我国圆形石磨起源历史初探

卫 斯

(旧版文章：原载《中国农史》1987年第1期)

导语：

圆形石磨是我国古代劳动人民在粮食加工机械方面的一大发明。但长期以来，关于它的起源历史问题却一直未曾被人们所认识。我国许多研究农业机械发展史的专家，在谈到这一问题时，都加以回避。截止目前，学术界还没有人发表过一篇专门探讨圆形石磨起源历史的文章，为了揭示我国古代劳动人民在科学技术方面的这一发明创造，笔者根据 考古发现，结合历史文献记载，对我国圆形石磨起源历史，及圆形石磨问世的时间上限和圆形石磨是由何物发展而来两个方面进行了探讨。从时间上判断：圆形石磨诞生于战国晚期，它是在生产技术和社会需要两个方面条件都成熟的情况下问世的。从形制上看，圆形石磨是由圆形石磨盘(或称圆磨盘)演变而来的。笔者认为，远在圆形石磨未出现以前的新石器时代晚期，陶器轮制技术的出现，即为后来发明圆形石磨打下了基础。人们正是把轮制陶器的陶车转动原理运用到圆形石磨的设计上来。

一 圆形石磨问世的时间上限

磨，起初称硙，汉代才叫作磨。究竟它诞生于什么时代，目前很少有人能回答清这个问题。据《世本》等文献所记的“公输般作硙”推断，圆形石磨在我国的使用，战国早期即已开始。因为公输般即指鲁班，鲁班与墨子为同时代人(公元前475～376年)。但是《世本》的记载是否正确，人们长期持怀疑态度。我国著名工程机械史专家刘仙洲教授引证这一资料时，只是谨慎地推断道：石磨的使用至少应在二千年以前(1)。

在未经论证以前，我们首先应该弄清圆形石磨在诞生之前所需的生产技术条件，这就是说，圆形石磨在当时的生产技术达到什么样的水平才能诞生，促使它诞生的社会因素是什么?大家知道，所谓圆形石磨，皆分上下两扇，两扇都是具有一定厚度的大石块所雕凿成扁圆柱形，且下扇中间有一短的立轴，用铁制成，上扇中间有一个相应的空套，两扇相合，下扇固定，上扇才能绕轴转动。同时，两扇的接触面有一个空膛，叫作“磨膛”。膛的外周还有此起彼伏的磨齿，上磨还留有磨眼。可见，制造一台石磨工序之多，雕凿之难，在铁器尚未出现的时代是不可能有石磨出现的。

上图：江苏六合程桥出土的春秋晚期白口生铁（中国国家博物馆藏）

据有关专家研究，我国冶铁技术的发明，当在春秋晚期。江苏六合程桥出土的春秋晚期的一件铁块，经科学分析，是白口铁。这是目前我国出土并经过科学分析的最早的生铁实物，也是世界上最早的生铁实物。用生铁铸造工具，大约开始于战国早期，到战国中晚期，我国已经比较广泛地使用铁器，目前出土的属于这一时期的铁器，仅生产工具的种类就有十六种之多(2)。但是，这是不是说《世本》所记“公输班作硙”就一定正确呢?单从冶铁技术发明的时间上看，《世本》所记石磨出现的时代不会有什么问题。但问题并不那么简单，它并非鲁班发明，也未必发明于鲁班时代，它应是广大劳动人民集体的创造，有可能发明于鲁班之前，也有可能出现于鲁班之后，下面我们可以再看考古学在此方面提供的材料。

据笔者所知，关于石磨方面的考古发现，属战国时代，仅河北邯郸市一例，而且报道又过于简单，既无图照，也无尺寸，只是在出土遗物石器后面写道：“有大小石磨，石臼，石锤，石磙，柱础等”(3)，不能为我们研究这一问题提供可靠的材料。现在，能被人们公认的石磨考古发现，时代最早的应首推陕西临潼郑庄秦石料加工场遗址出土的石磨。该磨“直径54、厚7厘米，磨中间轴孔为5×5厘米的方形，靠内圈有径20厘米的平面，从此往外有旋槽相隔的四圈磨槽”(4)。这是下扇。其次就是河北汉墓出土的一台完整的石磨。该磨“分上、下两扇，上扇表面中心作圆形凹槽，周边突起，当中有一道横梁，两侧各有一个长方形孔，底面满布圆窝状磨齿，中心稍内凹，下扇磨齿亦为圆窝状，表面微隆起，中心有一圆柱形铁轴，磨通高18、径54厘米。铜漏斗上部大口下腹收敛作小口，腰部外施宽带纹一道，上口径945、下口径29、高34厘米。自上口向下16厘米处，漏斗内壁平伸出四个支爪，两两相对，其跨度超过石磨直径，这说明四个支爪上原当置有承托石磨的木质器”(5)。

