摘要：本文介绍了陶器成型工艺中所使用的转动装置及其分类方法。从转动装置的结构出发，结合受力分析，认为中轴与轴承的出现可作为转动装置演变的两大节点，前者区分无轴转盘与陶轮，后者区分慢轮与快轮。中轴有枢轴式与榫卯式两类，轴承可分为凹式与凸式两型。新石器时代晚期，慢轮普遍出现在近东、伊朗、印度、中国等地，以枢轴式单轮盘慢轮为主，近东地区的慢轮最早用于修整盘筑后的陶器初坯，随后方出现盘筑拉坯工艺，中国境内，盘筑拉坯工艺直至快轮出现后依旧使用。快轮分为单轮盘与双轮盘快轮两类，中国民族志中所见快轮装置以枢轴式凹式轴承单轮盘快轮为主，较之慢轮，除新增轴承构件之外，轮盘尺寸增大、重量增加，既提高了转速，也通过转动惯量的增加提升了维持转动动能的能力。单轮盘快轮多设计如车筒或横木等平衡装置，保证了陶轮快速转动时的稳定性，也利于静止状态下陶轮的水平放置，实现了“快轮慢用”，在拍打、接坯、装饰等工序中继续发挥效用。
陶器的制作工艺（technology）包括成型与烧造两大内容。成型工艺决定了陶器的外形，而外形是功能的直接反映，在陶器考古学研究中，成型工艺的分析既是首要问题，也是核心问题［1］。陶器的成型工艺通常分为三类，手制、模制与轮制，较之前两者，轮制工艺（又称为轮制法或轮制技术）由于借助陶轮的转动动能辅助陶器成型，是一种更为复杂的制陶工艺。轮制工艺，顾名思义，即使用陶轮制作陶器的工艺，应包括两个核心内容，即陶轮装置及依凭于陶轮的工艺，对陶轮概念与范畴的界定是讨论工艺的前提。
轮制工艺是中国新石器时代晚期及末期黄河中、下游及长江中、下游的主流成型工艺［2］。快轮一次性拉坯工艺的出现提高了陶器的成型效率，易于获得壁厚一致、外形匀称的陶器，并有助于提高陶器群的标准化程度。陶轮的出现是制陶手工业中使用的转动装置结构优化的结果，伴随着陶轮性能的提升，轮制工艺的内涵日益丰富。只有完整梳理转动装置的发展过程，才能更好地界定陶轮的范畴，分析陶轮出现的原因，并对轮制工艺的内容与演变过程进行讨论。下文将从结构出发，结合转动装置使用过程中的受力分析，阐释转动装置的分类标准及其结构、性能优化的方向，并重点对陶轮及依托陶轮的核心工艺内容进行介绍。
一、转动装置与陶轮的分类
陶器制作过程中使用的能够旋转的设备统称为转动装置（rotary instrument），东西方学者常使用两种分类方式对其进行讨论：第一种依据转动装置的结构分类，如福斯特（George M.Foster）［3］、卢克斯（Valentine Roux）［4］与杰弗拉（Caroline D.Jeffra）［5］；第二种依据是否可以实现拉坯工艺进行分类，如柴尔德［6］、李文杰［7］与栾丰实［8］。（表一）第一种分类方式中，福斯特与卢克斯教授强调转动装置中轴的有无与转速的快慢，而杰弗拉博士认为应兼顾转动装置的稳定性与速度，即根据转动装置维持转动动能的能力来进行分类。第二种分类方式的分歧多集中于陶轮的定义上，如栾丰实教授认为可以实现拉坯工艺者为陶轮，李文杰教授则强调只有能够实现一次性拉坯成型工艺者方可称为陶轮。
参考民族志与考古出土的转动装置可知，制陶手工业中所使用的转动装置存在由无轴向有轴、由简单向复杂的结构优化过程，以及速度由慢到快、稳定性由差到好、维持转速的能力由弱到强的性能提升过程。转动装置的分类首先依中轴的有无为区分，无中轴者的运动形式兼具平动运动（translational motion）和转动运动（rotational motion），而有中轴者仅为转动运动，在合外力相同的情况下，前者由于平动运动的存在，可使用的转动动能明显小于后者。较之垫板、无轴转盘等无中轴的转动装置而言，拥有中轴的陶轮在转动过程中中轴不发生位移，能够更好地将外力所做的功转变为陶轮的转动动能，是结构优化后的转动装置。中轴分为榫卯式（图一：1）与枢轴式（图一：2），榫卯式中轴长度较短，下轮盘中部通常设置凹槽与底座凸起相互扣合；枢轴式中轴长度较长，有的中轴顶部制作为小凸起，以减少轮盘与中轴的直接接触面积。
陶轮（potter's wheel）的定义与分类至今尚未统一，东西方研究中常见二元对峙的命名方法，如中文文献中的慢轮（slow wheel）与快轮（fast wheel），以及西方研究中的转盘（turntable或tournette）与（真正的）陶轮（true wheel或wheel），慢轮对应转盘，快轮对应陶轮（包括简单陶轮与双轮盘陶轮），两者的核心区别在于转速［9］。（表一）柴尔德、福斯特、卢克斯与李文杰教授认为，真正的陶轮是可以完成一次性拉坯成型任务的转动装置，因此需要达到一定转速［10］。转速是陶轮性能的表现，只有机械结构的合理设计才能提升陶轮的性能，而提升后的性能方能满足一次性拉坯成型工艺的需要。一次性拉坯成型工艺是转动装置结构优化后才可能出现的工艺，依据事物出现的先后顺序，应以结构来定义陶轮。近年来，随着东西方慢轮及慢轮盘筑拉坯工艺的大量确认，慢轮所具备的轮轴结构的完整性及其在拉坯工艺演进过程中的重要作用逐渐显现。作为陶轮发展的早期阶段，具有轮轴结构且能实现真正转动运动的慢轮（或西方学者命名的转盘）也应纳入陶轮范畴。
