石片回收率和奧杜威人族行為的推斷

【關鍵詞】奧杜威石器；石片回收率；人族行為；實驗考古學

【摘要】木村在研究奧杜威石器時曾用石片回收率（FRR）來推斷早期人類石制品使用的行為策略，即將通過石核上的石片疤推算出的組合中預期的石片數量與實際回收的石片數量進行比較，認為遺址中出現石片過于豐富的情形，要么是將在其他地方打制好的石片搬運至該遺址，要么是將在該遺址經過剝片的石核搬運出去；石片的缺乏則被認為是代表了先前在其他地方經過剝片的石核被帶進該遺址，或者打制好的石片被帶離了該遺址。但奧杜威石核在大小上差異很大，石片和石片疤的數量理論上都應受到其尺寸相關因素的影響。較小的石核絕對體積較小，大石核的表面積與體積比更高。鑒于小石核有限的表面積與體積比，預測隨著石核的縮減，后期的剝片更有可能抹除之前的石片疤。與較大的石核相比，較小的石核上的石片疤被抹去的速度更快。為證實該推測，運用實驗考古的方法進行石核縮減實驗，來探討初始石核尺寸對石片回收率的影響。采用兩種不同FRR計算方法對實驗結果進行計算，發現兩種計算結果產生了相似的模式，表明FRR與礫石的初始尺寸之間有很強的聯系。實驗結果也證實了小石核上的石片疤被抹除的速度比大石核上的更快。由此質疑了木村關于石片數量豐富程度的相對水平代表石器搬運水平的觀點，認為MNK CF遺址較高的石片回收率可能是由較小的初始石核尺寸導致的，而非古人類對原料分布做出的反應，為理解奧杜威石器組合與人類行為之間復雜的關系提供了新思路。

————————

*原文出處：DAVID R BRAUN，JOANNE C TACTIKOS，JOSEPH V FERRARO，etc. Flake Recovery Rates and Inferences of Oldowan Hominin Behavior：A Response to Kimura 1999，2002[M]. Journal of Human Evolution，2005，48（5）：525-531.

引言

在奧杜威石核技術研究中，石片疤數量通常被看作是石核削減水平的指標[1，2]。它隱含了石核上的片疤數量將會隨著石核的縮減而增多的假設。然而，當先前的片疤被后來的所取代時，石片疤產生的數量便會趨于穩定，進而在石核接近耗盡時逐漸減少。直觀上看，這個模式很容易解釋。在剝片的早期階段，石核的表面積很大，當先前的片疤被后來的剝片所取代時，就會趨近漸近線；當剩余的表面快速縮減時，石片疤損失的速度會超過產生的速度。

不幸的是，考古記錄中的奧杜威石核可能經歷了多輪次迭代縮減。由于縮減的計算僅僅是基于目前可見的石片剝離的數量，很難確定早先的剝離是否被后來的石片疤所取代。從本質上講，這就是最近發表的一系列論文中存在的問題[3，4]。

在這些文章中，木村（Y. Kimura）公布了她對從坦桑尼亞奧杜威峽谷中獲得的奧杜威石器[5]的分析結果。在她的研究中，最突出的是對石片回收率（flake recovery rates，以下簡稱FRR）【譯注1】的分析，即將通過石核上的石片疤推算出的組合中預期的石片數量與遺址中實際回收的石片數量進行比較[6，7]。她認為，石片過于豐富的情形要么是將在其他地方打制好的石片搬運到該遺址，要么是將在該遺址經過剝片的石核搬運出去。相比之下，石片的缺乏則代表了先前在其他地方經過剝片的石核被帶進該遺址，或者打制好的石片被帶離了該遺址。木村在她的研究中提出，原料的材質、分布對人族（hominin）石器打制、搬運等行為策略具有重要影響[3，4]。

