石制品使用微痕多阶段成形轨迹的实验研究

石制品微痕是进行石器功能研究、了解史前人类行为模式的重要考古证据之一。本文在以往实验研究的基础上, 设计并开展多阶段燧石制品"刮骨"微痕实验, 分阶段详细、直观地记录石制品刃缘使用微痕的最初形成与发展动态。实验研究表明, "刮骨"使用微痕迹随着使用时间长度的递增发生复杂的动态变化, 使用微痕的发展与使用时间之间并非简单的正函数关系。片疤破损自开始在一定时间段内呈连续发生状态, 随后停止发展, 是确认石制品是否经过使用的良好指示。磨圆表现出由少到多、由弱及强的逐渐发育过程, 可以反映石制品的使用时间和强度, 也是判断使用微痕的重要参考依据。     

海城仙人洞遗址出土钻器的实验研究

本文运用实验考古学方法,在模拟制作和使用脉石英钻器的基础上,记述了用脉石英钻器钻孔所产生的使用微痕的特点,并讨论了制作疤与使用微痕的区别,进而对海城仙人洞遗址出土的从形态上鉴定为钻器的标本做微痕观察和分析。结果表明它们中后部分所见使用微痕基本具有钻孔形成的特点。因而这部分石器的功能应该是钻,是名符其实的钻器。     

吉林和龙大洞遗址黑曜岩雕刻器的制作技术与功能

本文通过分析雕刻器技术及制作过程,提出雕刻器的斜棱刃应作为主要使用部位的假设。作者结合我国长白山地区吉林大洞遗址出土的黑曜岩斜刃雕刻器材料,运用微痕观察,发现斜棱刃上存在三种不同特征的痕迹及痕迹组合。随后,通过模拟雕刻器技术打制雕刻器标本,并用其斜棱刃对不同材质的加工对象进行横向"刮刨"的动作,结果产生与考古标本上一致的特征,证实假设成立。根据对部分被加工的骨角器表面情况分析,推测斜刃雕刻器的主体功能是"微加工",达到器物表面逐渐光滑的结果,为探讨磨制骨器技术起源提供了新的思路。     

射击类带尖石制品使用微痕动态形成过程的实验研究

石镞主要是旧石器时代晚期出现的一种投射类复合武器的尖端,其使用方式一直为学术界所关注。本文以山西吉县柿子滩遗址环境背景和石器原料为参照,通过微痕实验,探讨射击类带尖石制品重复使用过程中微痕的动态形成过程。作者对21件实验标本分阶段累计射击337次,微痕观察121次。分析结果显示,射击类带尖石制品的重复使用情况可以通过微痕进行佐证。形态变化过程表明,尖端变化较为显著,指示应以动态思维考量出土石镞形态及其暗示的人类行为;测量数据显示,尖端及侧刃较为锋利、长度适中的标本,射击效果更好,存在多次使用的可能;微痕分析指示,若尖端产生层叠大中型折断式、阶梯式疤痕,装柄部位产生连续小型折断式或羽翼式疤痕,部分出现磨圆与光泽时可以考虑重复使用的可能。本项研究为揭示石镞背后所蕴含的狩猎策略、生计方式等人类行为信息提供了数据参考。     

石制品微磨痕分析的实验性研究

以扫描电子显微镜为主要手段,依据Keeley的实验方法,对实验和 “盲测” 的燧石制品进行了微磨痕 (microwear) 的观察分析,验证了该方法的可行性;表明在石制品的加工方式、加工对象与其可能的残留信息——石制品的使用痕迹,如以光泽、条痕、破损疤为主要特征的微磨痕之间所具有的某种实验模式,初步掌握了微磨痕研究的实验方法,取得了一些结果,并予以检验;利用扫描电镜观察 “晶体破损” 与否,可能是鉴定石制品使用或未使用的一种行之有效的方法。     

