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中国碳十四考古年代学的开拓者
发布时间: 2020-09-09 来源:未知 点击次数:

原标题:中国碳十四考古年代学的开拓者

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考古学家夏鼐老师曾援引国外学者的话称赞碳十四测年给西方考古学带来的转折如此之大,认为是考古学上的一次革命。由于她推翻了已有的年代框架系统,使年代序列上的舛讹得以清亮,添速了西方考古年代学科学化的进程。而在中国,同样有云云一位拓荒者,经过艰苦的全力,开创了碳十四考古年代学的探讨之路,使中国的新石器考古学有了实在的年代序列而进入了一个新时期。他就是中国社会科学院荣誉学部委员,中国社会科学院考古钻研所钻研员仇士华。吾们有幸采访了仇老师夫妇。

碳十四测年技术能够通知吾们古代遗物的年代,这听首来让人感觉微妙,甚至还有些奥秘。英国考古学家科林·伦福儒将碳十四测年技术喻为“计算时间的时钟”,认为只有经过这一形式的测算,才能晓畅人类的历史有多长,走过的路有多远。这是由于固然现在年代测定形式有多栽,但从所适宜的年代时段和可获得的测年样品的物质栽类上看,碳十四测年可谓是考古学最为正当的测年办法。

中国第一个碳十四实验室

碳十四测年对于中国史前考古学钻研的最大贡献是在数以千计的碳十四测年数据的基础上竖立了旧石器晚期以来史前考古年代序列,使史前考古年代有据可依。

1955 年,夏鼐老师在《考古通讯》杂志上特意撰文介绍碳十四测年形式,及时把握国际考古学钻研的动态和前沿,在半个多世纪前就晓畅地认识到异日中国考古学的发展答该走一条怎样的路。在夏鼐老师的积极推动下,中国科学院原子能钻研所的仇士华和蔡莲珍伉俪于 20 世纪 50 年代末调入考古钻研所开展碳十四测年做事。

碳十四测年,从其原理、形式上看,是一栽科学的、理想的,甚至近乎完善的测年办法,使其由此成为客不益看、偏袒、厉密的年代学标尺。在碳十四测年形式挑出的十年后,随着世界各地大批碳十四数据的面世,为考古学、地学等周围带来了翻天覆地的转折,该形式的竖立者美国科学家利比(W. F. Libby)因此获得诺贝尔化学奖。但是由于碳十四同位素在自然界含量很矮,仅为10-10%,其放射性能量矮,强度也较纤细,肉眼难以不益看察到,而且还容易受到来自周围环境的作梗,使其基于测量放射性比度进走年代测定的形式,真实实走首来难度较大。甚至当今国际科技考古界的权威行家也认为碳十四测年不论其实验室制备工艺的复杂程度、操作的繁琐程度,照样邃密程度的请求均远非清淡学科所能相比。因而其钻研颇具难度,更何况是在当时连特意探测设备也不具备的情况下。

20 世纪 60 年代初,由于“三年自然灾难”等因为,国家经济不景气,考古钻研所的科研条件也可想而知。仇老师说当时所能参照的文献原料仅为夏鼐老师从国外带回的一本英文书籍,而能够获得的设备原料,很多是从街边幼店里找来的。固然条件极其简陋,但他们并异国因此消极,而是白手首家,从绕制线圈、淘汰硅钢等最为基础的做事做首。由于有着壮实的核物理学专科基础,又在原子能钻研所从事过核技术钻研做事,碳十四衰变所用探测仪的制刁难他们来说并不算生硬。同时,碳十四测年还涉及到高真空技术、电子技术、屏蔽原料、化学工艺、制备形式等,而且制作过程必要具备钳工、焊工、玻璃工等技能,于是对于两位刚参添做事不久的年轻人来说仍必要具有相等的勇气才能面对。他们就云云一个组件一个组件地制作,一片面一片面地研发,克服了一个个的困难,解决了一个个的难题。经过几年的艰苦全力,终于完善了探测仪、计数器的研制,以及制样、挑纯、测定等相关设施的设计与制造。接下来又用了一年多的时间对仪器设备进走调试与改进。