然而，這些研究中的一般假設是，每打掉一片石片，本質上都會留下一個永久性的石片疤。零假設【譯注2】是指石片和石片疤之間預期的比例關系接近1∶1。這似乎不太可能，特別是對經過重度縮減的石核而言。此外，奧杜威石核在大小上差異很大[8]，理論上石片和石片疤的數量都應受到其尺寸相關因素的影響。特別是較小的石核絕對體積較小，相比之下大石核的表面積與體積比更高。所以，鑒于小石核有限的表面積與體積比，我們預測，隨著石核的縮減，后期的剝片更有可能抹除之前的石片疤。如此，與較大的石核相比，較小的石核上的石片疤被抹去的速度更快。如果這樣的一般性預測得到支持，就會對使用FRR數據得出的奧杜威人族行為的推論提出質疑，特別是在對不同初始尺寸的石核進行比較時。

在本文中，我們報告了一個實驗的結果，旨在探討石核初始尺寸對FRR變量的影響，并用得出的結果來重新評估木村在1999年和2002年提供的數據和行為推論。

方法

為了評估礫石尺寸對FRR值的影響，我們選用30塊礫石進行了石核縮減實驗。其中，原料和剝片技術保持不變，而打片者的技能與經驗、礫石縮減的程度和初始石核尺寸等均作系統的變化（表一）。實驗中使用的所有原料都是過渡型玄武巖，其原始礫石是從東非圖爾卡納盆地的礫石壩或美國新澤西州中北部的采石場收集的鵝卵石?？紤]到石器實驗可能受到打制者技能和經驗的影響[9]，本實驗由兩位具有不同技能和經驗的工作人員DRB和JCT實施。所有石核均采用徒手硬錘直接打擊法進行剝片。實驗的目標是生產可用的石片，而不是有意產生特定的石核類型，并且所得石核均勻分布在各個類型中（圖一）。

出于分析的目的，用于實驗的礫石被主觀地按質量分為三組：小型（小于1.0千克）、中型（1.0至2.0千克）和大型（大于2.0千克），盡管如此，其重量或體積基本是呈漸進變化的。由于使用了密度一致的原料，質量被認為是衡量礫石體積大小的準確指標。礫石縮減實驗分階段進行，每個剝片片段（一次剝片過程）可定義為一次單獨的打擊事件所產生的最大尺寸大于1厘米的石片的剝落，一次產生的最大尺寸小于1厘米的微小廢片的打擊不被認定為一個剝片片段。三次剝片后為一個“間歇期”【譯注1】，暫停石核縮減。每次間歇后記錄以下一系列特征：1.石片疤的數量（最大尺寸大于1厘米的剝片量）；2.石核質量；3.在該間歇期內產生的完整石片、裂片（垂直于臺面的斷裂）和斷片（平行于臺面的斷裂）【譯注2】的數量。每個石核都被盡可能多地剝片，間歇期越多越好，直到所有臺面耗盡為止（臺面角接近90°，如果不進一步修整石核，剝片就會非常困難）[10]。為了模擬耗竭石核的縮減水平，每個打制者會在各個尺寸組中的每一塊礫石上持續剝片，以產出比平均值多20%的額外剝片片段。

FRR值采用兩種方法計算。由于木村[3，4]沒有明確定義如何把斷片和裂片置入她的公式，我們假設她的計算如公式1。此外，我們還采用了維拉[6，7]最初定義的公式2。由于質量和FRR值變化很大，故在分析前對兩者進行了以10為底的對數轉換。

公式1：

FRRKimura=[（完整石片數+斷片數+裂片數）/石核上的片疤數]×100

公式2：

FRRVilla=[（完整石片數+斷片數+裂片數×0.5）/石核上的片疤數]×100

結果

盡管結果不完全相同，但兩種FRR公式產生了相似的結論，表明FRR值與礫石的初始尺寸之間有很強的聯系。為方便起見，以下所有結果均為采用FRRKimura公式所得?？偟膩碚f，結果顯示礫石的初始質量與FRR值之間存在強烈的反比關系（圖二、表二）。換句話說，隨著礫石尺寸的增加，FRR值會減小。因此，當石核的初始尺寸較大時，剝片產生的石片疤會相對較多。相反，隨著礫石尺寸的減小，FRR值增大，石核上留存的石片疤數量反映出所得到石片的相對豐度。這有力地支持了我們的一般預測，即小石核上的石片疤始終比大石核石片疤以更快的速度被抹除。

