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大約5萬年前，相當於地史上的更新世末期，開始有人類在臺灣島上活動，越過全新世，一直到17世紀初期。這中間可分5個階段：舊石器時代晚期、新石器時代早期、新石器時代中期、新石器時代晚期、金屬器與金石并用時代。
考古學者對舊石器時代有幾個重要的定義。第一，舊石器時代在地質史的更新世時期，距今1萬年以前的人類遺留下來的文化。第二，從比較經濟的觀點，人類在舊石器時代屬於采食時代，由大自然采取食物，不會生產食物，不會種植，不會畜養動物。到了新石器時代，開始畜養動物、種植植物，生活方式與舊石器時代有明顯分野。第三個是工具的制造。大致上，考古學者是以有無磨礪石器工具、制作陶器，作爲舊石器時代進入新石器時代的分野。不過這三個標準并非絕對，也不是放諸四海皆準，仍以各區域文化發展為準。
（一）舊石器時代
臺灣的舊石器時代出土遺物，可以區分為左鎮人（包括臺灣陸橋人）、長濱文化、網形文化。最著名的長濱文化遺址，主要在臺東縣長濱鄉八仙洞；臺東縣東河鄉的小馬遺址、屏東縣恒春鎮龍坑遺址、鵝鑾鼻第二遺址，都發現與長濱八仙洞遺址一樣的文化遺留。從碳十四年代測定，舊石器時代最早距今約3萬年，最晚期距今約5,000年。發掘長濱文化八仙洞遺址的考古學者宋文薰，透過洞穴的高低、海平面的升降，推測人類在5萬年前已在臺灣東部地區居住。由此推斷，西部地區也可能有長濱文化的人類居住，或者說，西部也可能有舊石器時代文化。現已證實臺灣西北部的紅土臺地（包括林口臺地、銅鑼圈臺地等較高位的紅土階地）發現舊石器時代石器，可信的文化層，發現於中部地區偏北的苗栗縣大湖鄉新開村網形地區伯公壠遺址以及卓蘭鎮西坪里壢西坪遺址，目前亦有學者稱為網形文化。
臺灣是舊石器時代人類主要生活的地區之一，目前與大陸之間以海峽相隔，但更新世末期舊石器時代人類生活期間，因受冰河期影響，海水面下降，最深處比目前低約120-140公尺，臺灣海峽成為陸地。從舊石器時代的遺物來看，臺灣與亞洲大陸東南沿海區域的文化內涵相近。考古學者推測，人類可能在舊石器時代晚期，從中南半島往北遷徙，沿著亞洲大陸東南沿海，其遷移路徑經過臺灣，并部分定居於臺灣。
（二）新石器時代
更新世晚期冰河時期逐漸結束，臺灣海峽海面上升，阻隔了臺灣與亞洲大陸的陸地連結。舊石器時代的人類因海水上升逐漸遷移到現今臺灣本島的范圍，一直維持舊石器時代生活狀態，學者稱呼此一階段為舊石器時代晚期的持續，此種狀態東部地區持續到距今五千多年前才結束。同一個時期的臺灣西海岸地區，卻因爲與大陸來往，逐漸進入新石器時代。
新、舊石器時代最大的差異是，新石器時代開始種植食物，畜養動物，并形成各種不同的生活型態，包括創制生活用具，如：制作陶器、磨制石具。目前所知的新石器時代，最早的約距今6,000年前開始，一直到距今4,300年左右結束，以臺北縣八里鄉大坌坑文化遺址為代表，稱爲大坌坑文化。考古學上是以某一文化群之最具代表性地點來命名，如：圓山文化、大坌坑文化、長濱文化、卑南文化。因此，卑南文化是在卑南遺址發現的文化群之總稱，而非卑南族的文化。
從大坌坑文化所在的遺址看來，考古學者大都認爲，人群可能從中國沿海東南地區，坐船來到臺灣，登陸地點可能是淡水河口兩岸之淡水、八里附近；也可能在澎湖群島，或南部鳳山丘陵地，或臺南縣新化丘陵地一帶登陸。當時臺北盆地是一個漫漶大湖，新化臺地是海岸旁的一片丘陵。今臺南到新化之間的大灣地區，在當時是一片汪洋，渡海東來的人類，可能在新化丘陵登陸、定居。
