山东沿海——辽东半岛——朝鲜半岛西海岸——日本列岛这一海上交通线，有学者称之为“北方海上丝绸之路”或“东海丝绸之路”（朱亚非：《论早期北方海上丝绸之路》）。这条连通黄渤海沿岸地区的北方海上丝绸之路，是黄渤海沿岸地区通过经济文化交流逐渐形成的，其萌芽于新石器时代中期，历经新石器时代晚期至青铜时代的形成期，至秦汉时期已成为常态化的海路交通。而作为真正意义上的丝绸之路，则约始于齐国丝织业繁荣发达的东周时期，形成于汉魏之际。
一、新石器时代的萌芽期
从现有考古资料看，辽东半岛南端和胶东半岛之间的交流活动早在新石器时代就十分频繁。约在距今6500年前的小珠山二期文化时期，辽东半岛南端和胶东半岛就出现了砺石、石球、带沟槽滑石网坠等，这些石器无论是用料还是形制都很相似。从这一文化现象可以看出，该时期辽东半岛和胶东半岛应该有了一定的接触。至小珠山三期文化时期，辽东半岛地区的陶器整体仍保持着自己独立的风格，但出现了一些明显带有胶东风格的器物，如觚形器、鬶、盆形鼎、蘑菇状把手等，还有与紫荆山遗址下层风格相似的彩陶片。有学者认为辽东半岛地区出土的山东系陶器并非是仿造的结果，可能是陶器本身的流动所造成的。
及至小珠山五期文化时期，辽东半岛南端的陶器开始带有强烈的龙山文化色彩，由此学界一度将此时的辽东半岛文化划归到山东龙山文化中去。这一时期辽东半岛出现了颇具规模的墓葬形式——积石冢，如旅顺四平山、大连鞍子山、金州王山头等。这些积石冢中出土有大量精美的龙山文化常见的黑陶、蛋壳陶和一定数量的玉器。积石冢内所出的玉器和山东地区所出的玉器质地、颜色极为相似，两地的玉料来源可能一致，说明该时期两地的交流已经非常密切和深入。另外，在庙岛群岛周围海域还发现有重十余斤的石锚，可以停泊两三吨的船只。在北隍城岛西北约10公里海域打捞过一只陶鬶，年代介于龙山文化和岳石文化之间，从水底陶器聚集的情况看可能是由于翻船的结果。这一时期辽东半岛与胶东半岛的交流空前密切，给辽东半岛带来了巨大的社会变化。
稻作农业的半月形传播也表明了海上传播路径的存在。研究表明我国的稻作农业发源于长江中下游地区，在大汶口文化时期的山东地区已发现了丰富的稻作农业遗存，龙山文化时期更为丰富和发达。最新的研究表明，胶东半岛地区的稻作农业最早出现于龙山文化早期，而辽东半岛南端的稻作农业遗存也出现于龙山文化早期，这表明两地稻作农业的发展几乎没有时间差。无疑，稻作农业是经由海上从胶东半岛传至辽东半岛的，其后才传入朝鲜半岛和日本列岛。
二、青铜时代的发展
青铜时代辽东半岛南端的考古学文化为前后相继的双砣子一期文化、双砣子二期文化、双砣子三期文化和双房文化。双砣子一期文化时期，辽东半岛南端和山东地区同时期的龙山晚期文化具有较多的相似性。两者共有的器物包括数量众多的溜肩罐、单把杯、器盖、豆、碗、三足器等，特别是有学者认为旅顺老铁山积石冢的性质也应属于双砣子一期文化，积石冢内的出土物基本同于山东龙山文化的同类器。从双砣子一期文化出土物可以看出，其土著文化因素少，而龙山文化因素已占绝大多数。
双砣子二期文化时期的情况同双砣子一期文化情形相近。关于双砣子二期文化的性质，存在着土著文化论和岳石文化论两种不同的认识。认识虽然有区别，但双砣子二期文化包含较多岳石文化因素这一点是大家都认可的，两者共有的器物如甗、三足罐、子母口罐、大口罐、盂、盆、子母口器盖、碗、杯、夹砂中口罐、鼎等。以上可以看出，双砣子一、二期文化时期依旧延续了新石器时代从山东半岛越渤海海峡至胶东半岛这一海上通道的交流。
至双砣子三期文化时期，胶东半岛和辽东半岛通过渤海海峡这一海上通道的文化交流明显减少，主要原因是夏朝末年夏桀东征东夷诸族以及中商文化时期从仲丁至商末持续不断的东征东夷，导致岳石文化最终衰落。在晚商至西周早期，胶东半岛分布的珍珠门文化是与岳石文化有一定亲缘关系的东夷族文化，在与商朝的长期竞争中自顾不暇，更无力越渤海海峡向辽东半岛扩张。在这样的背景下，辽东半岛以双砣子三期文化和双房文化为代表的本土文化先后兴起，特别是双房文化，分布范围不再局限于辽东半岛，而是影响更为广泛。关于双房文化的族属有不同看法，但它无疑属于较为强盛的古族古国，即使齐国立国后，也未见有关齐国北进辽东半岛的文献记载。因此，从晚商直至两周时期，这条曾经繁忙的海路通道一度沉寂。
当然这也不是说，这种交流就阻绝了。据有学者研究，东周时期，齐国与海北的贸易活动可以确定输入了名贵毛皮，进一步检核考古资料可以发现，双方的贸易货品还有铜兵器，也可能还包括铜礼器等，人员的相互往来也比较频繁；而连接胶东半岛和辽东半岛的海上通道很可能是从紫荆山出发，向北经长岛北庄、大口等遗址到达郭家村一带（王青：《〈管子〉“发、朝鲜之文皮”的考古学探索》）。