無論實驗所得石核形狀如何（雙面砍斫器：Pearson’s r=0.799，p=0.05【譯注1】；單面砍斫器：r=0.90，p=0.05；盤狀石核：r=0.753，p=0.083；多面體石核：r=0.96，p=0.03；準石球：r=0.98，p=0.01；重型刮削器：r=0.94，p=0.01），打片者經驗與技能如何（DRB：Pearson’s r=0.81，p<0.001；JCT：r=0.80，p=0.009），或石核縮減程度如何（正常：Pearson’s r=0.82，p<001；密集：r=0.88，p<0.05），上述結論均適用。當通過縮減序列來看待初始石核大小和FRR之間的關系時，這種關系成立，而6次剝落（Pearson’s r=0.74，p<0.001，y=-131.84x+549.79）、9次剝落（r=0.76，p<0.001，y=-122.8x+520.12）以及12次剝落（r=0.82，p<0.001，y=-109.59x+477.6）的結果表明，事實上兩者之間關系的強度增加了。這表明，在將FRR值用于推斷人族行為之前，應進一步研究FRR值在考古組合分析中的使用。盡管在某些亞組合中樣本量相當小，但FRR和石核質量之間關系的一致性表明，這兩個變量之間存在因果關系。

石片疤抹除率

從我們定義的“石片疤抹除率”（flake scar erasure rate）來看，實驗中的石片回收率（FRR）與礫石大小之間呈反比關系?？紤]到小礫石有限的體積和有限的絕對表面積，新的剝片有很大的可能抹除了之前的石片疤。在較大的礫石上，由于較大的初始表面積減小了石片疤抹除的機會，直到縮減序列的后期石片疤才被抹除。

后續剝片片段中石片疤的抹除，可以從石片疤的累積數量與剝離石片的累積數量的關系圖中看出來（圖三）。請注意，盡管大石核有時會產生超過40個的剝離石片，但石片疤的數量極少超過16個。只有縮減程度最小的大石核（<15個剝離石片）才能產生石片與石片疤1∶1的理想比例（FRR值為100）。經過縮減后的不同尺寸石核上的石片疤數量可以進一步證明這一現象（圖四）。初始石核尺寸越大，剝片片段和石片疤之間的比例越接近1∶1。

在FRR值中也可以觀察到石片疤抹除現象。當實驗礫石按大小分組時，可以計算每個間歇期的平均FRR值。在所有尺寸組中，隨著縮減的繼續，FRR值隨著先前石片疤的“抹除”而增大（圖五）。此外，小型石核在最初的幾個間歇期內顯示出FRR值的顯著增大，表明即使是初始縮減也會導致石片疤抹除。中型和大型石核直到縮減序列十分偏后的階段（第五和第六個間歇期）FRR值才出現顯著的增大。單獨看待石核時，也可得出類似的結果。

討論

鑒于初始石核大小對FRR值的影響，我們可以更充分地重新評估木村提供的數據和對人族行為的推斷[3，4]。在此我們重點關注了她在1999年的研究，因為其提供了更多的數據結構細節（表三）[3]。然而，由于我們感興趣的FRR變量分析的效用在木村1999年及本文的分析中都存在，研究結果與這兩項分析研究都密切相關。最引人注目的是她對人族行為的推論，認為石片數量豐富程度的相對水平代表了不同的石器搬運水平，這令人懷疑。木村認為，石片數量豐富度較高（高FRR值）反映了優先的剝片和搬運行為，而低FRR值反映了系統搬運行為的缺失。

這里特別令人感興趣的問題是在奧杜威峽谷第二層（Bed II）中初始石核尺寸是否不同，換言之，其石核大小和FRR值之間的關系是否會推翻木村的研究結果。如果是的話，將對她關于行為闡釋推論的基礎產生尖銳的懷疑。