大坌坑文化的人類，已種植根莖類作物，到了晚期開始種植稻米、小米等谷物。在種植作物後，擁有自己生產的食物，并出現有閑階級，有人從事制造、使用美觀的器物。大坌坑文化的陶器非常漂亮，上面有流暢的波浪狀花紋。
（三）原住民土著化
經過約2,000年的演化，大坌坑文化的人群逐漸沿著海岸在臺灣四處擴散，形成新石器時代中期的繩紋紅陶時代的文化。臺灣新石器時代中期以繩紋紅陶文化在各區域的文化為主體，目前區分為北部地區訊塘埔文化，中部地區牛罵頭文化，南部地區牛稠子文化，東部地區「東部繩紋紅陶文化」，至於其他區域和中央山地地區，亦有此階段文化發現，但無法進一步歸類。從考古文物來看，此一時期的農業，比大坌坑文化的更發達，也有聚落大型化的傾向，很顯然生產力已提高，人口也增加。此一時期的考古遺址，除沿著海岸廣泛分布，也沿著河谷地區，往丘陵地及地勢稍高的河階地區擴展。南投縣集集鎮附近、下淡水溪流域高雄縣甲仙鄉、三民鄉一帶，都有繩紋紅陶的出現。當時人群已逐漸改變以海岸或平原資源維生的習性。從這以後，再往內陸地區居住發展。也可以說，這是第一批往臺灣內地定居發展的族群。在定著化的過程中，也形成臺灣原住民土著化的一個明顯的過程。此外，在此一階段人群也開始向海外尋求相同的生態區位，目前已知在距今4,000年前後，人群由臺灣東南部地區遷往菲律賓呂宋島北部地區，將文化擴展至島外區域。
（四）聚落大型化
新石器時代晚期距今約3,500-1,800年。到了3,500年前左右，臺灣的文化非常蓬勃發展，全島各地至少發現10個以上不同文化內涵的文化，包括北部芝山巖文化、圓山文化、植物園文化；中部營埔文化、大馬璘文化；南部大湖文化、鳳鼻頭文化；東部卑南文化、麒麟文化；東部地區北段的花岡山文化（或稱大坑文化）；宜蘭的丸山文化。新石器時代晚期，除了既有的原住民擴散外，還加入外來族群，例如芝山巖文化就是從浙南、閩北地區遷來的新文化體系。很顯然此一階段文化復雜，主要是繩紋紅陶文化的人群移往山地，而有不同生態區位，產生逐步適應環境的結果。此一時期的遺址，在平原地區的面積廣大，卑南遺址廣達80萬平方公尺；鳳鼻頭遺址至少10-20萬平方公尺，可見人口相當程度增加。遺址的范圍也反映土地資源的擴充、爭奪。在卑南遺址，考古發現有獵頭行為，可見族群之間發生爭戰，聚落之間彼此相伐，資源的爭奪大大改變生活形態，促成聚落大型化，在聚落選擇上也考慮防衛的需要；相對的，人們生活日益富足，在圓山文化晚期，無論在海邊或臺北湖的湖邊，都有很好的食物資源。從圓山貝塚發現，除了貝類，還有野鹿、野豬、羊、羌，都是獵物來源，他們不吃狗肉，但養狗爲伴或作爲警戒或協助狩獵，經常可見埋葬狗做為人類之伴侶；大量種植稻子作爲主食。可能受到中國大陸東南沿海地區人民或來臺移民使用金屬器的影響，而逐漸進入金屬器時代。
（五）臺灣早期歷史
金屬器與金石并用時代是臺灣史前文化的最晚階段，年代距今2,000年以內至350年前結束。此一階段又可分為前後二期，大致以距今1,000-800年之間為界，前期僅有局部地區擁有豐富的外來文化遺物，山區仍然大量使用石器，後期全臺各地擁有大量外來文化遺物，山區使用石器的狀況仍然相當頻繁，但已有較多金屬器使用，此一階段澎湖已有漢人移居，同時對臺灣本島也有初步了解，并可能留下文獻紀錄，諸如《臨海水土志》、《東番記》所載，可以理解此一階段臺灣人群之生活型態。臺北縣八里鄉十三行遺址的考古發掘，發現除了制造、使用鐵器，也煉金、制銅。受到金屬器制作傳入的影響，生產力大爲提高。