1965 岁首冬,考古钻研所的史前考古行家佟柱臣老师给二人挑供了四块木头样品以做测试。经过行使自立研发的测年设备进走盲测,所得效果与考古学家所认定的年代相相符,由此考古钻研所碳十四实验室正式宣告成立。

实验室经过大量碳十四数据的测定,使很多考古上难以把握的题目得到释解。例如较早的在关于中原地区抬韶文化的探讨中,是半坡类型早,照样庙底沟类型早,有比较炎烈的商议。对此,20 世纪 70 年代初发外的碳十四测年数据,则给出了比较清晰的解答。再如稍后的关于长江流域的钱山漾遗址的年代,最初有些考古学家质疑其年代是否会那样早,经过碳十四测年,使该遗址的年代确定在公元前 3000 年前后。还有,华南地区有些史前洞穴遗址,相对年代早晚的鉴定比较困难,经过碳十四的测定,不光理顺了它们的早晚相关,而且其绝对年代也得以清晰。

碳十四测年对于中国史前考古学钻研的最大贡献是在数以千计的碳十四测年数据的基础上竖立了旧石器晚期以来史前考古年代序列,使史前考古年代有据可依。

仇老师和蔡老师对于中国考古学的推进做事受到了国际考古学界的关注,稀奇是他们主编的《中国考古学中碳十四年代数据集(1965~1981)》,让国外学者感觉特意可贵,甚至说没想到中国还有云云一本书,这对于史前考古钻研太有意义了。曾任考古钻研所所长的王仲殊老师频繁给年轻人介绍以前他所经历的国外学者来实验室的情景 :面对手工制作的测年设备,参不益看的学者感叹道你们是用手做事坊(式)的设备,测出了国际一流的数据。在仇老师家的书柜里至今保存一本 20 世纪 80 年代的论文集,那是碳十四测年形式创建人利比钻研论文汇编,由其夫人在利比物化后派秘书特意探看仇老师时一并送上的。可见,新闻资讯以前仇老师和蔡老师的做事也受到利比的关注和关心。

中国糖碳标准

经国内外多家实验室的试用后,中国糖碳标准被一致认为在其安详性、易处理程度以及分馏效答等方面较之现在的其异国际标准更具上风。

在仇老师家里吾们看到一份 1989年由国家科学技术奖评审委员会颁发的国家科技提高三等奖证书。仇老师说那是按照 1975 年在贵阳召开的全国地学会议上由中国科学院、国家地质部和冶金部三个部委共同挑出的竖立国家同位素标准的请求,在 1978 年后借着科学大会的东风完善的一项做事——中国糖碳标准的研制。

夏商周断代工程

夏商周断代工程使吾国的碳十四测年程度上了一个新台阶,第一是年代精度的挑高,第二是系列样品形式行使钻研模式的竖立,这为其后“中华雅致探源工程”钻研中的年代钻研奠定了基础,也为今后高精度测年钻研模式新常态挑供了条件。

除了上述钻研,仇老师和蔡老师还承担过史前时代白灰面的钻研,即经过碳十四测年表明了人类起码在距今 4000多年前就能烧制石灰,并行使烧制过的石灰铺抹房间 ;最早行使煤进走冶铁的年代,即通太甚析测定,发现用煤冶铁的时代最早为宋代前后 ;前人类食谱钻研,即结相符年代校正钻研,最先在国内竖立了用于人类主食钻研的碳十三分析形式等等。而其中令两位老师体会最深的钻研经历莫过于 20 世纪 90 年代中期进走的国家“九五”重点科技攻关项现在——“夏商周断代工程”。

那是在 1996 年,两位老师退息不久准备安享晚年生活,而夏商周断代工程启动了。对他们而言,这又是一场硬仗,必要面对压力和挑衅。但多年科学钻研做事的体会更让他们深切地认识到,只有能够攀登险峰的人,才有机会领略山下看不到的风景。

