产能也就是生产能力，是反映企业加工能力的一个技术参数。对于古代手工业来讲，产能是反映它们生产能力的一个重要指标。现代工业文明产生之前，手工业是社会经济的主要支柱之一。而衡量各种手工业在社会经济生活中的地位和作用，产能无疑是一个重要方面。对于古代社会产能的衡量标准，Costin认为，一个生产单位的产出可以由生产者的数量、投入的劳动力或该生产单位的产品数量来体现 。然而，无论是生产者的数量、投入的劳动力，还是单位产品数量的估算，对于缺少文献记载的史前遗址来讲，都有很大的难度。为此，学者们使用了不同的方法，尝试对产量进行估计或是估算一个相对的生产能力，以说明生产和需求的关系，进而探讨该生产对人们生产和生活的影响。
一、石器产能分析的方法
1. 重量比
在产能分析的方法中，重量比或数量比是应用最为普遍的一种方法。Torrence使用堆积中废品和全部堆积物的重量比（所有种类但不包括石叶和石核）估算了希腊Phylakopi“工厂”可能生产的石叶的数量 。她首先根据黑曜石的密度估算了Phylakopi遗址上30立方米黑曜石堆积的重量，约7755公斤；然后根据石制品中废品的比例（约94%，在分析石制品类型后得出）计算出成品的重量（约7289.7公斤）；她又结合Sheets 和Muto的实验结果——2.5小时内，一件重820克的石核上可以生产出重746克的83件石叶和24克的废品 （剥完石叶的石核重50克），计算出在Phylakopi遗址大概可以生产出约2500万件石叶（7289.7公斤/0.024公斤=303738件石核×83≈2500万件石叶），如果一个人的话，大约需要工作759345个小时（约2500万/83×2.5≈300年，以平均每天工作8小时、每年300天计算）。Torrence认为这个结果并不能表示当时工业繁荣，因为即使早期青铜时代的持续时间都比300年的长（早期青铜时代在Phylakopi延续了大约1000年）。Torrence在将估算的2500万件石叶和遗址出土的53160件石叶进行比较后，提出Phylakopi遗址生产的黑曜岩石叶可能也用于出口，也就是说其他遗址可能也使用在Phylakopi生产的石叶，因为出土的石叶数量明显大大少于估算出的石叶数量。
Cleghorn使用石坯和石片重量比的方法估算了夏威夷Mauna Kea石锛作坊的产量 。他首先计算了实验中石坯和生产石锛过程中产生的石片重量的比例（这里的石坯指包括废坯在内的所有石坯）；然后他计算了遗址中打片地点石坯和石片的重量比（这里的石坯仅包括废坯）。根据这两个重量比，计算出出口到其他地点的石坯的数量。
2. 技术法
技术法也是产量估算的一种方法。Shafter和Hester依据墨西哥Colha遗址堆积中tranchet石片 的数量推算了该遗址燧石tranchet尖状工具的产量 。他们认为，每一片tranchet石片就代表一件了tranchet尖状工具制作过程的开始，因此tranchet石片的数量就代表了tranchet尖状器的数量。他们将一个燧石作坊中tranchet石片的数量来代表该遗址上作坊的平均产能，估算了前古典时代晚期该遗址上36个燧石作坊的产量。然后再根据这些作坊使用的时间和遗址人口的数量，计算工具的人均年产量。估算的结果是每个工作年龄的男性每年大约生产150件tranchet器物。这大大超出了个人每年的需求，因此认为Colha的燧石工具是为出口而生产的。
3. 消费比
消费比指生产出的工具数量和需要的工具数量的比例，用来表示生产和消费的关系。生产出的工具数量可以用石坯表示，需要的工具数量可以用成品工具表示。Costin指出，如果坯子和成品的比值较高，则表示这些石制品的出土地点是工具的生产地点，因为生产地点的成品通常被输送到其他地方去 。基于这种假设，Ford计算了河南灰嘴遗址石坯和成品的比例。她发现这个比例较高，因此推测成品工具被输送到其他遗址去了 。