在漢人還沒有進來之前，他們和臺灣原住民族有相當密切的關系，兩者的生活型態相當一致。這些文化的晚期階段，可能逐漸演化為歷史初期記錄的臺灣原住民族。透過考古學者的研究發現，十三行文化可能是臺灣北部凱達格蘭族、巴賽族、噶瑪蘭族遺留的文化；中部的番仔園文化，可能與平埔族拍瀑拉族有密切關系；南部的蔦松文化，可能與西拉雅族關系密切；東部的靜浦文化，可能是阿美族祖先遺留的文化；而十三行文化，在宜蘭地區的特殊發展是其中的舊社類型，可能是宜蘭地區噶瑪蘭人的祖先遺留的文化。
（六）臺灣考古學
臺灣從考古學研究逐漸建立的史前文化發展體系，始於日治初期學者鳥居龍藏首先提出臺灣史前文化的主人，可能是南島系民族，也可能是其他民族；日治中後期1928年臺北帝國大學成立并設立土俗人種學講座，從事人類學與考古學研究，首先在1931年發掘墾丁遺址，并記錄多處重要遺址，如圓山遺址、花岡山遺址等，并與總督府博物館（今國立臺灣博物館）合作展示臺灣史前文化遺物。1930年代末期鹿野忠雄、國分直一陸續提出臺灣史前文化來源的假說，并建立初步史前文化層序。
戰後初年，學者延續日治時期之研究，1949年中央研究院播遷來臺，歷史語言研究所考古學組、人類學組同仁創立臺灣大學考古人類學系，培育本土考古研究人才，使得考古學術研究與史前史研究步入正軌。第一代本土學者宋文薰、張光直於1960年代，初步建立具有絕對年代學與層位學之史前文化發展層序，1970年代張光直回臺聯合中央研究院、臺灣大學組成學術研究團隊進行濁大計劃，以中部地區濁水溪、大肚溪流域為研究區域，從事文化生態學研究，進一步研究史前時代人類之生業體系與生態環境之間關系，濁大計劃研究促使臺灣史前文化研究，初步完成全面性之史前文化發展體系。
（七）史前文化體系
1980年代以來，由於經濟發展快速，土地大面積開發，首先在1980年因東線鐵路拓寬與南廻鐵路興建，嚴重破壞卑南遺址，引發搶救發掘風潮，是為卑南事件，最後促成國立臺灣史前文化博物館之倡議與興建。1989-1992年又因八里污水處理場嚴重破壞臺北縣十三行遺址，引起學術界與學生之抗議，要求政府重視臺灣本土文化與資產，再度引發因文化資產搶救所導致之十三行事件，此一事件不只影響考古學研究，同時也引起本土化運動與臺灣史之范疇爭議與討論，更引起考古遺址保護之風潮，終於促成2005年文化資產保存法修正時，將考古遺址列為專章，訂定相關之法律規范，得以更完整保護遺址類文化資產。
從1980年以來之重要考古搶救發掘，包括卑南遺址、芝山巖遺址、十三行遺址、丸山遺址、大馬璘遺址、惠來里遺址、南科遺址群、西寮遺址、花岡山遺址、植物園遺址等，產出大量資料，加上在十三行事件之後，遺址主管機關內政部與中央研究院合作完成臺灣考古遺址普查工作，獲得考古遺址之基礎資料，使得考古學者可以更細致檢討史前文化發展體系，并完成區域性史前文化體系建構，并進一步研究史前時代人類之生業型態與社會組織變遷，并檢討人群與自然之間的互動關系，同時建立臺灣與周邊區域人群之交通與交換關系體系，對於南島語系民族之形成與遷徙，具有重要的學術意義。
中文關鍵字：新石器時代 , 舊石器時代 , 長濱文化 , 大坌坑文化 , 十三行遺址
英文關鍵字Neolithic Period , Paleolithic Period , Changpin Culture , Tapenkeng Culture , Shihsanhang Site
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