考古标本微磨痕初步研究

从周口店第1地点和马鞍山遗址选取了20件燧石制品,以微磨痕的实验研究为基础,以扫描电子显微镜 (简称电镜) 为主要手段,通过对比分析,尝试了不同遗址间考古标本的微磨痕分析。结果表明,周口店第1地点和马鞍山遗址的石制品的功能都具有多样性;“楔” 的功能见于马鞍山遗址,并为周口店第1地点 “使用石片较多” 的说法提供了微磨痕方面的新证据。     

水洞沟地区白云岩细石叶的微痕实验研究

水洞沟遗址是中国北方旧石器时代晚期的著名遗址,石制品原料以就地取材的白云岩为主。本文利用水洞沟地区的白云岩生产细石叶和石片,进行了29组复制使用实验。对使用痕迹的观察表明：不同加工对象和使用方式导致细石叶上出现不同的微痕特征,细石叶适于装柄使用,以刮、切、削等利用侧刃缘的运动方式效率为高,尖部用于加工硬度较低的动植物效果较好。对比燧石、黑曜岩等不同石料的微痕实验数据可知,不同石料的产品,其使用痕迹存在一定差异。本文对白云岩细石叶的微痕实验,探讨了其适宜的使用方式和加工对象的范围,为分析水洞沟地区出土的白云岩细石叶功能提供了可资参考、对比的实验数据。     

关于周口店第15地点石器类型和加工技术的研究

在周口店第 15地点经过加工的石器中 ,刮削器占近 93%。其它石器类型包括砍砸器、尖刃器、石锥、凹缺器、雕刻器和薄刃斧。石器由锤击加工。绝大多数标本向一面加工。石片石器多为正向加工。大多数石器个体很小 ,形态不规则 ,修疤呈鳞状 ,深浅、大小不一。少数标本的修疤浅平、规则而平行。统计分析显示在各类器型之间存在着明显的大小与加工上的区别。单边刃刮削器的各亚型之间在大小、加工长度和深度以及刃角和刃形诸方面不存在明显的差异 ,说明这些刮削器在刃口形态 (直、凸与凹 )方面的的变异主要取决于毛坯的原始形态 ,而非代表类型与功能的不同。变量相关分析揭示石器的大小与加工程度和原坯的大小与形态紧密相关。     

模拟打制实验及其在丁村角页岩石器研究中的应用

模拟打制是史前考古研究中的重要实验考古方法之一,对于正确认识考古标本的类型和技术、解读当时人类的认知水平和知识积累具有不可取代的作用。本文简要回溯了模拟打制实验的发展史,并评述其应用现状。模拟打制实验在欧美有较长的发展与应用历史,但最终趋向了不同的发展方向。传统的模拟打制实验研究在欧洲得到了更加深入的继承和发展,而美国在上世纪90年代后期逐渐发展起了以定量控制、数理统计为核心的实验方法。本文以近期在山西丁村开展的角页岩模拟打制实验为例,介绍传统的模拟打制实验的基本流程和内容,包括实验的内容设计、实施及记录和分析等。本次实验结果肯定了硬锤锤击技术在丁村角页岩石核剥片和修理中的广泛应用,并在一定程度上否定了以往对使用碰砧法的推测。文章最后对模拟打制实验存在的问题和应用前景作了讨论和展望。     

湖北郧县余嘴2号地点砍砸器的实验研究

2009年在湖北郧县余嘴2号旧石器地点的发掘过程中, 我们利用文化层中出土的砾石原料与从该地点附近地表采集的砾石原料进行复制与使用实验。各复制样本50件, 并根据原料类型、大小与刃角选取样本进行了使用实验, 最后与出土标本进行对比。实验结果表明, 燧石最适合用作砍砸器的原料, 砂岩最不适合; 遗址出土砍砸器原料却以相对丰富的角页岩、石英岩为主, 这表明古人选取原料的策略是以方便与适度为原则。实验还显示, 碰砧法制作砍砸器非常有效, 但是出土标本却表现为以锤击法为主, 导致这种差别的原因可能是古人的上肢有更强大的打击力和图方便的目的。另外,实验还表明, 砍砸器的使用有最佳的力轴与握姿以及最佳的边刃长度, 考古标本的观察也印证了这一点。在此基础上, 我们对砍砸器的性质、传统以及作为一种文化适应所代表的意义进行了探讨。     

