澳门黑沙史前辘轳轴承石器发掘的历史意义

马天慧 （曲阜市文物保护中心，山东 曲阜 273100）

澳门位于中国南部珠江口西侧，毗邻广东省，陆地面积约32.9平方公里，由澳门半岛、路环岛和氹仔岛组成。澳门自古是中国的一部分，与中国大陆的传统文化息息相关。澳门的考古工作与其他国家和地区相比，起步较晚。从1972年香港考古学会的一批业余考古爱好者首次在路环进行考古调查为起点，到现在澳门的考古研究已有50年的历史。其中，澳门黑沙遗址考古工作进行过多次。1999年澳门回归祖国怀抱之后，澳门考古事业得到较大的发展。黑沙考古对还原澳门6 000年前的历史及了解珠三角地区人类的活动具有重要意义。

一、黑沙遗址考古工作的发展历程

1972年7月份，当时的澳门市政厅邀请了香港考古学会业余考古爱好者在路环进行了调查工作，在黑沙遗址发现了史前及唐宋时期的文物。黑沙分为南北两个部分。南部的黑沙，也就是现在的黑沙公园，其范围内留存有较为丰富的历史遗物，如素面陶片、石纺轮及刻画残纹底座等；黑沙的北部发现了一些环状砥石等。1973年5月，香港考古学会在黑沙遗址尝试挖掘调查，共在沙堤上布置了6个小探方。B探方出土了若干件可能属于唐代的陶瓷，在E探方内发现若干五铢钱币。F探方内发现有较多陶片和石器。1977年调查发现，自表土以下20到30厘米有少量清朝时期的陶瓷破片和钱币等。1985年，考古学者在澳门发现了一些新石器时代的遗物。1995年在新石器时代晚期文化层中，人们确认了环玦生产活动面的存在。探方的中心点，就是轮轴机械辘轳轴承器的出土位置，以此为圆心3米半径圆周范围内发现环玦制品、工具等空间组合状况，这成为证明轴承器功能最关键的考古证据。2006年考古人员在1995年的探方周围，扩大发掘了100平方米，确认了1995年轴承器出土周围区域就是旋转机械使用的核心区域。

图1 黑沙遗址考古发掘中出土的石英器具

二、圆形旋截法的实现

英国著名科学史专家李约瑟在《中华科学文明史》一书中曾经提到滚动轴承的概念，他说：“中国的机械工程技术在西方工程技术仍处于相对原始的状态时，就已经达到了一个非常高的发展阶段。”

图2 1977年，澳门黑沙公园内考古发掘的彩陶碎片，并对其还原 澳门艺术博物馆藏

图3 1995年，香港中文大学与澳门大学考古团队在黑沙遗址出土的环砥石，为玉石加工时使用的辘轳承轴器，并采用圆盘旋转机械加工 澳门博物馆藏

（一）竹管加解玉砂直接管钻

支持这种看法的人占大多数。有学者认为，当时的做法是把已经切割好的玉料固定，确定好圆心，把竹管开槽之后放在圆心上面，有一个人固定竹管不让它移动，并且不断往槽内加水和砂。在充分了解水的运动速度和温度、砂的硬度的前提下才能完成玉器的切割与穿孔。

（二）竹管的一端嵌入尖石片

有些学者认为上述在竹管中加解玉砂的做法并不可行，在竹管的一端加上尖石片更可行。他们认为，竹管的硬度不如玉料，如果完全靠竹管之内的解玉砂进行钻孔不现实，在转动过程中，砂会乱动，不太可能在玉上钻成孔，反而可能会让竹管破损。他们举出了反例，在良渚文化出土的玉器中，有些兽状玉器的眼睛是非常窄小的空间，这显然是不可能用解玉砂钻出来的。另一个发现是，在玉璧的孔中发现了被钻空的刀纹，如果是使用钻空砂怎么能出现这些螺旋状的刀纹呢？这样就反映了之前的说法存在问题。

（三）旋转机械存在的可能性

旋转机械这种东西是存在的，但是旋转方法大体分为两种：第一种的旋转方法应该是把已经割好的玉料固定圆心，竹管开槽之后放在圆心上，竹管的上端用木板或者石块加一定的压力。另外一个人或者两个人用绳索或者皮条在竹管上缠绕几圈，然后拉住皮条让管子转动，从而让沙粒摩擦钻成圆孔。第二种认为转动不是来回拉锯式的转动，而是往一个方向转动的。当时人们制作出了简易的木质结构旋转机械，可以利用这个机械装置旋转竹管，并且施加压力。还有一种办法是将玉料固定在一个转盘上，然后把固定好的钻刀慢慢加大压力来钻孔。这种方法不能更换石刀，必须在玉料的两面先后对钻，根据所要钻的孔大小来选择不同直径的竹管。