對木村1999年研究數據的核查表明，某些組合的石核尺寸差異很大（燧石為63.1～ 604.7克，排除一個異常值后為63.1～489.9克）。正如人們所知道的，石核大小會導致FRR值的變化，而在她的組合中石核大小也有所不同，這就對她基于燧石FRR值對人族行為的推斷提出了嚴重的質疑。例如，她認為MNK CF遺址中極高的燧石FRR值（674.4）是石核在遺址內打擊剝片后被搬運到其他地方的結果，并認為這代表了對原料的系統選擇和所在環境對剝片石核的主動搬運。然而，在木村的數據組合中，MNK CF遺址中一個燧石石核的質量數值位于最小的質量中位數值之列（81.6克），這表明高FRR值可能是由初始石核較小導致的，而不是人族針對原料分布做出的反應行為[11]（平均質量值來自Kimura，1997）。

當然，本研究假設實驗中概述的模式在時間和空間上都具有一致性，因此與所有模式Ⅰ【譯注1】技術的打制行為相關。為了研究這一假設，我們分析了實驗和考古組合中的石核縮減模式及其產生的FRR值。我們的假設是，相似的行為應該會導致相似的模式。如前所述，在實驗組合中，無論處于哪個縮減階段，石核大小和FRR值之間都存在著穩定的關系。雖然考古材料可能有不同的縮減階段，但以組合的層次觀察時，都會看到石核尺寸和FRR值之間存在著相似關系（Pearson’s r=0.7129，p<0.006。圖六）。這種關系表現為組合中的質量中位數值而非平均值，因為樣本大小和石核質量在組合內部和不同組合之間都有很大的差異（例如：MNK CF石英n=3，平均質量604.7克，中位質量30.7克）。綜上所述，我們將這種關系解釋為反映了模式Ⅰ技術之間類似的縮減關系。

結論

隨著奧杜威組合樣本的增加，使用創新的測量方法來比較地理（生態）和時間（進化）方面的組合將變得越來越重要。此外，有必要深究在變量和行為之間的聯系中所隱含的假設。本研究進一步強調了將實驗納入奧杜威石器研究的重要性[12，13]。研究的實驗數據表明，石片回收率受到礫石初始尺寸的嚴重影響，因此嚴重限制了木村理論的有效性。

對于人族行為的推斷，木村關于奧杜威搬運行為對原料材質和可用性敏感的最終觀點很有可能是合理的。事實上，奧杜威其他地點的數據也體現出對原料材質和分布具有類似的敏感性[14，15]。然而，本文提供的數據強勢表明，FRR變量的當前表現對于闡釋行為而言，充其量是個有問題的基礎。

致謝

我們感謝布盧門沙因（R. J. Blumenschine）、布蘭廷漢姆（P. J. Brantingham）、波茨（R. B. Potts）和一位匿名審稿人的深刻評論。

————————

[1]TOTH N. The Stone Technologies of Early Hominids at Koobi Fora，Kenya：An Experimental Approach[D]. Berkeley：University of California，1982.

[2]POTTS R B. Why the Oldowan？： Plio-Pleistocene Tool-making and the Transport of Resources[J]. Journal of Anthropological Research，1991：153-176.

[3]KIMURA Y. Tool-using Strategies by Early Hominids at Bed II，Olduvai Gorge，Tanzania[J]. Journal of Human Evolution，1999：807-831.

[4]KIMURA Y. Examining Time Trends in the Oldowan Technology， at Beds I and II， Olduvai Gorge[J]. Journal of Human Evolution，2002：291-321.

[5]LEAKEY M D. Olduvai Gorge，vol. 3[J]. Cambridge：Cambridge University Press，1971.

[6]VILLA P. The Stone Artefact Assemblage from Terra Amata. A Contribution to the Comparative Study of Acheulian Industries in Southwestern Europe[D]. Berkeley：University of California，1978.

[7]VILLA P. Terra Amata and the Middle Pleistocene Archaeological Record of Southern France[M]. Berkeley and Los Angeles：University of California Press，1983：1-303.

[8]LUDWIG B V. A Technological Reassessment of East African Plio-Pleistocene Lithic Artifact Assemblages[D]. New Jersey：Rutgers University，1999.

