名稱
示意圖解釋
是利用現代科技分析古代遺存,取得豐富的“潛”信息,再結合考古學方法,探索人類歷史的科學。
科技考古：探究歷史真相
隨著河南省安陽市西高穴村東漢大墓的發掘，圍繞著這一大墓是否為文獻中記載的魏武王曹操高陵的爭論，公眾也享受了一頓難得的考古學科普“大餐”。科技考古學已經成長為一門獨立學科的過程，科技不僅可以幫助人類認識現在、探尋未來，還能幫助人類了解自己的過去。
學科之間的交叉融合是當前科學發展的大趨勢。在所有交叉學科中,科技考古學頗為獨特,它既是考古學與自然科學交叉融合的產物,更是社會科學與自然科學交叉融合的產物。隨著融合的深化,它與考古學之間的界線愈發模糊不清。如今,科技考古學的發展,已體現在考古學的所有領域。追尋科技考古學的發展軌跡,既能幫助公眾了解這一學科本身,又能為它的發展開闊思路。
碳14斷代測年:從定性到定量
人們知道,時間標尺的建立,是考古學研究的基礎,它使考古學從定性描述轉變為定量表述的科學。碳14測年方法的建立,為解決這一問題提供了技術手段。仇士華、蔡蓮珍教授是我國著名的碳14測年專家。在充分探討系列樣品碳14數據與樹輪校正曲線擬合的基礎上,兩位先生領導的研究組經過多年努力,解決了許多技術難題,終於將武王克商的年代限定在公元前1050—1020年,確保了夏商周斷代工程的圓滿完成。近年來,系列樣品貝葉斯統計方法又成功地套用於新砦、二里頭、偃師商城和鄭州商城等遺址的年代測定,得出了若干誤差甚小、重要異常的年代數據,為歷史界和考古界深入探索商前和商代歷史奠定了堅實的年代學基礎。
隨著環境考古、農業科技考古的迅速發展,人們已不再滿足遺址文化層提供的信息,而逐漸將視角拓展至遺址周邊的自然地層。不難理解,欲揭示自然地層內所蘊含的信息,首先需明確其不同層位的所屬年代。然而,土壤中通常難以獲得理想的木質材料,且常常“受到農業施肥和現代植物根系滲透的影響”,致使測定的碳14年齡偏輕。針對這一難題,中國科學院地球環境研究所周衛健院士等採用新的熱處理方法,有效排除了土壤有機質中“死碳”和“晚期含碳物質”的干擾,並利用加速器質譜測得較為可靠的年代數據。無疑,該方法可望為環境考古和農業科技考古帶來福音。
環境、農業科技考古結碩果
揭示古代人類所處的自然環境,探索人類社會發展與所處自然環境的相互關係,即為環境考古。我國環境考古的累累碩果中,最令人震撼而難以忘卻的,莫過於夏正楷教授等關於喇家遺址的探討。4000年前,地震、山洪和洪水給喇家先民毀滅性打擊的悽慘場景,藉助於他們的研究,居然能夠再現於我們眼前。近年來,莫多聞教授等從多個角度綜合分析了我國不同地區的古代環境,並從環境角度論述了新石器晚期以來,我國中原地區成為華夏文化中心的原因。
世界上最早的四大主要糧食作物,中國占了兩種,即稻類和粟類,因而中國的農業考古具有特殊重要的意義。著名考古學家嚴文明十分關心我國農業考古的研究,他不僅從理論上對我國稻作農業起源作了有益的探討,而且還利用他的國際影響,於20世紀90年代促成了“中美農業考古隊”的組建,並開展了仙人洞和吊桶環遺址的發掘,有力地推動了我國農業考古的研究。
近年來,袁靖、趙志軍研究員等綜合分析了多學科的研究成果,明確指出中華文明形成時期不同考古學文化的農業經濟特點和發展模式不盡相同。例如,黃河流域居民獲取肉食的主要方式是家養動物,而長江流域居民的主要方式為漁獵。又如,北方為粟作農業傳統，南方為稻作農業傳統，而中原地區則由原來的粟作農業轉向稻粟等多作物農業。
我國農業科技考古的長足發展還體現在植物微體化石的研究領域。其中,植矽體方面最為顯著的成果當推呂厚遠研究員關於粟、黍植矽體形態及其差異的辨別。基於這一辨別,他指出,我國黍的起源應早於粟千年之久,並認為磁山地區應為我國粟作農業的發源地。另一個值得介紹的成果是吳妍博士利用掃描電鏡和高景深數位相機,分別實現了水稻植矽體的三維圖像重建,從而極大地提高了植矽體形態特徵測量的速度,有效地推動了植矽體分析的套用。