这些方法为了解一个遗址石器的产能以及生产和消费的关系提供了有用的信息，但是他们也有各自的不足之处。重量比会随着所选石料、器型以及生产者的技术熟练程度的不同而变化，其中一个变量的值变了，结果就会不同。例如在夏威夷Mauna Kea石锛作坊中就有两处地点石坯和石片的重量比悬殊，研究者认为一处是学徒用来练习的场所，另一处才是作坊工匠们加工锛的场所 。研究者选择了工匠加工场所石坯和石片的重量比来计算。因此考古学者通常会尽量减少变量，而将产能分析限制在某一器型，和某一种石料上，并且取一个加工速度的平均值。而技术法的问题则特殊性太强，并不是每一个遗址就有都如tranchet石片辨识度极高、代表性极强的遗物，一个生产过程中的石片就可以代表一件工具的生产。消费比分析只是利用了一个相对的概念来辨别生产地点和消费地点，缺少对总体生产规模的认识。另外，在产能研究中，采取那种研究方法还是要根据遗址出土材料的具体情况来进行选择。
二、陶寺遗址变质砂岩石制品的产量分析
2008年在陶寺遗址石制品调查和试掘中发现的陶寺晚期的一个灰坑PM03H1（图1）中出土了20958件石片和4件石坯，包括1件斧形石坯、1件矛形坯和2件刀形坯，其中20930件石片为变质砂岩，这为分析陶寺遗址变质砂岩石制品的产能提供了很好的材料。结合陶寺石制品复制实验提供的信息，可以约略估算倾倒这些石片的生产地点在产生这些废片的同时生产出的石制品的数量，从而对这些生产地点的变质砂岩石制品的产量有一个认识。本文采用的方法与上一节提到的方法不同，主要是通过对剥片时间进行分析来估算生产石制品的数量。
考古学家通常用民族和实验的方法来研究某些人类行为花费的时间。Hayden观察并且记录了澳大利亚土著人的工作时间和行为以研究他们使用木作工具的方法 。同样，Jones和White也使用这种方法来研究澳大利亚Arnhem Land土著石镞的生产率 。Bradley 和Edmonds 记录了生产效率实验中抛光石斧花费的时间 。在笔者陶寺石制品的复制实验中，记录了石制品复制的每个步骤花费的时间，这为估算H1出土的那些石片的剥片时间提供了依据。
估算这2万多件石片的剥片时间的关键是对剥下一件石片的时间定义。这里剥离一件石片的时间用“整个剥片时间/石片数量”来估算。一件石片的剥离通常是瞬间发生的，时间难以统计。但剥片的过程常常包括一系列的打击动作，不仅包括从石核上剥下一件石片的过程，而且包括连续打片之间的时间间隔。然而连续剥片之间的速度可能并不均衡，而且有时一次打击可能打下不仅一件石片，而有时则可能一件石片也打不下来。在澳大利亚Arnhem Land土著生产石箭头的过程中，有26次用力的打击，但是仅打下5件完整石片 。在这种情况下，如果用26次打击的时间来作为5件石片的剥片时间的话，每件石片的剥片时间就会变长。但这在剥片过程中只是偶尔发生的情况，本文中我们将这些时间平摊在剥片过程中。实验中，剥片时间的计算是从操作者开始使用石锤打击石核的那一刻直至整个剥片过程结束，包括期间发生的任何非直接剥片动作的时间，这些时间在计算剥离一件石片的时间时，就被分摊到了剥离一件石片的时间上。
本文中变质砂岩石制品的剥片时间以笔者的实验为参考。表1中列出了实验中变质砂岩石制品剥片阶段的剥片时间和剥片数量。因为上文提到的PM03H1中出土的2万多件石片可能是在制作不同器型时产生的，而且无论最后成器与否，都会产生石片，所以表1中的数据包括了复制矛形坯、锛、凿、楔等不同器型，以及复制成功的和不成功的例子。
表1所列21组数据中的剥片时间和剥下的石片数量各有不同，单位时间的剥片时间差别也很大，因此这里采用他们的中位数（median）来作为计算剥下一件石片的时间，这样可能更贴近最经常的剥片情况。通过计算可知，单位剥片时间的中位数是8.4秒，这意味着一分钟内大约可以剥下约7.1件石片。
Jones 和 White依据观察和记录澳大利亚土著人的生产获取了有关从石核上剥离石片的时间和行为特征等方面的信息。这些信息显示，在1.5分钟内可以剥下5件大石片（大于等于2厘米的石片）和一些小的石片以及一些碎屑，这里所说的时间包括准备、再准备工作和剥片过程的时间。另外，在这个过程中，大部分时间被用来修整和再次修整台面，这就会产生小的石片和碎屑，而大石片只有在用力打击时才会产生。5件大石片实际上只需约50秒就可以剥离下来 。与之相比，笔者实验中的剥片时间（一分钟7.1片）略微快了些，但实验中的剥片数量基本包括所有剥下的可以看出石片特征的石片，因此单位时间产出的石片就会多些。另外，实验中的操作者没有任何打制石器的经验，而陶寺时期的石匠则可能技艺娴熟，因此上述实验中的剥片速度可以看作是陶寺文化时期的石匠需要花费的最长时间。