上图;复原后的满城汉墓出土的石磨

另外，见于公开报道过的考古材料中，还有秦都栎阳出土的石磨，原报告把该石磨定为秦代遗物。其实，从该磨(仅存上扇)的大小形制上看，与满城石磨十分相似。

尤其是磨齿，同为圆窝状，有人认为可能为汉磨(6)。现在我们姑且不论临潼郑庄出土的秦代石磨与满城汉墓出土石磨是不是一脉相承，仅从上述材料来看，我国圆形石磨的使用时间最早可以追溯到秦代。如果考虑到秦代在中国历史上存在的年代十分短暂的话，那么把我国圆形石磨开始使用的时间定在战国晚期也还可以站得住脚。当然，《世本》所记“公输般作硙”带有传说性质，不足为凭。那么为什么说在普遍铸造铁农具的战国中期圆形石磨能够诞生而没有诞生呢?恩格斯曾经说过这样一句话：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进”(7)。笔者认为，圆形石磨在我国的诞生，是大豆、小麦在粮食加工技术上的需要。早在战国以前，我国北方地区虽然已开始种植大豆、小麦，但这两种作物在整个农作物中并不占首要地位。

上图：山西侯马出土的战国大豆

到了战国时期，尤其是大豆，已成为我国北方地区的主要粮食作物。这一时期的文献中，经常菽粟并提：“菽、粟不足，末生不禁，民必有饥饿之色。”(8)“贤者之治邑也，蚤出莫入，聚菽粟，是以菽粟多而民足乎食。”(9)“贤人治天下，使菽粟如水火，菽粟加水火，而民焉有不仁者乎?”(10)“菽粟深藏”(11)，“耕种树艺，聚菽粟”(12)，“无不被绣衣而食菽粟者”(13)。菽，大豆也。可见大豆在战国时期已超过任何一种粮食作物了，大豆便于脱粒，但如何加工食用呢?这在当时来说，磨就是一种急需问世的粮食加工工具。磨的诞生，不仅使人们改变了对大豆、小麦粒食的传统吃法，而且促进了小麦的大面积推广种植。由“粒食”改为“面食”是我们中华民族饮食史上的一大进步。据一些专家的研究，圆形石磨的诞生，最初并不是为了将粮食加工成面粉，而更有可能是为了将农作物加工成流质的浆类(14)，诸如麦浆、米浆、豆浆之类，而大豆更有利于这种加工。河北满城汉墓出土的圆形石磨就是用于浆类加工的。所以我们说，圆形石磨诞生于战国晚期是有一定根据的，它是在生产技术和社会需要两个方面条件都成熟的情况下问世的。

二 圆形石磨是由何物发展而来的

上图：山西沁水下川遗址出土距今24000-16000年 石磨盘

上图：河南新郑裴李岗遗址出土的新石器谷物加工工具：石磨盘

如果圆形石磨真的是由石碾发展而来的，那么石碾盘在考古学方面的发现，就应该比圆形石磨在考古学方面的发现时代为早，而事实恰恰相反。目前见于公开发表的材料中，有关石碾的发现尚无一例。见于明器材料中的石碾模型陶碾，河南安阳张盛墓仅出土过一件，且时代为隋(16)，与圆形石磨考古发现的实际年代相差七百年左右。