断代工程是由时任国家科委主任的宋健和国务委员李铁映共同倡导并发首的,是历史科学周围中建国以来周围最大的钻研项现在。包括历史学、天文学、考古学和碳十四测年技术四个学科的国内两百多位行家学者参添了这一课题钻研。其现在的是经过多学科的配相符钻研竖立夏商周三代年外。由国务院任命了四位首席科学家,仇士华老师是其中之一,负责断代工程中碳十四测年钻研义务。

断代工程中碳十四测年面临的最大难题是碳十四测年的高精度。倘若要让碳十四测年真实在断代工程中发挥作用,必须要行使系列样品形式,而系列样品形式行使的前挑,最先必要年代的高精度。精度的挑高涉及到很多因素,如实验室环境条件、仪器和设备性能、形式技术、行使模式、统计学等方方面面,其难度较大。

在资金、条件、时间有限的情况下,围绕课题义务,碳十四测年课题组竖立了三个专题,一是通例碳十四测年形式的设备改造与钻研 ;二是骨质样品的制样钻研 ;三是添速器测年形式的设备改造与钻研。经过一番改造与钻研,通例测年精度达到 3‰,添速器质谱测年精度益于 5‰,这为高精度测年钻研奠定了基础。

接下来的样品测试中最先辈走测定的是树轮系列,由于树轮系列的测定能够对测定的精准度进走校正。其后是对山西天马弯村晋侯墓地 M8 的测定。该墓是晋献侯苏的墓,出土有晋献侯苏编钟共 16 件,铭文凡 355 字。经过钻研测定,所得效果为公元前 808±8 年,这与《史记 • 晋世家》所载晋献侯苏物化于周宣王十六年相相符。之后便最先了各系列的样品测定。

经过系列样品形式的钻研与行使,与考古学亲昵结相符完善了以下系列的钻研测定 :

北京房山琉璃河西周墓葬系列、陕西长安马王村H18先周—西周系列、河南安阳殷墟墓葬系列、郑州商城系列、偃师商城系列、二里头系列、二里岗水井井圈木系列等。

经过上述系列的钻研测定,使学界关注的武王克商之年、二里头一期的年代、郑州商城年代等均获得突破性挺进,为夏商周三代年外的竖立挑供了按照。

夏商周断代工程使吾国的碳十四测年程度上了一个新台阶,第一是年代精度的挑高,第二是系列样品形式行使钻研模式的竖立,这为其后“中华雅致探源工程”钻研中的年代钻研奠定了基础,也为今后高精度测年钻研模式新常态挑供了条件。

开拓者的情怀

仇老师说他从江苏南通中学卒业后考入了浙江大学物理系,当时和苏州考来的蔡老师在联相符班。在从前进入大学念书的女生就不多,更何况就读的是一向被认为由男性占有总揽地位的物理系。吾们对蔡老师更添羡慕了,她在班级里就特意特出,后来的钻研做事也都是和仇老师一首完善的。稀奇是在外国文献的钻研方面,蔡老师更有过人之处,每当说首这些,仇老师话里话外都饱含着赞许。

以前他们结婚时,科学院原子能钻研所将钱三强所长尚未入住居所中的一间一时挑供给两位新秀暂住。当时是1956 年,他们刚从物理专科卒业,行为特出生被分配到科学院原子能钻研所。看得出,对优雅异日的神去让这对年轻人内心足够了期待。然而,没过多久,他们就双双被划为右派。直到 20 世纪70 年代末,陪同着科学的春天来临,才重新恢复信用。在这长达二十多年的漫长岁月中,两位老师固然背负着沉重的压力,却不计幼我荣辱照样为国家辛勤做事,为中国考古学的科学腾飞贡献着本身的芳华和年华。以前由于测年做事的必要,他们往往二十四幼时不息做事,孜孜不倦。对此,他们无仇无悔。回忆首那段岁月,仇老师说以前夏所长等领导对两位很尊重,相关科技方面的事情都要征求两位的偏见,让他们很受鼓舞,他们照样对异日足够信念。

在老一辈们的足迹中后来者前走,吾们的事业就是云云一步一步向前发展的。

本文刊载于大多考古2016年12月刊

作者为中国社会科学院考古钻研 所钻研员、碳十四实验室负责人

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