陶轮包括慢轮与快轮，是陶器成型过程中使用的轮轴机械装置，性能的提升是慢轮向快轮转变的内在动力，合理的机械结构设计是提升性能的前提［11］。对于任意陶轮装置而言，皆需具备中轴（转轴、枢轴、车轴、车桩）与轮盘（车盘）两个构件。轮盘为操作台面，是放置泥料、制作陶器的部件，中轴为支撑及固定轮盘的部件，通常深埋地下以保持陶轮的稳定。陶轮的中轴皆为竖轴，轮盘为刚体，运动形式为转动，本质是轮盘的定轴转动［12］。轮盘转动时所受外力主要由人工施加，外力推动轮盘运动后转变为轮盘的转动动能E（rotational kinetic energy），
。其中Ι为转动惯量（moment of inertial），根据公式
，转动惯量的大小等于质量（m）与轮盘半径（R）平方乘积的二分之一；ω为角速度，据公式ω=2πn（n为转速）可知，角速度与轮盘转速成正比［13］。由上，轮盘的转动动能受两个因素的影响，其一为转动惯量，其二为转速，陶轮转速与转动惯量成反比，即转速越快，转动惯量则越小。此外，为保证泥料的拉坯成型，失去外力后，陶轮需在一段时间内保持“高速”地旋转。根据刚体定轴转动定律Μ=Ια，刚体做定轴转动时，角加速度α与合外力矩Μ成正比，与转动惯量Ι成反比，在合外力矩给定情况下，转动惯量大，则获得的角加速度小，即角速度改变的慢，也就是保持原有转动状态的惯性大［14］。当作用于轮盘的外力撤去后，轮盘的转动惯量越大，则保持外力撤去时转动状态的惯性就越大，有助于维持陶轮的转动动能，保持轮盘较长时间的高速转动。陶轮的转速与转动惯量不可兼得，且陶轮结构的优化并非追求最快的转速与最大的转动惯量（转速过快无法拉坯，转动惯量过大难以驱动），合理的结构设计应在满足陶器生产要求的前提下，找到适宜陶工操作的转速与转动惯量的平衡点。
转动惯量是定轴转动刚体惯性的量度，是刚体的固有属性，影响陶轮转动惯量大小的因素主要为轮盘的总质量和质量分布，因此轮盘的转动惯量由其材质、尺寸与形状决定［15］。轮盘不仅需要具有足够的质量，还需有合理的质量分布。相同质量的轮盘，外缘部位的质量越大则转动惯量越大，因此，陶工常加厚轮盘外缘以获得更大的转动惯量。轮盘的角速度由合外力决定，合外力越大，角速度越大，转速越快。合外力的大小主要受到陶工施加的力同轮盘与中轴的摩擦力的影响。为了实现以较小的力推动轮盘“高速”旋转，除施力方式的改良外，还需降低轮盘与中轴的摩擦阻力。同时，阻力矩会使轮盘减速，获得负的加速度，因此，还需通过减少摩擦阻力以维持轮盘转速［16］。此外，为了便于实际操作及提高拉坯质量，陶轮需要具备稳定的结构及易于陶工操作的轮盘尺寸［17］。
由上，合理的陶轮结构需满足以下要求，省力的驱动方式、足够的转动惯量、较小的摩擦阻力及稳定的水平旋转。参考已知考古学与民族学材料，搅棍的引入改善了陶轮的驱动方式，轮盘尺寸的增加与材质的选择加大了陶轮的转动惯量，轮盘下附加的车筒、横木等平衡装置保证了陶轮的稳定水平旋转，而较小摩擦阻力则需在轮盘与中轴间增添一特殊部件——轴承。轴承是确定中轴与轮盘的相对运动位置，支承中轴与轮盘的零部件，通常可拆卸［18］。轴承的出现既可减少中轴与轮盘直接接触的面积，还可通过轴承材料的选择降低摩擦因子，减少旋转过程中的摩擦与磨损，保证陶轮在少量驱动力做功的情况下长时间、高精度、稳定、“高速”转动。此外，通过更换轴承还能降低陶轮的重置成本。轴承是陶轮机械结构改良中的重要创新，可作为区分慢轮与快轮的关键性证据。
综上所述，从机械结构出发，首先以中轴的有无将转动装置分为陶轮与无轴转盘，随后以轴承的有无为特征区别快轮与慢轮，具有轴承的快轮装置仅需少许驱动力即可推动轮盘转动，且能有效维持转动动能，实现陶土的一次性拉坯成型。结构的优化是工艺实现的前提，对于存在实物的转动装置而言，依据结构划分显然更加直观明了。然而考古遗址中极少出土完整的转动装置，转动装置存在与否的判断多依赖于陶器器身制作痕迹的分析，由此，考古学家习惯于依据制作痕迹所反映的制陶工艺来判断是否使用转动装置、使用何种转动装置。结构和工艺相辅相成，并不矛盾，应首先从结构优化的角度建构转动装置的演变链条、关键节点及对应的工艺内容，随后结合陶器遗存上保留的工艺特征进行验证、调整与补充，方能厘清转动装置与轮制工艺的发展脉络。下文将使用代表性的陶轮案例对慢轮、快轮的常见结构、类型及相关工艺进行介绍。
二、慢轮与陶轮盘筑工艺
慢轮由轮盘与中轴构成。轮盘材质多样，已发现木、陶、石质等，直径普遍偏小，多小于50厘米，限制了陶轮的转动动能，以单轮盘慢轮为主。（图二）使用过程中，工匠通常用手或脚直接推动轮盘旋转，或由助手帮助转动轮盘。由于轮盘转动惯量小，中轴与轮盘接触面积大，限制了陶轮的转速、稳定性与维持转动动能的能力，一旦失去外力，轮盘将很快降速。