此外，也有学者在对韩国完州上林里遗址出土的铜剑进行系统分析后认为，上林里铜剑具有吴越铜剑风格，但其年代有可能晚至公元前4世纪的战国中期，应是掌握陶范铸剑技术的中国大陆的工匠东渡朝鲜半岛后在当地铸造的。并推断了这一东渡之旅的大概路径，即：从杭州湾或长江口一带入海，沿黄海西海岸北上至蓬莱一带；越渤海海峡至辽东半岛南端；然后沿黄海北岸的近海东进至黄海的西朝鲜湾；然后由此沿海南下到达朝鲜半岛的西南部沿海一带（白云翔：《从韩国上林里铜剑和日本平原村铜镜论中国古代青铜工匠的两次东渡》）。
三、秦汉时期的常态化
战国中晚期，据《史记·封禅书》，“自威、宣、燕昭使人入海求蓬莱、方丈、瀛洲”。这条始于新石器时代的北方海上丝绸之路由于这一时期中原的战乱导致人口的迁徙、贸易的发展以及齐燕国君对海上仙境及不死之药的追求而再次焕发出生机。
秦汉之际，这条海路交通日渐繁忙，成为连接我国东部沿海地区和辽东半岛、远至朝鲜半岛乃至日本列岛的常态化海路通道。秦始皇统一天下后，亦对海上仙境及不死之药兴趣浓厚。对此，《史记·封禅书》和《史记·秦始皇本纪》均有记载。徐福入海求仙人神药，前后历时8年，数次往返。与他同时因入海求仙的还有卢生、韩众、侯生、石生等人，这是秦代官方组织的大规模航海活动。
汉武帝对于入海求仙人神药之事也非常热衷。据《史记》《汉书》的相关记载，汉武帝在位54年间，至少8次巡行海岸，甚至亲自“浮海”航行。汉武帝前后40余年连续派遣方士“入海求蓬莱”，参与者往往以千万人计，虽然“终无有验”，但这些活动在中国航海史上都具有重要的影响。
两汉时期辽东“浮海”移民和东汉“海贼”张伯路事件也表明，胶东半岛往返辽东半岛的海路已常态化。据《后汉书》，从胶东半岛“浮海”辽东，从西汉初年开始整个两汉时期均有记载。如汉初文帝三年的王仲、王莽时期的逢萌、东汉末年的太史慈、邴原、管宁、国渊、王烈等，都曾经“浮海”辽东。《后汉书·法雄传》载，对于“海贼”张伯路事件，法雄曾言，“贼若乘船浮海，深入远岛，攻之未易也”。同篇还有“贼复惊恐，遁走辽东，止海岛上。五年春，乏食，复抄东莱间，雄率郡兵击破之，贼逃还辽东”等记载。“海贼”可以往返于辽东和东莱间，并居于海岛之上，可见这条海路之畅通。元封二年（公元前109年）秋，汉武帝遣楼船将军杨仆率水军自齐跨越渤海，遣左将军荀彘率领陆军南下鸭绿江，共同出兵朝鲜，杨仆走的应该也是这条海路。而渤海航线也可能是“秦之亡人”远行的路径（王子今：《略论秦汉时期朝鲜“亡人”问题》）。据一些日本史书记载，东汉末年开始有一些原在朝鲜半岛居住的汉人南下日本列岛谋求安身之地，他们自称秦始皇后裔，其实是泛指来自中国之人，也是沿着这条北方海路南下日本列岛（朱亚非：《论早期北方海上丝绸之路》）。广泛分布于我国辽东半岛地区的石棚、朝鲜半岛的支石墓，在日本不少地区均有发现，这一文化遗存传至日本列岛无疑也是通过朝鲜半岛南部的海路传播的。
东汉王充所撰《论衡》就提到西周时期“倭人献鬯草”，班固《汉书》也说“乐浪海中有倭人，分为百余国，以岁时来献见云”。说明日本列岛和中原王朝在这一时期已有官方接触。据《史记·货殖列传》记载，春秋时期的齐国“冠带衣履天下”，齐国都临淄成为当时的纺织业中心，也推动了齐国其他地区和邻近地区纺织业的发展。文献记载，战国时期齐地的丝织物有锦、绸、纱、罗、纨、绮、缟等多个品种。《墨子·非乐》说，“妇人夙兴夜寐，纺绩织纴，多治麻丝葛绪……此其分事也”。秦国的李斯在论及各国输入秦国的贵重物品时就提及产自齐地东阿的“阿镐之衣”。汉代在临淄建立三服官手工工场，其规模与设在长安的东西织室相比毫不逊色。日本在绳纹时代尚处于原始文化时期，弥生文化时期在外来文化影响下开始出现青铜器、铁器和纺织品，开始种植禾稻等，《魏志·东夷传》记载汉代的日本“种禾稻纻麻、蚕桑缉绩，出细缣丝”，正与考古发现情况相一致。日本纺织业的兴起，应是周秦汉魏时期在以齐鲁地区为中心的纺织业刺激下，沿着新石器时代就已经开始出现的这条环黄渤海沿岸地区的海路通道传播的。根据文献，魏晋时期日本和中国的中原王朝不仅互赠丝织品，还有纺织工匠交流技术的记载。文献结合考古资料，说明汉魏时期这条海路已经成为真正意义上的海上丝绸之路。
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