的，部分原因也不排除是夾砂和換繩。

整體上看，實驗1粗棱與粗凹痕的起伏度略大于實驗2，而實驗3的起伏度明顯小于實驗2(圖四)。

實驗1的粗棱與粗凹痕形成作用機理與實驗2、3略有不同，實驗1在入切口和出切口兩端下切明顯，而在中間段達到平衡形成弧形，而實驗2、3自始自終兩端下切不明顯，左右兩端平面高低不同，粗棱或粗凹痕進深也不同，往往呈現(xiàn)類似“之”字的效果。

實驗1、3的粗棱與粗凹痕的兩翼弧度過渡均勻，實驗2由于雙人對拉下切時砂繩兩端可以靈活地調(diào)整角度，因此剖面上粗棱與粗凹痕兩端(靠近玉料邊緣處)弧度容易出現(xiàn)驟然的彎曲變化，這在單人拉切和弓鋸上是看不到的。

(五)終端形態(tài)

這里借用石器微痕分析中的術(shù)語，指的是出切口的折斷處，實驗1的終端為半圓柱狀斷裂，而實驗2、3為低弧形斷裂。實驗3比實驗2弧度略厚(圖6)。

圖6 實驗1、2、3終端形態(tài)

(六)功用與限制

根據(jù)以往的經(jīng)驗，切割玉料相對耗時，此次我們選擇質(zhì)地較軟、易于分割的青田石作為切割對象，條件設(shè)定在對同一石料采用不同切割方式的前提下進行實驗，這樣做并不影響實驗分析的客觀性和實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，鄧聰先生也曾使用葉蠟石代替玉料來進行切割實驗*鄧聰，呂紅亮，陳瑋.以柔制剛砂繩截玉考[J].“故宮”文物月刊(臺北)，2005(265):70-82.。至于切割玉料與切割石料在遺留的痕跡上是否存在差別，我們將會在以后的文章中予以討論。

本著以最低的做工獲得最高效能的原則，理論上能用單人雙手拉切的，不用雙人對拉，能用雙人對拉的，不用弓鋸，然而三者在應(yīng)用上都受到玉料形狀和使用方式的限制。

單人雙手拉切，效率雖高，但因人的臂長有限，容易受到玉料體積的制約，不宜加工過大的玉料，而用來切割小型的、較扁薄的玉料效果最好。

弓鋸的效能最低，耗時、費繩，但節(jié)約玉料，而且容易掌握加工路徑。弓鋸和人的手臂相比有一定的延伸，可加工較大或有一定寬度的玉料，但弓鋸適合于垂直縱向切割，且切割深度和長度依然受到竹弓彎曲程度和長度的限制，反復(fù)換繩也較為麻煩。

雙人對拉，也適合于垂直縱向切割，它容易受實驗效能的制約，但免去弓鋸換繩的麻煩，同時對玉料體積也少有限制，兩人執(zhí)繩子的距離可大可小，可用于開體積較大，或?qū)挾容^大的玉料，而且兩側(cè)可以靈活地改變角度，適合制作曲面。

由此，這三種切割方式不能因為切割效能的差異，厚此薄彼或厚彼薄此，而是各盡其用，各盡其能。

五、史前玉器的線切割痕跡

線切割技術(shù)是史前玉器工藝的重要組成部分，從開料到修整加工(如裁截、鏤孔、套料取芯、邊緣雕飾等)都發(fā)揮了重要的作用。實驗證明，線切割有不同的切割方式，而這些方式留在玉料表面的痕跡特征是有明顯區(qū)別的。

在遙遠(yuǎn)的史前時期，人們在制作玉器時也使用了不同的線切割方式，而且還能根據(jù)玉料的特點選擇使用哪種適合的方式。例如凌家灘遺址98M28∶6玉璧*安徽省文物考古研究所.凌家灘玉器[M].北京:文物出版社，2000:100.、瑤山遺址M5∶8-2玉圓牌、M11∶60玉圓牌*浙江省文物考古研究所.瑤山[M].北京:文物出版社，2003:66-168.等表面均保留有原始的線切割痕，弧線弧度較大，呈高弧線形，且粗棱或粗凹痕起伏較大，這與實驗1單人雙手拉切的痕跡特征相符；牛河梁第二地點Z1M4∶1斜口筒形器*遼寧省文物考古研究所.牛河梁——紅山文化遺址發(fā)掘報告(1983～2003年度)[M].北京:文物出版社，2012 :79-82.，內(nèi)壁殘留的弧線痕跡弧度小，呈低弧線形，且鄰近邊緣處弧度驟然變化，粗棱或粗凹痕起伏較小，這與實驗2雙人對拉的痕跡特征相一致；凌家灘遺址98M21∶4玉鉞*安徽省文物考古研究所.凌家灘玉器[M].北京:文物出版社，2000:21.，弧線弧度小，弧線兩翼過渡平滑均勻，粗棱或粗凹痕起伏較小，這便是實驗3所反映出來的弓鋸切割痕跡的特征(圖7)。

紅山文化斜口筒形器在制作時，要從內(nèi)部掏芯，切割寬度較大，加之需要進行曲面加工，若采用單人雙手拉切，雖然節(jié)省時間，但容易切掉邊緣，因此選擇雙人對拉是最好的方式；凌家灘文化玉鉞器形較大，開料適合使用弓鋸，雖然效能低，但容易把握切割路徑，保證大面積的切割面相對平整，降低損耗。

圖7 史前玉器的線切割痕跡

通過實驗考古的研究方法，使我們得以了解古代先民在制作玉器過程中已經(jīng)能夠針對玉料特點有意識地選擇某種特定的加工方式，這無疑是對古玉研究精細(xì)化的一種表現(xiàn)！今后，我們將開展一系列的模擬實驗，對史前時期玉器工藝，諸如線切割、片切割、鉆孔、陰刻、打磨拋光等技術(shù)，進行更加深入細(xì)致的研究。

〔責(zé)任編輯：徐昭峰〕

The experimental archaeological studies of prehistoric jades ——The trace features of different line cutting methods

Wang Chuang1，2， Li Haibo3

(1.SchoolofHistory，LiaoningUniversity，Shenyang110136，China; 2.ResearchCenterforChineseFrontierArchaeology,JilinUniversity，Changchun130012，China; 3.DepartmentofArchaeologyStudies;LiaoningInstituteofCulturalRelicsandArchaeology，Shenyang110003，China)

Line cutting is an important part of prehistoric jade techniques.Through experiment archaeology， the three different methods of line cutting，such as single both-hands cutting， pair pullcutting and bow cutting，show significant differences on the jade surface and the cutting efficiency. According to the experimental data and analysis results，there were also similar features on the prehistoric jades unearthed， and people knew to select one suitable way in the process of jade production.

prehistoric jades; experimental archaeology; line cutting technology; trace features

10.16216/j.cnki.lsxbwk.201703139

2016-12-09

遼寧省大學(xué)生校外實踐教育基地——遼?？脊艑嵺`教育基地(10165201502)

王 闖(1983- )，男，遼寧沈陽人，遼寧大學(xué)講師，博士，吉林大學(xué)在站博士后，主要從事中國古代玉石器及東北新石器時代考古研究；李海波(1982- )，男，內(nèi)蒙古翁牛特人，遼寧省文物考古研究所館員，主要從事遼寧地區(qū)田野考古研究。

K876.8

A

1000-1751(2017)03-0139-06