轮制工艺经历了由简单到复杂的发展过程，随着陶轮性能的优化，其内容日益丰富，逐渐成熟。美索不达米亚、伊朗、印度河谷公元前4世纪至3世纪制陶手工业中所使用的慢轮最早仅用于修整陶坯，随后才出现盘筑拉坯工艺［19］。在陶轮上使用泥条筑成法制作陶器的复合成型工艺在西方术语中称为wheel coiling，以陶轮为依凭的转动动能参与到盘筑泥条、粘接泥条、减薄器壁、修整器型中的某个或多个步骤，是泥条筑成工艺（coiling）、陶轮修坯工艺（wheel fashioning）及陶轮拉坯工艺（wheel throwing）的结合，可暂译为陶轮盘筑工艺［20］。依据拉坯工序的有无分为两类，即陶轮盘筑修坯工艺与陶轮盘筑拉坯工艺。陶轮盘筑修坯工艺中不存在拉坯工序，最早且多在慢轮装置上使用；而陶轮盘筑拉坯工艺特指将盘筑后的泥条拉坯成型的工序。由于两类工艺在慢轮与快轮装置上皆可实现，为精确化描述，可将陶轮盘筑修坯工艺细分为慢轮盘筑修坯工艺与快轮盘筑修坯工艺，将陶轮盘筑拉坯工艺细分为慢轮盘筑拉坯工艺与快轮盘筑拉坯工艺。
美索不达米亚北部哈姆卡尔遗址（Hamoukar）中发现了铜石并用时代晚期约4400—3800BC（Late Chalcolithic 1-2periods）使用慢轮修整的陶器［21］。叙利亚东北部费雷斯遗址（Tell Feres）中出土了公元前4世纪初使用慢轮盘筑工艺制作的半球形的科巴碗（coba bowl），其外形规整匀称，壁厚均匀，使用外来的含有蛇纹石的红色黏土制作，数量极少，仅占陶器总量的0.7%左右，且集中发现于聚落中央一处具有特殊功能的大型公共建筑中，该建筑内集中出土了该遗址使用慢轮制作的全部陶器［22］。根据巴尔迪（Johnny Samuele Baldi）的研究，费雷斯遗址的慢轮主要用于陶器的修整，较之捏塑法，使用慢轮制作科巴碗的生产效率更低［23］。另外，结合科巴碗的口径标准化程度分析发现，费雷斯遗址的科巴碗仅由少数工匠制作，慢轮盘筑工艺仅掌握在少数专业陶工手中，为社会精英阶层服务［24］。黎凡特南部如叙利亚卡拉萨遗址（Tell Qarassa）铜石并用时期（约4500BC）遗存中也发现了使用陶轮的迹象，遗址北部出土了6件使用慢轮盘筑工艺制作的V形碗，使用外来黏土原料制作，出土于重要建筑基址之中［25］。美索不达米亚北部与黎凡特南部大致在4500BC皆出现了慢轮盘筑修坯工艺，仅用于制作在特殊场合供少数贵族使用的小尺寸开口式碗类器物，且此工艺仅为少数陶工群体所掌握，未推广至其他日用陶器的制作中。卢克斯教授认为黎凡特南部地区使用慢轮盘筑修坯工艺制作陶碗的工匠为流动性的专业陶工群体，人数少，在一定时间附属于某些贵族，慢轮的使用并非是为了提高陶器生产效率与产量，而是为了制作具有象征意义的在特定场合下使用的陶器［26］。近东地区出土的陶轮完整实物较少，多为石质，偶见陶质，以色列亚慕斯遗址（tel Yarmuth）发现了两件属于青铜时代早期三段偏晚（late Early Bronze AgeⅢ,2600-2350BC）的玄武岩质转盘，皆由上、下轮盘组成。位于宫殿建筑B1的转盘年代为2500BC，出土时放置一处［27］。上轮盘质地较粗糙，直径36.8厘米，厚4.8厘米，底面有一圆形凸起台面，台面中央为圆锥形的凹槽；下轮盘质地较细腻，直径17.4厘米，厚3.8厘米，中间有一穿孔，孔径为2.4～3.2厘米，顶面有一圆形凸起，与上轮盘底面扣合［28］。（图二：1）使用时将固定于地面的木轴穿过下轮盘后插入上轮盘底部凹槽中，旋转过程中下轮盘固定，上轮盘转动，两个轮盘中间涂抹泥浆以作润滑之用，此轮盘最快转速可达每分钟80转，主要用于礼仪性陶器的修整［29］。
距今8000年至7000年的浙江萧山跨湖桥遗址发现了可能为慢轮构件的木质“砣形器”，据邓泽群等先生的研究，跨湖桥陶器器壁匀薄，造型规整，已用慢轮修整［30］。（图二：3）距今7000年前后，慢轮修坯工艺已见于中国新石器时代晚期的多个遗址中，在北辛文化、仰韶文化半坡类型、马家浜文化的陶器上业已发现慢轮修整的迹象［31］。河南裴李岗文化末期的大岗遗址及甘肃、陕西、山西、河南等地仰韶文化时期的遗址中常出土一种形制特殊的陶盘，多被称为“帽式陶转盘”，直径25～50厘米，高5～11厘米，有一小平顶，宽10～15厘米，有学者推测为扣在木质轮盘上的一个构件，主要用于慢轮修坯工艺［32］。（图二：2）
近年来，陶轮盘筑拉坯工艺成为中国学者关注的重点，以往研究中，常被称为“泥条拉坯成型技术”或“泥条盘筑加拉坯成型技术”，既见于慢轮，也见于快轮［33］。甘肃天水大地湾遗址仰韶文化半坡类型的彩陶盆上已发现使用陶轮盘筑拉坯工艺留下的制作痕迹［34］。在快轮一次性拉坯成型技术十分发达的山东大汶口及龙山文化遗址中，“泥条拉坯成型”与“一次性拉坯成型”两种成型方法依旧并存，如山东焦家遗址大汶口文化中期、日照两城镇遗址龙山文化中期及丁公遗址中皆发现使用“泥条拉坯成型技术”与“快轮一次性拉坯成型技术”制作的陶杯［35］。由于已经存在快轮一次性拉坯成型技术，推测对盘筑泥条的拉坯也应于快轮上进行，可细称为快轮盘筑拉坯工艺。直至二里头文化时期，二里头遗址中出土的部分觚、三足盘、平底盆可能仍使用陶轮盘筑拉坯工艺制作［36］。