上图：河南安阳张盛墓出土的隋代陶碾

既然圆形石磨不是由石碾盘发展而来的，那么它和石碾盘究竟是一种什么关系呢?笔者认为，它们之间仍然有一种承袭发展关系，但却不是像陈文华先生所说的那样，圆形石磨是由石碾盘发展而来的。相反的，石碾盘是由圆形石磨发展而来的。这不仅从它们问世时间的先后关系上可以得到证明，而更重要的是从它们在设计原理上的差别可以反映出来。圆形石磨和石碾盘其下部即底盘皆为固定的圆形平面石盘。磨的下扇有齿并凸，石碾盘齿较平或无齿，两者底盘中心都有一立轴。在加工粮食时，石磨的上扇和石碾的石磙都是绕轴转动。所不同的地方是，石磨是靠上、下扇磨齿的接触来研磨，石碾是靠碾盘与石磙曲面的接触来碾压。石磨加工谷物经过上扇磨眼而进入磨膛，经过磨扇转动的研磨从磨齿缝中研出。属封闭式加工。石碾则是将加工的粮食直接铺倒在石碾盘上，经石磙多次碾压而脱壳，属启开式加工。在这里我们不妨把磨的下扇和碾的碾盘都看作磨的底扇，因为二者除了在大小上的差异之外，其形制基本相同。更何况石碾诞生于圆形石磨之前还有一个社会生产是否急需的问题。所以说，圆形石磨并非由石碾发展而来，与之相反，石碾倒可以考虑它是由石磨发展而来的。

上图;太行山中仍在使用粮食加工具石碾

 前面我们否定了圆形石磨是由石碾盘发展而来的说法，那么圆形石磨究竟是何物发展而来的呢?考古学提供的材料表明，石磨盘和石磨棒作为谷物加工工具退出历史舞台，代之而起的是杵臼结合的舂捣加工法。根据马洪路先生的考证：“杵臼结合的春捣法代替磨盘磨棒的碾磨法，大概是在仰韶文化中期之后逐渐推而广之的。到了父系氏族社会里，以杵臼舂米，可能成为妇女和少年的主要家内劳动之一。这个看法不仅可以从仰韶文化中期以后的各时期遗存中常发现石杵得到证明，而且古代文献已做了确切的记载。相传黄帝、尧舜时代‘断木为杵，掘地为臼；杵臼之制，万民以济’，可知在氏族社会后期，人们已普遍使用杵臼加工谷物了。”(17)

上图：红山文化石杵臼.

从仰韶文化中期的“断木为杵，掘地为臼”时代到圆形石磨出现的战国晚期，这中间要相差二千多年，要说圆形石磨是由石磨盘发展而来的似乎难以使人相信。更何况自新石器时代以来的绝大多数石磨盘，在形状上与圆形石磨有很大差异，圆形石磨是圆形的，石磨盘则绝大多数是鞋底形的和椭圆形的。尽管如此，圆形石磨盘还是有少量存在的。比如，1960年7月在广东曲江鲶鱼转新石器晚期遗址中发现的石磨盘，就有一件是圆形的(18)。1959年在甘肃永靖莲花台辛店文化遗址中发现的石磨盘，有2件是圆形的(19)。另外，就是当“杵臼”代替了磨盘磨棒加工谷物的功能以后，磨盘和磨棒并未在人们的实际生活中完全消失，而是改变了过去的功能，即变过去的谷物脱粒，成为研磨赤铁粉之类的专用工具。1971年，半坡遗址出土了一件磨棒，一端还留有红色粉末的痕迹(20)。50年代在庙底沟遗址出土的四件石磨盘，其中三件较小，而且表面都附有红色痕迹，可为研磨赤铁矿之用(21)。虽然这些迹象与农业并没有什么关系，但是，石磨盘在其功能方面的改变，孕育着圆形石磨的诞生，这就是说，如果没有石磨盘来研磨赤铁粉，就不可能出现圆形石磨，因为只有在赤铁矿变成粉末的情况下，人们才想到如何把大量的谷物加工成面粉，但是靠石磨盘和石磨棒的研磨又不能胜任这一工作。生活上的需要就迫使人们必须发明一种规模较大的面粉加工工具。考古学方面揭示的情况表明，石磨盘和石磨棒在我国的消失之时，

上图：西安半坡遗址出土的石磨盘与磨棒

就是我国圆形石磨的问世之日。据笔者所知，现已公开发表的战国以后的考古学材料中，不曾再现过石磨盘和石磨棒的影子。这个现象，过去曾使许多学者迷惑不解，其秘密就在于此。