生物考古:勾勒人類遷徙輪廓
如果說,碳14測年方法的建立使考古學從定性描述轉變為定量表述,那么,生物考古的開展則可望勾勒出古代人類遷徙和社會發展的動態輪廓。 20世紀80年代以來,PCR技術(聚合酶鏈反應)的建立直接催化了古代DNA分析方法的發展和套用。近年來,古代人類DNA研究有兩個頗為重要的進展：一個是Real-timePCR技術,它可有效地鑑別源自古代樣品的DNA污染,從而在相當程度上確保古代DNA分析的可靠性;另一個是焦磷酸法測序方法的建立,它奠定了核DNA測序的基礎,將整個基因組的序列分析提上了議事日程。可以預見,隨著古代DNA技術的不斷發展和成熟,古代人類遺傳關係的復原、描繪古代人類的遷徙路線終將成為現實。
早在1984年,蔡蓮珍、仇士華即根據穩定碳同位素比值,較為系統地分析了我國新石器時期先民的食物結構,在我國考古界產生了深遠影響。如今,人們已捋清我國新石器中晚期先民食譜的地域分布特徵,即黃河以北主要以粟類植物為食,長江以南以稻類植物為主要食物,而中間區域則兩類兼而有之。而根據北方先民的食譜變化規律,可將距今約7000年的仰韶文化時期定為北方農業起源的下限。與此同時,胡耀武、湯卓偉博士等指出,在一定條件下,家豬的食譜與飼養有著內在的聯繫,從而為動物馴化起源的探索提供了新的思路。
殘留物分析是生物考古的又一重要組成部分。有關研究在我國開展較晚,但已取得了一些成果。例如,2005年山西省絳縣西周倗國墓地發掘出土的一個銅簋中保存有大量的炭化物,楊益民博士等分析了樣品的碳氮含量和同位素比值,推測銅簋內曾盛有煮熟的大米及肉類——“羹”,這一與文獻記載相悖的結論,引起了人們的濃厚興趣。
陶瓷、冶金科技考古受關注
說到陶瓷科技考古,人們必然想到中國科學院上海矽酸鹽研究所的李家治。他主編的《中國科學技術史·陶瓷卷》是我國陶瓷科技考古界值得驕傲的里程碑,對世界陶瓷科技考古所產生的影響無論怎樣評價都不為過。近年來,考古發掘和科技分析基本改變了以往我國北方不產原始瓷的認識。聯想到北朝時期我國北方高質量的青瓷和剛剛問世的白瓷,不難意識到,長期以來被學術界忽略的我國北方漢代之前的陶瓷發展史,應成為今後研究的熱點。順便指出,當前我國陶瓷科技考古的主要動向有:利用X射線吸收近邊結構譜(XANES)等方法探討呈色元素的價態,從物理層次探討釉、彩的呈色機制;明清時期鬥彩、五彩、粉彩、琺瑯彩等製作工藝;基於海上絲綢之路的中西方陶瓷研究等。
冶金科技考古中,中國冶金的起源最受學術界關注。對此,國外學者大多持來源於西方的觀點；國內老一輩考古學家則多從我國考古學文化連續性考慮,認為我國的冶金技術應為獨立起源；而年輕一代考古學家又較傾向於來源西方。柯俊院士和我根據姜寨等遺址出土的黃銅推測,我國冶金技術當為獨立起源,而在此之後受到西亞的影響,也是不爭的事實。值得指出的是,最近在上海光源,採用X射線螢光面掃描分析,發現姜寨黃銅片不同區域的鋅含量差異顯著,而鉛元素呈零星點狀分布,其特徵與固態還原法製備的黃銅完全相同,從而證明先民在使用天然金屬與發明金屬鑄造之間,都曾採用熱煅法或固體還原法冶鍊金屬。中國最早人工冶鍊金屬的年代與西亞相近,其冶鍊金屬為黃銅,不同於西亞的砷銅和紅銅——這一事實有力地支持了中國冶金起源的本土說。
毫無疑問,科技考古的崛起還體現在其發展的全面性。除上述領域外,至少應包括古代鐵器、古代玉器、古代漆器、古代玻璃和古代紙張等領域。特別是古代漆器和紙張,原先幾乎無人問津的研究,現已出現一些較高水平的成果,且呈迅速發展之態勢。
科技考古學的崛起還體現在人們對多學科協作的認可。特別在文明探源工程的推動下,人們開始注意到農業起源與傳播、人類的遷徙、社會的分層、文化的交流等重要科技考古問題,並通過多學科協作,將問題逐步引向深入。不僅如此,隨著國際合作的深入發展,我國科技考古專家業已藉助陶瓷科技考古等研究,探討中西方文化交流等重大問題；而在政府的大力支持下,我國考古學家也已走出國門。