[9]AHLER S. Mass Analysis of Flaking Debris： Studying the Forest rather than the Trees[J]. Archaeological Papers of the American Anthropological Association，1989：85-118.

[10]DIBBLE H. Platform Variability and Flake Morphology： A Comparison of Experimental and Archaeological Data and Implications for Interpreting Prehistoric Lithic Assemblages[J]. Lithic Technology，1997：150-170.

[11]KIMURA Y. Studies on the Tool Using and Ranging Patterns of Early Hominids at Olduvai Gorge[D]. Madison：University of Wisconsin-Madison，1997.

[12]SAHNOUNI M，SCHICK K，TOTH N. An Experimental Investigation into the Nature of Faceted Limestone“spheroids”in the Early Paleolithic[J]. Journal of Archaeological Science，1997：701e，713.

[13]TACTIKOS J C. A Landscape Perspective on the Oldowan from Olduvai Gorge， Tanzania[D]. New Jersey：Rutgers University，2005.

[14]SEMAW S. The World’s Oldest Stone Artifacts from Gona， Ethiopia： Their Implications for Understanding Stone Technology and Patterns of Human Evolution between 2.6-1.5 Million Years Ago[J]. Journal of Archaeological Science，2000：1197-1214.

[15]SEMAW S，ROGERS M，QUADE J，et al. 2.6 Million-year-old Stone Tools and Associated Bones from OSG-6 and OSG-7， Gona， Afar， Ethiopia[J]. Journal of Human Evolution，2003：169-177.

〔責任編輯：陳寧〕

————————

【譯注1】石片回收率（FRR）：用來衡量特定遺址中的器物上的石片疤與石片之間的比較程度——將通過石核上的石片疤推算出的石制品組合中的石片數量與考古遺址中回收的石片數量進行比較，借此研究遺址中人類行為模式。這種方法最初由維拉在對Terra Amata遺址的研究中開啟（參見VILLA P.Terra Amata and the Middle Pleistocene Archaeological Record of Southern France[M].Berkeley and Los Angeles：University of California Press，1983.），并由木村應用到奧杜威石器組合的研究中（參見KIMURA Y.Tool-using Strategies by Early Hominids at Bed II， Olduvai Gorge， Tanzania[J]. Journal of Human Evolution，1999；KIMURA Y.Examining Time Trends in the Oldowan Technology， at Beds I and II， Olduvai Gorge[J].Journal of Human Evolution，2002.）。

【譯注2】零假設（1 hypothesis）：統計學術語，指進行統計檢驗時預先建立的假設。零假設成立時，有關統計量應該服從已知的某種概率分布。

————————

【譯注1】一個間歇期（interval）代表一輪剝片，后文提到的“間歇期越多越好”，即剝片輪數越多越好。

【譯注2】裂片（又稱之為半邊石片）為縱向斷裂的碎片，可分為左裂片和右裂片；斷片為橫向斷裂的碎片。裂片和斷片均屬于在同一次打擊過程中出現的意外斷裂的廢片。

————————

【譯注1】r：皮爾遜相關系數，是用于判斷變量之間相關性強弱的統計量，其取值范圍是[-1，1]。r越接近于1或-1，表示兩個變量之間的線性相關程度越高；r越接近于0，表示兩個變量之間的線性相關程度越低。

p：相關系數檢驗p值，又稱顯著性水平p值，對于相關系數而言極其重要。如果該數值不顯著，相關系數即便再高也可能只是由偶然因素引起的。通常p值越小，兩組數據的相關性就越明顯。一般來說，p值小于0.1，最好小于0.05，甚至0.01，才可得出兩組數據有明顯關系的結論。

————————

【譯注1】英國考古學家格雷厄姆·克拉克（Grahame Clark，1907—1995）在1969年系統論述石器技術演進系統時將世界范圍內的舊石器技術分為五個模式，其中模式I是礫石石核和石片工具，最具代表性的是奧杜威工業。參見CLARK GRAHAME.World Prehistory：A New Outline（Second Edition）[M].Cambridge：The Cambridge University Press，1969。