陶轮盘筑修坯与拉坯工艺同时得到了民族学材料的佐证。云南西双版纳景洪傣族陶工使用慢轮盘筑修坯技术制作陶器，慢轮为单轮盘，主要用脚推动，轮盘面大底小，底部设孔用以嵌入立于地面的木柱（或竹竿），轮盘转速为每分钟4～6转［37］。（图二：6）陶器的成型过程全部在慢轮上完成，首先在轮盘上通过圈筑法制作筒状雏形，再结合刮、抹及拍打等工序修坯成型。索马里兰盖力卜（Gelib）陶工使用的榫卯式慢轮由木质轮盘和底座构成，底座低矮，高3.5厘米，下部埋于地下，上部呈半球状，同轮盘中部的凹槽套接，使用时以脚推动。（图二：5）轮盘直径28.7厘米，重量轻，转动惯量小，轮盘与底座的接触面积大，摩擦阻力大，不易维持轮盘的转动动能，仅适用于盘筑修坯工艺［38］。彭小军博士总结山东即墨西城汇、莒南县薛家窑、泗水柘沟、广西靖西念者屯、云南西双版纳曼郎、曼海等地有关“泥条拉坯成型技术”的民族学材料，发现其多使用有轴陶轮，在粘接泥条步骤借助转动动能提拉坯体制成陶器雏形，待坯体含水量降低之后通过刮或拍打的方式保证泥条紧密连接，并同时实现减薄器壁，调整器形的目的［39］。所使用的陶轮既有慢轮也有快轮，如广西靖西龙腾中屯壮族陶工所使用的“转”与西双版纳曼海寨傣族陶工所使用的“木轮”皆为慢轮（图二：4、6），而西城汇与泗水柘沟明确使用铁质圆锥状突起作为轴承连接轮盘与中轴，应为快轮装置［40］。（图三）
中国的陶器考古学研究中，由于术语界定及轮制工艺研究尚待深入，对于拉坯成型工艺的描述仍比较模糊。拉坯工艺的判定存在较多难点，首先，陶轮盘筑拉坯工艺与快轮一次性拉坯成型工艺在陶器内外壁会留下相似的痕迹，如李文杰先生所提之“螺旋式拉坯指痕”及“麻花状扭转皱纹”，同时，陶轮盘筑拉坯工艺所生产的陶器器壁也相对均匀、左右对称，很难仅凭肉眼观察区分制作痕迹。彭小军博士提出“泥条拉坯成型技术”在陶器腹壁有时可见泥条接缝，如若腹底分开制作且腹底结合较差时，会留下接痕，泥条与泥条粘接的缝隙是通过肉眼观察判断“泥条拉坯成型技术”的最直接证据［41］。由于通过泥条拉坯成型后的陶器初坯往往还需经历后续拍打、修形、磨光等步骤，前期泥条间的接缝易被抹除难以观察，因此，还需借助陶器岩相薄片中羼和料及气孔的方向与分布来辅助判断［42］。此外，即便已将陶轮盘筑拉坯工艺与快轮一次性拉坯成型工艺有效区分，陶轮盘筑拉坯工艺中还需细分慢轮与快轮，这便带来了更多难点。现有研究表明，陶轮装置是判断轮制工艺最直接的证据。然而，由于轮盘与中轴多为有机质，在考古遗址中难以保存也不易分辨，因此中国新石器时代晚期陶轮装置的研究仍较缺乏。邓聪先生使用轴承来判断制玉工艺中使用的辘轳机械，为陶轮装置的研究提供了借鉴。首先，轴承是快轮的判定依据，其次，轴承器的制作原料多不易腐坏，且常同作坊遗迹共存，结合作坊内陶轮车坑的分布，可以为陶器成型工艺链的复原提供良好的背景支撑，是今后需重点关注的对象。
三、快轮
快轮是慢轮结构优化的产物，两者的差异除最大转速之外，还应包括维持转动动能的时间与轮盘转动过程中的稳定性，以上性能的实现主要通过调整轮盘尺寸与重量、增加平衡装置及轴承实现。民族志中所见轴承多嵌入轮盘底面中央的凹槽，形状有凹凸两类：凹式轴承以凹面同凸起的中轴顶部连接，如明清时期景德镇陶轮使用的木制或瓷质轴顶帽（或称盔头、轴顶碗、覆盂）（图一：2，图五：5）［43］；凸式轴承以凸起部位同顶部设置凹槽的中轴或底座连接，如山东柘沟陶轮使用的中央凸起的铁质轴承。（图三）整体而言，凹式轴承较为常见，固定轴承多于滚动轴承。轴承材质多样，已发现木质、石质、瓷质、铁质等。为了使中轴与轴承完美衔接，常对中轴顶部进行加工，如江西景德镇使用的传统陶轮中轴顶部使用可拆卸的圆锥状硬木轴顶，既便于同轴顶帽套合，也易于更换。（图五：5）除轴承外，快轮轮盘下多设置车筒或横木等平衡装置以提高陶轮转动过程中的稳定性，同时也保证了静止状态下陶轮的水平，利于快轮慢用，在无须陶轮高速旋转的成型工序中发挥作用。（图三：1，图四：1、2）此外，平衡装置增加了轮盘的整体重量，有助于获得更大的转动惯量，更好地维持陶轮的转动动能。
快轮装置可按轮盘数量分为单轮盘快轮与双轮盘快轮。单轮盘快轮有时被称为简单陶轮（simple wheel），又因常以木棍或竹竿（通常1米长）驱动，被称为棍转式陶轮（stick wheel）。（图四：2、3）除以木棍或竹棍驱动外，也见直接使用肌肉力量如手或脚驱动的单轮盘快轮。使用单轮盘快轮时，既可一人独自操作；也可二人配合，其中一人专门负责转动轮盘，另一人制陶［44］。棍转式陶轮在土耳其、印度、中国皆比较常见。印度近代使用的棍转式陶轮质地主要为石、陶、水泥及木质，前三者多为实心轮盘，木质者以辐条轮盘为主，轮盘直径在70～100厘米之间，厚7.6～10厘米，轮盘外缘处设置一凹槽，供棍棒插入后推动轮盘转动［45］。（图四：3）轮盘下部设置插槽嵌入凹式轴承，随后同固定在地面的中轴连接，轮盘无稳定装置，露出地面的中轴通常很短，一般5～10厘米，顶部呈圆锥形，涂抹润滑剂使用，轮盘拆卸十分方便［46］。（图四：4）叙利亚北部巴纳特（Tell Banat）等遗址中发现的榫卯式单轮盘快轮由顶部的陶质圆盘、中部玄武岩质地的凸式轴承及底部玄武岩质中部带凹槽的底座三部分构成，此类轮盘在埃及新王朝时期也较常见，据鲍威尔（Catherine Powell）的实验复原研究，其最大转速可达每分钟106转，由于失去外力后很快便停止转动，仅能将小件陶器一次性拉坯成型［47］。（图四：5）