基于陶寺石制品实验中的剥片速度，剥下H1出土的那些石片需要的时间就可以估算出来。试掘的H1的范围是长2.78米，宽0.5米，高0.55米。出土了约20930件变质砂岩的石片。假如一分钟大约能够生产7.1件石片，剥离20930片石片大约需要2948分钟。那么这么长时间内可以生产多少件石坯呢？
这里列出陶寺石制品复制实验中制作各种变质砂岩石坯的时间作为参考，以估算在剥离H1出土的20930件石片的2948分钟的时间内可以生产出的石坯数量。表2列出的是实验中用变质砂岩成功制作不同种类的石坯花费的时间。我们同样取这10组数据的中位数——12分钟，来代表加工一件石坯花费的时间。如果12分钟制作一件石坯的话，那么2948分钟至少可以生产出245件石坯，也就是说在剥离H1出土的20930件石片的时间内可以制作245件石坯。
表2中的例子都是打制成功可以用来进一步加工的石坯。而陶寺遗址磨制石器的制作虽然包括若干步骤，但最重要的是打片和磨的技术，其他技术比较少用 。陶寺遗址石器制作成功与否的关键也在打片步骤，打片步骤成功了，石坯也就制成了，接下来再磨出刃就成器了，磨很简单，少有不成功的。表2中所列的楔、锛、凿坯最后都成功地加工成了石器。因此，可以说上文所说的245件石坯最后都成功地加工成为工具。这245件工具可以看作是在生产H1出土的那些石片的时间内可以生产出的变质砂岩的工具数量。对于这个数字，我们可以比较陶寺遗址对石器的消费需求来理解。
三、陶寺遗址变质砂岩石制品的消费需求分析
Costin认为，需求可以由消费单位发现的器物总数反映出来 。陶寺遗址石器消费需求可以参考遗址内石器的出土数量。目前来看，陶寺遗址的成品石器主要出土于陶寺的大型建筑基址、墓葬和居址内。
陶寺大型建筑的基址内发现少量石器，器类仅有镞、刀、圆石片等几种 。但是这几种器类的石料都不是变质砂岩。墓葬中出土的石器主要是中型墓中的石钺、石刀、石镞、石琮、石质头饰和大型墓中的磬、镞、钺、刀、锛（成组）、磨盘、磨棒、纺轮、瑗、环、琮、梳、头饰、项饰 ，但这些器类的石料除石磬和大型厨刀外，都不是变质砂岩，而石磬目前也仅发现4件，其中2件为变质砂岩。
陶寺遗址的居址目前已经发掘了大约2077.55平方米，其中包括I、II区共135.3平方米，III区1570.25平方米，IV区372平方米 。在这2000多平方米的范围内共出土了陶寺遗址不同时期的石器约400件 ，其中包括铲、斧、锛、刀、凿、楔、纺轮、镞和曲尺形小石器等器类，同时还出土有石器坯料和半成品，石质多为角页岩（即本文所说的变质砂岩），少量为砂岩、大理石 。此外，2002年发掘的IHG8中曾出土30件石器和大量的石片、石坯、石屑以及石器的半成品和废品 ，其中石器以铲、斧、刀、镞为主，石料多为角页岩（即本文所说的变质砂岩），少量为砂岩 。但是以这些石制品的出土情况来看，这些石制品应该是石器生产阶段的产物，不是使用阶段的工具，不代表需求。
因此，陶寺遗址对变质砂岩石器的需求主要集中在居址范围内。按照上文所说，2077.55平方米范围内发现了约400件石器，其中大多是变质砂岩，少量不是，因此可以将400件作为陶寺此居址面积内变质砂岩石器数量的上限。
四、陶寺遗址变质砂岩石器的产能分析
本文不是讨论陶寺遗址生产石器的绝对数量，而只是希望通过比较陶寺石器生产和消费的数量来分析该遗址的石器生产能力，以此来了解生产和消费的相对强弱。因此，可以将一定范围内的石器出土数量和一定范围内的石器生产数量进行比较。