三、辘轳轴承石器的历史变化趋势

轴承起源于旧石器时代，是人类控制摩擦的科学技术。轴承技术的突破和发展，对古代生产技术如木工、陶工、玉工等影响深远，对中华文明起源的发展起着关键作用。综合澳门黑沙出土的辘轳轴承器，我们可以总结出一些机械运动的特点。第一，轴承器在使用前，往往会被雕刻成一定的形态。第二，轴承器在运动的过程中存在两种情况。一种是固定不动的，另一种是随转盘转动的。被固定的轴承器只有一个旋转面，另一面没有进一步加工的痕迹。第三，手持钻头钻空并非真正的旋转运动①。

总之，随着时代的发展，这种器物有四种变化：第一，原本有缺口的颈部向环形的凹槽状转化，这种情形一直断断续续地存在，晚期出现的颈部弧状特征越来越明显。第二，长体扁平形主要和缺口型相匹配，颈部是弧形的主要和矮体近圆形相匹配，但是偶尔也有交叉出现的情况，至于环槽形应该出现在两者发展过程中的过渡阶段。第三，距今五千年左右，长体扁平形渐渐被淘汰或者演变成长体近圆形，最终被矮体近圆形淘汰。第四，石器整体的高度是不断降低的，最终主流是矮体近圆形。这样的变化过程与技术的变化有关系。长体扁平形的石器有利于把握，但是对于机械旋转不利，矮体近圆形正好相反，机械旋转比较容易但是不利于把握。纵观这些变化，五千年前的石器外形规矩、颈部和石器的身体之间呈弧面，从力学上看具备了旋转的功能，但是还需要进一步验证和观察能否满足实际需要；距今约四千年的澳门黑沙石器基本上具备了可以旋转的技术指标。

四、历史意义

（一）对进一步研究玉器的制作具有重大意义

轮盘是人类伟大的发明之一，虽然出土的一些古代发明结构看起来很简单，但是它们却影响深远。中国一直把“玉”奉为美好的东西，玉文化中最重要的技术就是轴承的设计。近年来的考古发现表明，轮轴机械很可能在玉石文化起源之初就发挥了作用。轮轴本身并没有什么可研究的，轮轴背后所蕴含的运动原理却十分有价值，但是研究这个是非常不容易的。因为远古时代的机械多是用木材制成的，不容易保存。仅从遗物和遗迹去研究滚动机械的是非常困难的。澳门黑沙是东南亚地区首次从轴承和环玦制品之间的关系来论证辘轳机械的存在。对进一步研究远古时代玉器的制作方式，以及验证以往的发现都有重大的意义。

（二）对澳门历史文明研究的意义

澳门黑沙遗址的发现和再发掘，不仅将澳门海岛上出现人类活动痕迹的历史追溯到5 000～6 000年之前，还填补了文献记载的空白。滚动轴承的发现有力地证明了澳门海岛的史前文化，是珠江三角洲史前文化的重要组成部分。

一直以来，很多非澳门人认为澳门只是“东方拉斯维加斯”，略微了解澳门历史的人知道澳门在四百年前是“东西交汇第一门户”。但是再往前的澳门是什么样的呢？这些在澳门黑沙地区的发掘证明了澳门在七千年前就已经有人类居住，澳门这个地方自古以来就不是与世隔绝的荒芜之地，石器展现了先民们的生活，人们已经会制作玉器，并且有制作玉器的作坊和配套的机械设备，这为人们构建一个宏大的图景。这样的研究对澳门人历史归属感的弘扬和增进人们对澳门的了解很有意义。

（三）对澳门考古工作发展的推动作用

澳门地区的考古工作若以1972年于路环首次进行考古调查为起点，至今已走过50个年头。“澳门回归以来，随着特区政府积极开展考古调查工作，澳门地区包括澳门半岛、氹仔岛及路环岛相继发现一些新的考古遗址，并进行了多个考古发掘工作。目前，澳门的考古工作正在蓬勃发展的阶段，竭力保护属于澳门本地珍贵的考古遗产，加强公众对考古工作的认识，让本地市民能够了解自己居住地的历史文化传承，是澳门考古工作的重要任务。2014年3月1日，《文化遗产保护法》正式生效，其中“考古遗产”被正式纳入法规保护范围，为澳门考古工作提供了坚实的支持，同时标志着澳门文化遗产保护工作迈向了新的台阶。”②

注释

①邓聪：《澳门黑沙玉石作坊》，澳门民政总署文化康体部，2013年第286-337页。

②澳门文化遗产官网：《澳门的考古工作》，https://www.culturalheritage.mo/detail/101766。