民国时期江西景德镇使用的传统陶轮是枢轴式单轮盘快轮的典型代表，建造时先挖深100～130厘米的圆形或方形土坑（俗称车坑），土坑不填实，中部立轴［48］。圆形木质轮盘（俗称车盘）直径约100厘米，厚约8厘米，底部安装四根木杆，其顶部中央嵌入一个瓷质轴顶碗（即轴承），底部套装瓷质正圆形荡箍，四根木杆围成的空间形成类似“车筒”的平衡装置［49］。（图五：4、5）当轮盘安装于中轴之上时，轴顶碗同木质立轴顶部的硬木轴顶（可拆卸）衔接，极大降低接触面的摩擦因子，通过荡箍与中轴距离远近可随时调整轮盘的水平［50］。（图五：4、5）使用时，在轮盘上方以木板搭建操作台面，陶工坐在台面上，使用木棍推动陶轮旋转，以进行拉坯、利坯、挖坯、修模等工序。（图五：3）晚清北京及近郊常使用一种陶质枢轴式单轮盘快轮，轮盘使用黏土、猪毛与稻草制作，中部设孔与车筒相接，套置于中轴上，多用于拉制小、中型器物［51］。（图四：1）山东即墨西城汇、莒南薛家窑、临沂岗头、泗水柘沟现代制陶作坊使用的快轮常在轮盘之下安装一横木，既可作为平衡装置，亦有助于增加轮盘的转动惯量。其整体结构类似双轮盘，转速每分钟可达100转以上，两人配合操作，年幼者负责脚蹬轮盘转动，年长者负责制坯［52］。（图三）枢轴式快轮体积大，结构复杂，不易于拆卸，在非旋转状态也能保持水平，稳定程度较之榫卯式快轮更佳。
双轮盘陶轮（double wheel）由上下两个轮盘组成，上轮盘的高度通常与地面一致或略高于地面，轮盘材质常见陶、木或石质，其使用年限依次增加。（图六）上轮盘直径一般小于下轮盘，上下轮盘通常为一个整体，套接于中轴之上，中轴埋于地下以稳固陶轮。使用时，陶工通过脚踢下轮盘带动上轮盘旋转，因此也常被称为脚踢式陶轮（kick wheel）（图六：3、4），也见使用木棍或条带为下轮盘提供驱动力的情况。（图六：1、2）由于施力面与操作面分开，双轮盘快轮理论上可以不间断转动，此其最大优势所在。此外，双轮盘结构增加了轮盘整体的质量，增加了转动惯量，下轮盘同时充当平衡装置，保证陶轮的水平旋转。
双轮盘陶轮在今印度西北部地区仍比较常见，陶轮整体放置于深约91厘米的坑中，木质上轮盘直径约在25厘米左右，小于下轮盘，高度与地面平行，上下轮盘间距60厘米，通过脚蹬下轮盘推动陶轮旋转［53］。（图六：3）爪哇有一种称为prebot的双轮盘陶轮，上下轮盘皆为木质，上轮盘较大，为“母板（uncher wedok）”，下轮盘较小，为“公板（uncher lanang）”，仍通过脚踢下轮盘带动上轮盘转动［54］。晚清获鹿县使用的双轮盘陶轮比较特殊，木质上轮盘（直径43厘米）与石质下轮盘（直径62厘米）之间间距极小，上轮盘较轻，依靠下轮盘获得较大的转动惯量。（图六：1）石质轮盘上有一凹槽，陶工将木棍插入凹槽后推动下轮盘旋转从而带动上轮盘转动，陶工使用双手拉坯，主要用于制作大型的圆形器物［55］。
柴尔德认为双轮盘陶轮约在3000BC出现，略晚于单轮盘陶轮（3250±250BC）［56］，中国新石器时代晚期及末期的考古遗存中尚未出土明确的单轮盘或双轮盘快轮。李文杰先生提出，中国新石器时代晚期偏晚阶段（5300BP），快轮制陶工艺在黄河下游地区的大汶口文化中期偏晚遗址（如山东曲阜西夏侯遗址）、长江中游地区的大溪文化晚期遗址（如湖北枝江关庙山遗址）、长江下游崧泽文化晚期遗址（如上海青浦崧泽遗址、青浦福泉山遗址）中独立起源和发展［57］。栾丰实先生认为距今5000年前的仰韶文化晚期出现了快轮拉坯成型技术，其所使用的陶轮转速快，陶器成型效率高，所制作的陶器器形规整，壁薄匀称［58］。中国陶轮出现、发展与传播轨迹尚未明了，此源于考古遗址中少见陶轮装置的报道，也源于陶轮拉坯工艺研究亟待深入。上文提到，仅依靠肉眼观察，慢轮盘筑拉坯与快轮拉坯所产生的制作痕迹十分相近，难以辨别。唯有通过大量实验考古实践细化轮制工艺的技术细节与制作痕迹研究，并通过对各遗址陶器深入细致的制陶工艺分析，才能逐渐架构东亚陶轮装置的演进历程，并对欧亚大陆东西方转动装置及与之对应的制陶工艺开展对比研究，了解相互间的异同与影响。
四、余论
陶器制作中所使用的转动装置包括无轴转盘及有轴的慢轮和快轮，从现有考古与民族志材料可知，转动装置经历了由无轴转盘向有轴慢轮最后向多形态快轮转变的结构优化历程。在性能上，除提高了转动速度之外，同时改良了施力方式、提升了陶轮的稳定性及维持转动动能的能力。整体而言，陶轮结构优化的重点在于轮盘的设计及轮盘与中轴的衔接，在保证可操作性的前提下，实现以较小初始力的投入获得轮盘在较长时间内高速平稳的转动运动。由于考古遗址中完整的陶轮遗物比较少见，史前陶轮结构的复原多依靠民族志材料的支撑，因此，陶轮演化进程的研究仍有许多空白，不排除慢轮与快轮之间存在过渡形态的可能性，陶轮的演进也可能并非是简单的单线进化模式。
