中新网北京8月2日电 (记者 孙自法) 中华玉文化底蕴深厚，种类繁多。那些史前时期的精美玉器究竟是怎么造出来的？这个问题在学界争论已久，也一直是大众关注的焦点。
轮轴机械
8月1日，香港考古学家、山东大学考古学院文化遗产研究院特聘教授邓聪亮相中国考古博物馆。作为中华文明溯源系列学术讲座第101期的主讲嘉宾，他以“良渚玉琮管钻孔技术考古实验”为题进行科普分享。邓聪指出，通过一系列考古研究与复原实验证实，早在石器时代，中国先民便已掌握木石结构的轮轴（辘轳）机械技术。这项发明，为琮、璧、环、玦等玉器的规模化生产、传播及技艺传承打下了牢固根基。
邓聪教授作玉器制作技术考古科普报告。中新网记者 孙自法 摄
据考古推测，中国史前早期的轮轴机械，是由水平旋转的木轮盘、轴承以及轮轴三者结合而成的木石结构。
他在接受采访时分析道：新石器时代尚未诞生金属工具；而当时出土了海量工艺精湛的玉器。若仅靠纯手工打磨，没有机械辅助几乎不可能完成。此前学界曾猜测良渚玉琮钻孔使用了金属工具，或是缺乏机械辅助，但这些观点都经不起推敲。根本原因在于，过去人们未能从机械力学的角度去构思问题。
邓聪介绍，基于辽宁查海遗址发现的已知最早石质固定轴承，以及澳门黑沙玉石作坊遗址中轮轴管钻机械遗迹的研究成果显示，利用轮轴原理产生的持续旋转动力，配合竹筒钻具和解玉砂，能够成功攻克良渚玉琮硬度达莫氏6度至6.5度的软玉钻孔难题。穿孔深度可达50厘米，孔径较大（5厘米至6厘米），这堪称史前人类科技巅峰的代表作。
实验复原
为了揭示并复原古人利用轮轴机械加工玉器深孔的工艺，2018年，邓聪在香港中文大学自己的考古实验室内，带领学生开展了一项实验。他们挑选天然河流中的鹅卵石充当轴承，搭配木质大型轮盘和竹管作为轴柱，从海边采集石英砂作为解玉砂，并以大型竹管作为钻具，搭建起一套原始的木石制轮轴机械。
操作这种由人力推动的木石轮轴机械时，人手直接拉动轮盘使其旋转。在精准的时间计算与转数控制下，轮盘每分钟可达到60转至80转次，且主要朝单一方向转动。由此产生的强大机械力矩，使得前方加沙加水的竹管钻具在玉毛坯上不断旋转摩擦。与此同时，木轮盘叠压在鹅卵石轴承上，由于两者接触面的相对运动，留下了同心圆状的研磨痕迹。
邓聪教授作玉器制作技术考古科普报告。中新网记者 孙自法 摄
实验数据显示，选用青海产的优质软玉方型玉琮毛坯，采用对向方式管钻穿孔，最终钻穿直径6.6厘米、深5厘米的中孔并完成脱芯工程。整个过程耗时37小时47分23秒，木轮累计旋转141452次。
邓聪表示，这是目前所知首次以原始木石轮轴机械复原玉琮穿孔的实验。它证实了在无金属管钻的条件下，依靠木石材料和解玉砂的组合，完全有能力解决软玉大型穿孔的技术难题。
另一项重要成果是，实验团队对木轮盘与轴承间的摩擦方式进行了精细记录和拍摄，特别是滑动摩擦在石轴承上形成使用痕的过程。这使得研究者能够动态掌握轴承使用痕的发生机制模式，为今后判断考古出土同类玉石器提供了标准依据。
天圆地方
“天圆地方”是中国古人重要的宇宙观，象征天象的圆形元素在中国玉文化的核心概念中得到了集中体现。
邓聪提到，距今约一万年前后的中国，人们选用代表社会最高价值观的软玉，配合当时最尖端的轮轴机械旋转科技，制作出近乎正圆的玉器。此举旨在表达至高无上的“天圆”哲学，同时也象征着中国史前科技水平及精神文明的核心所在。
出于对“天圆”理念的强烈追求，从新石器时代早期开始，中国便涌现出许多精通轮轴机械的天才玉工。他们凭借知识与经验制作各种圆形玉器，以满足社会精神文化的需求。这也让中国史前的轮轴机械技术，在石器时代处于遥遥领先的地位。
考古研究推断，在兴隆洼文化阶段，这些优秀的玉工已经完全掌握了轮盘与被加工物共同旋转轴心的技术理论；到了红山及良渚文化阶段，他们对轮轴机械的运用更是炉火纯青，达到了标准化与专业化的高端水平。
自新石器时代起，中国古人以软玉为原料，配合先进的轮轴机械，生产出琮、璧、环、玦等玉礼器，“开创出史前东方礼器独特的文化风格，以及绵延至今的中华玉文化。”邓聪总结道。