上图：杭州跨湖桥遗址出土：木质慢轮陶车底座实物

 可能有人会这样提出问题，从形制上看，圆形石磨是由圆形石磨盘(或称圆磨盘)演变而来的，那么它的机械构造原理又是如何产生的呢?笔者认为，远在圆形石磨未出现以前的新石器时代的晚期，陶器轮制技术的出现，即为后来发明圆形石磨打下了基础。人们正是把轮制陶器的陶车转动原理运用到圆形石磨的设计上。当然，原始社会以至战国时期的陶车不易

上图：云南西双版纳傣族中使用的陶车：快轮制陶示意图

保存到现在，我们可以以50年代在云南西双版纳傣族中见到的陶车（即快轮制陶人工机械）为例：傣族使用的陶车是一块上径约35、厚约15厘米左右，上大下小的圆木墩做成的，下面凿个圆洞，放在扦入地中的小圆木柱上，用手转动，即可轮制陶器(22)。现在我们可以把陶车上的圆木墩作为磨的上扇，小圆木柱作为下扇中心的立轴，地面作为磨的下扇。只要圆木墩与地面接触，再外加动力旋转，不就和一台圆形石磨很相似吗?所以笔者认为，我国第一台圆形石磨的转动原理就是根据陶车转动原理设计出来的。

注 释(1)刘仙洲：《中国古代农业机械发明史》，科学出版社，1963年。(2)何堂坤：《中国古代冶炼技术的成就》，《中国古代科技成就》，中国青年出版社，1978年。(3)邯郸市文物保管所：《河北邯郸市区古遗址调查简报》，《考古》1980年第2期。(4)秦俑坑考古队：《临潼郑庄秦石料加工场遗址调查简报》，《考古与文物》1981年第1期。(5)《满城汉墓发掘报告》，文物出版社，1980年10月。(6)(14)卢兆荫、张孝光：《满城汉墓农器刍议》，《农业考古》1982年第1期。(7)恩格斯：《致瓦·博尔吉乌斯》(1984年1月25日)，《马克思恩格斯选集》第4卷。(8)《管子·重令》。(9)《墨子·尚贤中》。(10)《孟子·尽心章句上》。(11)《晏子春秋》。(12)《墨子》。(13)《战国策》。(15)陈文华：《简论农业考古》，《农业考古》1984年第2期。(16)考古研究所安阳发掘队：《安阳隋张盛墓发掘记》，《考古》1959年第10期。(17)马洪路：《新石器时代谷物加工方法演变试探》，《农业考古》1984年第2期。(18)广东省文管会、华南师范学院历史系：《广东曲江鲶鱼转马蹄坪和韶关走马岗遗址》，《考古》1964年第7期。 １９中国社会科学院考古研究所甘肃工作队：《甘肃永靖莲花台辛店文化遗址》，《考古》1980年第4期。(20)西安半坡博物馆：《1971年半坡遗址发掘简报》，《考古》1973年第3期。(21)《庙底沟与三里桥》，科学出版社，1959年。(22)张季：《西双版纳傣族的制陶技术》，《考古》1959年第9期。

On Orgin of Round Stone-mill in China

　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ａｒｃｈａｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓｃｏｖｅｒｉｅｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｒｏｕｎｄ　ｓｔｏｎｅ-ｍｉｌｌ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ｔｉｍｅ　ｌｉｍｉｔ　ｏｆ　ｉｔ'ｓ　ｂｏｒｎ　ａｎｄ　ｉｔ'ｓ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｓｐｅｃｔｓ，Ｊｕｄｇｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄ　ｓｔｏｎｅ-ｍｉｌｌ　ｗａｓ　ｂｏｒｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌａｔｅｒ　Ｗａｒｒｉｎｇ　Ｓｔａｔｅｓ　Ｐｅｒｉｏｄ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｍａｔｕｒｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｄｅｍａｎｄ.Ｊｕｄｇｉｎｇ　from ｔｈｅ　ｓｈａｐｅ，ｉｔｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄ　ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ.Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｔｈｉｎｋｓ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｗｈｅｅｌ-ｍａｄｅ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　Ｌａtｅ　Ｎｅｏｎｌｉｔｈｉｃ　ｌａｉｄ　ａ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｕｎｄ　ｓｔｏｎｅ-ｍｉｌｌ，ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｐｏｔｔｅｒｙ　ｗｈｅｅｌ　ｗａｓ　ｊｕｓｔ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｏｕｎｄ　ｓｔｏｎｅ-ｍｉｌｌ.