慢轮最早用于陶器的修整而非盘筑拉坯，慢轮的出现并未有效提高陶器的生产效率，在美索不达米亚与黎凡特南部地区更多反映出一种等级化的生产模式，而中国的情况尚不清晰，慢轮修坯工艺与盘筑拉坯工艺的起源与发展、慢轮向快轮的演变过程亟需更多的考古材料来填充。快轮拉坯工艺的出现适应了陶器大规模生产的需要，促进了陶器的生产效率和产量，在中国考古学遗存中表现为墓葬及居址中出土陶器数量的显著提高［59］。虽然在中国龙山晚期及末期大量陶器器表观察到快轮制作的痕迹，但对于所使用快轮的类别、结构、性能，各类快轮的分布范围、演变特点及所生产的陶器器类与这些陶器在日常生活及宗教礼仪活动中的功能等问题，仍有待大量深入的案例研究。此外需特别注意，陶轮的使用并非制陶手工业“命定”的技术发展方向，各地区制陶工艺的选择基于陶器实际生产的需要，根源于当地的文化传统、生活习惯及与其他地区的文化交流。因此，在承认各地区陶轮发展不平衡的前提下，也应认识到陶轮结构的先进性并不能完全代表制陶技术的全方位领先，使用慢轮的族群在技术层面上并非完全逊于使用快轮的群体。拉坯工艺在陶器器形上有很多局限，快轮的出现并不意味着其他成型方式的消失，如捏制法、泥条筑成法、模制法等在快轮拉坯技术十分成熟的近现代也存在广泛的生存空间，此源于不同的成型方法适合制作的陶器器类与器形的不同。
转动运动的认识和应用是人类科技史上的一次巨大的进步，从旧石器时代骨器与石器上的钻孔与钻木取火技术，到新石器时代纺轮、陶轮、车轮、玉石器管钻技术及加工工艺等，无不体现着人类对转动运动的认识与运用。轮轴机械是世界工业革命的核心技术，辘轳机械是中国科技史的重大发明，在东方史前时期，木制轮盘、车椿与石质轴承结构而成的轮轴机械，可能是应对环状玉器文化的诞生与发展而出现［60］。距今9200年—8600年的黑龙江小南山遗址第二期文化中出土的玦、环等玉器，皆残留管钻穿孔的制作痕迹，管钻工艺依赖于轮轴机械，是中国轮轴机械出现的最早案例［61］。陶轮与立轴制玉辘轳机械在结构上有很多类似之处，新石器时代晚期之后，黄河下游与长江下游地区，快轮拉坯技术发达之地与制玉工艺发达的区域存在较多重合，两种手工行业之间是否存在技术交流和借鉴，是今后应关注的问题。正如邓聪先生所言，“在新石器时代真正旋转运动的概念一旦诞生后，对于人类的历史从史前至现代，其影响初则如涓涓细流，迅即波涛汹涌，终必成浩瀚大海，茫无际崖”［62］。对不同手工行业中使用的转动装置的深入研究是手工业考古的重要内容，将为了解当时“技术贵族”的出现，了解手工业群体在早期中国形成过程中扮演的角色、发挥的功能提供更多基础的细节及有用的信息。
注释
［1］工艺technology包括了方法method及技术technique。参见Don E.Crabtree,“An Introduction to Flintworking,”Occasional Papers of the Idaho State University Museum.No.28（1972）.
［2］李文杰.关于快轮制陶的新概念、新判断和新理论［J］.文物春秋，2016（4）；彭小军.史前陶器成型技术类型的分布与演变［J］.江汉考古，2021（1）.
［3］G. M. Foster,“The Potter's Wheel: An Analysis of Idea and Artifact in Invention,”Southwestern Journal of Anthropology 15（2）（1959）:109.
［4］V. Roux, Ceramics and Society: A Technological Approach to Archaeological Assemblages（Springer, 2019）,pp.48-50；V.Roux and P. de Miroschedji, （2009）.“Revisiting the History of the Potter's Wheel in the Southern Levant,”Levant, 41 （2009） : 155–173.
［5］C. D. Jeffra,“The Archaeological Study of Innovation: An Experimental Approach to the Pottery Wheel in Bronze Age Crete and Cyprus”（PhD diss., University of Exeter,2011）,pp.46-47.
［6］V. G. Childe,“Rotary Motion,”in A History of Technology, Vol. 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires,ed. C. J. Singer, E. J. Holmyard, and A. R. Hall（Oxford: At the Clarendon Press; New York: Oxford University Press, 1954）,pp.187-215.