Scar-driven shape-changes of virus capsids

We propose that certain patterns (scars) could be relevant to extend the classic Caspar and Klug construction for icosahedrally-shaped virus capsids. These scars are theoretically and numerically predicted to be formed by electrons arranged on a sphere to minimize the repulsive Coulomb potential (the Thomson problem) and are experimentally found in spherical crystals formed by self-assembled polystyrene beads (an instance of the generalized Thomson problem). Scars could be produced on the capsid at an intermediate stage of its evolution and the release of the bending energy present in scars into stretching energy could allow for shape-changes. The conjecture can be tested in experiments and/or in numerical simulations.     

Axisymmetric finite element analysis of tourniquet application on limb

An axisymmetric finite element model of cuff on limb was developed. The model was used to simulate a clinical experiment by others in which the fluid pressure was measured at various points under a blood pressure cuff; the distribution of calculated hydrostatic stress was consistent with the clinical results. Simulations involving varying degrees of rounding at the edges of a tourniquet suggested that ensuring such rounding decreases maximum octahedral shear stress; this finding was consistent with studies by others using a two-dimensional physical model. The calculated stresses were highest at the tourniquet edges; this was consistent with nerve conduction and photomicrographic studies by others of damage caused by tourniquet use.     

虎头梁遗址尖状器功能的微痕研究

虎头梁遗址位于河北省阳原县泥河湾盆地, 距今1万年左右, 出土的石制品加工精致、器型稳定。本文选择其中代表性的尖状器进行功能研究, 通过微痕分析探讨其使用方式, 并结合其形态特征探讨器物类型与功能之间的关系。对5个亚类型共52件标本的研究表明, 虎头梁尖状器具有专业分工, 并被装柄使用。这种工具的制作和使用特征反映了更新世末期虎头梁人群通过提高工具的效能来应对环境变化的生存策略。     

Effect of Edge Rounding on the Extinction Properties of Hollow Metal Nanoparticles

The optical responses of metal nanoparticles induced by subtle variations in geometry, especially by the rounding of the edges and corners, have generated great interest at present due to the requirement of fabricating refined structures of metal nanoparticles and theoretical simulations of the real particles. We study the effect of both inner and outer edge rounding on the optical properties of gold nanobox and gold nanobox dimer with small interparticle distances by using the discrete dipole approximation method. The shift of extinction peaks, the electric field distribution, and the variation of refractive index sensitivities by changing the curvature of the inner and outer edges of gold nanobox are investigated. We demonstrate that the optical properties of nanobox are more sensitive to the outer edge rounding than the inner edge rounding. By edge rounding of two very close gold nanoboxes, the blue shift of the dipolar and the quadrupolar plasmonic resonances of nanobox dimer are shown. Comparing with the inner edge rounding of nanobox dimer, we find that rounding of the outer edges causes the larger shift of the quadrupolar mode and approximate shift of the dipole mode.     

鄂尔多斯乌兰木伦遗址的工具类型与修理技术初探

本文对鄂尔多斯乌兰木伦遗址2010年第2次试掘和2011-2012年正式发掘出土石制品中的136件经过修理的工具进行研究。这些修理工具的类型以锯齿刃器、凹缺器和刮削器为主,比例均在20%以上。其他如钻具、尖状器、石镞、琢背石刀、雕刻器、鸟喙状器等器型的比例偏少。原料以等级较好的石英岩为主(92%)。毛坯以石片为主(99%),且以完整石片居多(74%)。多数修理工具的个体较小,分布于20-50mm之间。修理主要采用锤击法修理;修理方式以单面修理为主(91%),其中又以正向修理为多(80%)。刃缘多为直刃,修疤层数多为一层,修疤进深偏短,修理长度指数较高。这批修理工具的整体特点,特别是修铤的出现反映出遗址古人类在狩猎、屠宰等方面的明显需求。