前文估算了在陶寺遗址晚期一个灰坑内仅1.39平方米的面积内所发现的2万多件变质砂岩石片的生产时间内可以生产出的变质砂岩石器的数量——245件，并且分析了陶寺时期普通居址2000多平方米范围内变质砂岩石器的最大消费需求——400件。比较这两个数据可以发现，400件基本是这2000多平方米范围对变质砂岩石器消费的最大需求，而245件则只是一个保守的估算，因为H1是挂在田垄上的，对它的试掘只是从田垄边缘向里深入了0.5米，仍有向里深入大概0.5米的灰坑范围没有试掘。如果未发掘的一半的情况和已发掘的一半相同的话，那么在产生陶寺晚期整个H1约2.78平方米的范围内出土的石片的时间内就可以生产出多于普通居址整个陶寺时期2000多平方米范围内所要消费的石器数量。在这种生产和消费数量大致相同的情况下，生产和消费面积上的悬殊，使得石器的生产能力看上去要强一些。再加上这里石器的生产数量仅指晚期，而石器的消费数量则包括整个陶寺时期。即使这样，石器的生产数量仍可以比肩石器的消费数量，陶寺晚期的石器生产就显得更强一些了。此外，在陶寺遗址还发现了多处陶寺晚期大量石片堆积的地点 ，反映了与石器生产有关的行为在陶寺晚期曾大规模存在。这更加强化了陶寺晚期石器的生产能力，使得我们甚至相信其生产的数量远远超过了消费的数量。
Costin认为，遗址上生产的器物能够满足或超过遗址上消费的器物数量的话，那么该遗址该器物的生产能力就很强 。陶寺遗址晚期变质砂岩石器生产的数量可能远远超过了他的消费数量，因此，陶寺遗址晚期变质砂岩石器的生产能力可能很强。这种很强的生产能力或许在陶寺的社会发展中起了一定的作用。
五、讨论
许多研究已经证明，石器作为史前社会的重要生活和生产工具，它的生产和交换在史前社会的政治和经济发展中有着重要作用。Spence认为黑曜石的生产和交换在特奥蒂瓦坎（Teotihuacan）作为一个巨大疆域的城市中心不断发展的过程中发挥了重要作用 。Renfrew 认为不断增长的黑曜石和金属制品的商业交换导致了爱琴文明的产生 。Hampton认为，印度尼西亚伊里安查亚（Irian Jaya）高地省石器工具的交换将由于地理和语言障碍而分隔的人们联系了起来 。
陶寺社会对石质工具有着巨大需求。首先，陶寺文化的生业是农业经济，遗址上浮选出了大量的黍粟稻等炭化植物种子 ，也发现了许多铲、刀等可能与农业相关的工具，农业生产的发展需要大量工具；其次，墓葬中大量漆木器以及木作工具的发现表明，陶寺遗址的漆木业也很繁荣，漆木器生产需要斧、锛、凿、楔等工具。根据对陶寺之前出土石器的观察，这些工具的石料均以变质砂岩为多；另外，陶寺城墙、宫殿等工程的开展也需要大量的石质工具。由此看来，陶寺遗址农业、漆木业的发展以及大型工程的开展都对其石器生产提出了强烈需求。
前文提到的陶寺晚期变质砂岩石器的生产能力很强，而遗址附近大崮堆山遗址变质砂岩的石料更是为陶寺变质砂岩石器的生产提供了条件 ，为陶寺遗址晚期变质砂岩石器的生产满足陶寺社会各行业的发展对石器的巨大需求提供了原料保障。而陶寺可能也正是看到了变质砂岩这种优质的石料的重要性，因此可能将大崮堆山这个原料产地纳为己有，进行封闭式开发，临汾盆地其他遗址的变质砂岩的石器也可能是从陶寺输出的 。陶寺遗址对周围其他遗址变质砂岩的输出进一步说明，陶寺遗址自身的变质砂岩生产能力很强，可能不仅满足了自身发展的需求，甚至或许有多余的产品输出其他遗址。这种输出是单向的输出还是和其他遗址进行交换，目前不知。但是陶寺遗址作为陶寺文化时期临汾盆地的聚落中心 ，中期城址面积达280万平方米，晚期达300万平方米。维持如此大规模的聚落在该地区的中心地位需要大量的人口。而陶寺遗址本身是否能够提供维持这些人口日常生活所需的各种物资或许是个问题。变质砂岩石器的出口或许为陶寺遗址换取自身发展所需的物资提供了一些帮助。
因此，陶寺遗址较强的变质砂岩石器生产能力在陶寺社会的发展过程中有着重要作用。它可能不仅为其自身发展提供了必要的生产工具，而且可能为其向外换取自身发展所需的物资提供了帮助，对维持陶寺遗址在临汾盆地聚落中心的地位发挥了应有的作用。
本文系国家自然科学基金青年项目“陶寺遗址的石器生产技术和石料资源利用：中国早期城市出现的经济支撑”（41402160）、国家科技支撑计划“中华文明形成过程中资源、技术与生业研究”（2013BAK08B03）、人社部留学人员科技活动择优资助项目“中原地区的磨制石器生产与中国早期城市化进程”的阶段性研究成果。
（本文电子版由作者提供 作者：翟少东 中国社会科学院考古研究所 原文刊于：《南方文物》2016年第2期 此处省去注释部分，查看全文请点击左下角“阅读全文”）
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