［7］李文杰.中国古代的轮轴机械制陶［J］.文物春秋，2007（6）；李文杰.关于快轮制陶的新概念、新判断和新理论［J］.文物春秋，2016（4）.
［8］［31］［52］［58］栾丰实.海岱龙山文化的陶器成型技术研究［C］//栾丰实考古文集（三）.北京：文物出版社，2017：1076-1077.
［9］ S. Xanthoudides, “Some Minoan Potter's-Wheel Discs.Essays in Aegean Archaeology,” （Presented to Sir Arthur Evans in Honour of His 75th Birthday, 1927） ; V.G. Childe, “Rotary Motion,” in A History of Technology,Vol. 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires, ed. C.J. Singer, E. J. Holmyard, and A. R. Hall （Oxford: At theClarendon Press; New York: Oxford University Press,1954） , pp. 187-215; G. M. Foster, “The Potter's Wheel:An Analysis of Idea and Artifact in Invention,”Southwestern Journal of Anthropology 15.2 （1959） : 109;R. D. G. Evely, Minoan Crafts: Tools and Techniques: AnIntroduction （Goteborg, 1993） .
［10］一次性拉坯工艺要求的陶轮转速尚未有定论，柴尔德认为100转/分，卢克斯认为应达到220转/分。
［11］在中文文献或俗语中，陶轮有辘轳车、辘轳、辘辘、陶车、轮车、拉坯车、坯车、盘车、陶钧、轮盘、轮子等称谓。下文中不再使用转盘，一应以慢轮代称。
［12］此处默认轮盘在使用过程中不发生形变，内部质点无相对位移。
［13］ C. D. Jeffra, “The Archaeological Study of Innovation: An Experimental Approach to the Pottery Wheel in Bronze Age Crete and Cyprus” （Ph D diss., University of Exeter,2011） , pp. 46-47；尹国盛，张伟风主编.大学物理学（上）［M］.武汉：华中科技大学出版社，2021.
［14］［15］［16］尹国盛，张伟风主编.大学物理学（上）［M］.武汉：华中科技大学出版社，2021.
［17］轮盘半径通常小于陶工手臂长度。
［18］本文中的轴承为广义轴承，任何有意识地处理轴与轮盘接触面的独立或非独立装置且可实现一次性拉坯成型工艺者皆可纳入轴承范畴。
［19］V. Roux and M. A. Courty, “Identification of Wheel-Fashioning Methods: Technological Analysis of 4th-3rd Millennium BC Oriental Ceramics,”Journal of Archaeological Science, 25.8（1998）:747-763; V.Rouxand P. de Miroschedji,“Revisiting the History of the Potter's Wheel in the Southern Levant,”Levant 41（2009）:155–173; V.Roux,“Technological Innovations and Developmental Trajectories: Social Factors as Evolutionary Forces,”in Innovation in Cultural Systems.Contributions from Evolutionary Anthropology, ed. M. J. O'Brien and S. J. Shennan（Cambridge, Massachusetts and London, England: the MIT Press, 2010）,pp. 217–234.
［20］M. A. Courty and, V.Roux,“Identification of Wheel Throwing on the Basis of Ceramic Surface Features and Microfabrics,”Journal of Archaeological Science,22.1（1995） : 17-50; V. Roux and M. A. Courty,“Identification of Wheel-Fashioning Methods: Technological Analysis of 4th–3rd Millennium BC Oriental Ceramics,”Journal of Archaeological Science,25.8（1998）:747-763.
［21］［27］S. Al-Quntar, K. Abu Jayyab, L. Khalidi and J. Ur,Proto-Urbanism in the Late 5th Millennium BC: Survey and Excavations at Khirb at al-Fakhar （Hamoukar） , Northeast Syria,”Paléorient 37.2（2011）:151–175.
［22］［23］J. Baldi and V. Roux,“The Innovation of the Potter's Wheel: A Comparative Perspective Between Mesopotamia and the Southern Levant,”Levant 48.3（2016）:236-253.
［24］J. S. Baldi,“Tell Feres al-Sharqi in the LC 1-2 Period.Serial Production and Regionalisation of Ceramic Traditions: A Perspective from a Small Rural Site,”Publications de l'Institut Français d’Études Anatoliennes27.1（2012）:129-161; J. S. Baldi,“Coba Bowls,Mass-Production and Social Change in Post-UbaidTimes,”Publications de l’Institut Français d'Études Anatoliennes 27.1（2012）:393-416.
［25］M. Godon, J. S. Baldi, G. Ghanem, J. J. Ibáñez and F.Braemer,“Qarassa North Tell, Southern Syria: The Pottery Neolithic and Chalcolithic Sequence. A FewLights Against a Dark Background,”Paléorient 41.1（2015）:153–76. V. Roux and M. A. Courty,“Identifying Social Entities at a Macro-Regional Level:Chalcolithic Ceramics of South Levant as a Case Study,”in Pottery Manufacturing Processes: Reconstruction and Interpretation, ed. Livingstone Smith, D. Bosquet and R.Martineau（Oxford: British Archaeological Report International Series, 2005）,pp.201-214.
［26］V. Roux, “Evolutionary Trajectories of Technological Traits and Cultural Transmission: A Qualitative Approach to the Emergence and Disappearance of the Ceramic Wheel-Fashioning Technique in the Southern Levant During the Fifth to Third Millennia BC,”（2007） :82-104.
［27］S. Al-Quntar, K. Abu Jayyab, L. Khalidi and J. Ur,“Proto-Urbanism in the Late 5th Millennium BC: Survey and Excavations at Khirbat al-Fakhar （Hamoukar） ,Northeast Syria,” Paléorient 37.2（2011）:151–75.
［28］［29］V. Roux and P. de Miroschedji, “Revisiting the History of the Potter's Wheel in the Southern Levant,”Levant 41 （2009） : 155–173.
［30］浙江省文物考古研究所，萧山博物馆编.浦阳江流域考古报告之一：跨湖桥［M］.北京：文物出版社，2004：209-211、336.
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［38］V. G. Childe, “Rotary Motion,” in A History of Technology, Vol. 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires, ed. C. J. Singer, E. J. Holmyard, and A. R. Hall（Oxford: At the Clarendon Press; New York: Oxford University Press, 1954） , pp. 196.
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［41］彭小军.“泥条拉坯成型技术”读识［C］//三代考古（四）.北京：科学出版社，2011：464；彭小军.史前陶器成型技术类型的分布与演变［J］.江汉考古，2021（1）；陆青玉.关于轮制陶器的再思考［J］.黄河·黄土·黄种人，2021（6）.
［42］V. Roux and M. A. Courty, “Identification of Wheel-Fashioning Methods: Technological Analysis of 4th-3rd Millennium BC Oriental Ceramics,” Journal of Archaeological Science, 25.8 （1998） : 747-763; J. Baldiand V. Roux, “The Innovation of the Potter's Wheel: A Comparative Perspective Between Mesopotamia and the Southern Levant,” Levant 48.3 （2016） : 236-253; P. S.Quinn, Ceramic Petrography: The Interpretation of Archaeological Pottery & Related Artefacts in Thin Section.（Oxford: Archaeopress Archaeology, 2013） .
［43］《陶冶图说》与《景德镇陶録》中称轴承为机局。
［44］［45］V. Roux, Ceramics and Society: A Technological Approach to Archaeological Assemblages （Springer,2019） ,pp. 51-52.
［46］Saraswati, Baidyanath and Nab Kishore Behura, Pottery Techniques in Peasant India. No. 13 （Anthropological survey of India, 1966） , pp. 10-12.
［47］Powell, Catherine,“The Nature and Use of Ancient Egyptian Potter's Wheels,”Amarna Reports VI （1995） :309-335.
［48］黎浩亭.景德镇陶瓷概况［M］.南京：正中书局，1943.
［49］据明宋应星《天工开物》及清《四库全书》中的记载，景德镇也曾使用双轮盘陶轮。《天工开物·陶埏》中记载：车竖直木一根，埋三尺入土内，使之安稳。上高二尺许，上下列圆盘，盘沿以短竹棍拨运旋转。由于上下轮盘皆高于地面，使用该陶轮的陶工须站立或坐于高椅上工作，而使用单轮盘陶轮的陶工一般以坐姿拉坯。《古今图书集成》中保留的过利图与之十分相近，《天工开物》应为其源头。（图六：5）日本九州岛有田烧最早的制瓷工艺源于景德镇，所使用的即为双轮盘，上下轮盘间距30～38厘米，下轮盘以一瓷质轴顶碗同木质中轴的的圆形顶部相接，中轴埋于地下，下轮盘高度略高于地面，以脚蹬下轮盘驱动陶轮运转。
［50］定期对陶轮进行调整与修理是保证陶器拉坯、修坯质量的前提。清唐英编撰《陶冶图说》中提到：“车如木盘，下设机局，俾旋转无滞则所拉之坯方免厚薄偏侧，故用木匠随时修治。”规模化的陶瓷作坊中，高频率使用的陶轮应具备易于更换轴承、便于观察和调整轮盘水平的结构，应纳入陶轮机械设计的考虑范畴。《景德镇陶録》与《景德镇陶图记》中做坯与利坯时所使用的陶轮，下部架空，中轴附近不填实，通过更换和调整陶轮的部分构件，降低陶轮整体的重置成本。
［51］Laufer, Berthold, and H. W. Nichols,“The Beginnings of Porcelain in China, with a Report on a Technical Investigation of Ancient Chinese Pottery,”Publications of the Field Museum of Natural History. Anthropological Series 15.2（1917）:162, plate XI.
［53］Laufer, Berthold, and H. W. Nichols, The Beginnings of Porcelain in China, with a Report on a Technical Investigation of Ancient Chinese Pottery,”Publications of the Field Museum of Natural History. Anthropological Series 15.2（1917）:165; Saraswati, Baidyanath and Nab Kishore Behura, Pottery Techniques in Peasant India.No.13（Anthropological survey of India, 1966）,pp.10-12.
［54］Laufer, Berthold, and H. W. Nichols,“The Beginnings of Porcelain in China, with a Report on a Technical Investigation of Ancient Chinese Pottery,” Publications of the Field Museum of Natural History. Anthropological Series 15.2（1917）:165.
［55］Laufer, Berthold, and H. W. Nichols,“The Beginnings of Porcelain in China, with a Report on a Technical Investigation of Ancient Chinese Pottery,”Publications of the Field Museum of Natural History. Anthropological Series 15.2（1917）:165, plate XII.
［56］V. G. Childe, “Rotary Motion,” in A History of Technology, Vol. 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires, ed. C. J. Singer, E. J. Holmyard, and A. R. Hall（Oxford: At the Clarendon Press; New York: Oxford University Press, 1954） , pp. 199.
［57］李文杰. 关于快轮制陶的新概念、新判断和新理论［J］.文物春秋，2016 （4） .
［59］G. M. Foster,“The Potter's Wheel: An Analysis of Idea and Artifact in Invention,” Southwestern Journal of Anthropology 15 （2）（1959）:109；彭小军.史前陶器成型技术类型的分布与演变［J］.江汉考古，2021（1）.
［60］邓聪.中国最早石制轴承的功能实验考古试论——查海遗址轴承形态分析［C］//庆祝郭大顺先生八秩华诞论文集（上册）.北京：文物出版社，2018：131-141.
［61］邓聪.小南山与海上玉路［N］.中国文物报，2021-3-19（5）.
［62］邓聪.中华文明探源与辘轳机械的发现［M］//澳门黑沙玉石作坊.澳门：澳门特别行政区民政总署文化康体部，2013.
（作者：邓玲玲 南开大学考古学与博物馆学系，田苗 中国社会科学院考古研究所）
（来源：《中原文物》）
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