y****e
发帖数: 1785 | 1 考古学中的现代科学技术
作者： 兔纸
发布时间：2013-01-09
http://kaoguwang.com/index.php/eight/detail/519
说起考古学家，大家更多的印象可能是握着一把手铲，面朝黄土背朝天地刮方，或
者对着一筐陶片，洗洗刷刷拼拼对对，抑或是透过一副近视镜和一把放大镜，观察甲骨
上的文字。然而他们的队伍里还有这样一群人，他们飞在空中，为了寻找遗址，和阳光
的角度以及植被的高度密度进行着博弈，或者在计算机前，把考古发掘整理的成果转化
成二进制的语言，并进行统计的分析计算，还有更多的是在实验室里，守着现代文明研
发并生产的最先进的仪器，分析着最古老的人类留下来的东西以及他们活动过的宏观的
或围观的遗迹。
考古学自近代发端以来，在地层学和类型学两面大旗的指引下不断前进，并不断的
有新的理论方法思潮，而现代科学技术手段的介入也是为考古学研究不断地开辟新的思
路，谱写新的篇章。
其中首屈一指的就是绝对年代学方法，如果说地层学和类型学的互相印证可以告诉
我们具有叠压或打破关系的遗迹以及有渐变特征的遗物之间的相对早晚关系的话，对于
时空 距离比较远、文化面貌相差比较大的遗址的年代关系我们需要就依靠绝对年代的
方法。常见的绝对年代有公元纪年、帝王年号等形式，如果有相关史料可考，则可以把
不同地区的考古学遗存按照绝对年代来排序，但是对于史前时期和原史时期，就需要借
助科技手段了。
绝对年代学的测定，最主要依赖的是放射性。因为放射性同位素的衰变是遵从一个
稳定的规律的，不因元素所处的化学物理环境而变化，以碳14同位素为例，每5730年就
衰变掉一半，如果我们能测出考古出土样品中的碳14含量，和初始值（对于在死前和大
气进行过充分的物质交换的动植物以及碳酸盐类样品，这个初始值就是大气中的碳14含
量）进行对比，就可以知道自从样品物质退出自然界碳循环以来，经历了多少个半衰期
，也就是经历了多少年，这是一个绝对的值，不因各个国家不同朝代不同的纪年方法而
产生变化。碳14只是其中的一个例子，还有钾40，铷87，铀235，铀238等放射性同位素
，都可以用于年代学的测定，原理类似，只是因为它们的半衰期不同，所以有不同的适
用年代范围。
另外还有一类与放射性有关的方法，不再去测放射性元素本身的含量，而是利用它
们衰变或裂变发出的射线与其他物质的相互作用，使得晶体中的电子能级发生改变，或
者晶体的形态发生变化。释光测年、电子自旋共振测年和裂变径迹测年都是应用了这一
原理。除了放射性可以用于衡量考古年代之外，对于速率比较慢以至于温度压强等的变
化可以用几年甚至几百年的平均值代替的化学反应，也可以用于估算年代，如黑曜石水
合层和氨基酸消旋法。
科技考古中的年代学方法还有很多，在此不一一赘述。从上面的讨论中可以看出，
物理、化学、生物等自然科学在考古年代学中都有涉及，而且深入到它们的很多分支学
科，如核物理、放射化学、凝聚态物理、电磁学、分析化学、生态系统、分子生物学等
等。
绝对年代测定是科技考古的一个重要研究领域，但并不是唯一。对文物成分的分析
，可以用到几乎一切分析化学的方法，从光谱、能谱到质谱，吸收到发射，红外到拉曼
，都可以被应用于有机、金属、陶瓷等各种文物和动植物标本的成分测定。研究文物的
成分，既可以帮助我们理解文物的生产工艺，又可以用于文物保护研究，另外，对于地
域特征明显的原材料，则可以判断原材料的来源，进而探索古代的贸易活动以及文化的
交流与传播等问题。
放射性同位素可以用于测定年代，稳定同位素也有很广泛的应用。比如，铅同位素
可以用于青铜器的产地溯源，锶同位素在研究古人类迁徙方面的意义十分重大。氢和氧
的同位素被用于复原古气候。碳同位素除了碳14用于测年之外，碳13可以用于研究农业
起源；而氮的稳定同位素氮15可以帮助我们研究一个遗址的取食经济以及社会分层等问
题。
实用性的科学差不多讲完了，对于纯粹理性的数学和天文学呢。数学作为一切自然
科学的支柱，甚至被恩格斯赞誉为当一门学科开始用数学表达时，才真正可以称之为科
学。考古学对数学中的统计学尤为依赖，因为考古发现的偶然性决定了我们面对的材料
的总是古代社会生活的一个局部，我们要通过有限的材料来得出对当时社会生活普遍适
用的结论，离不开统计假设和检验。另外多元统计也在广泛地被应用着，因为考古学的
数据都比较复杂，变量很多，从一个器物的各个部位的尺寸，到一片瓷片的微量元素组
成，因此等级聚类、主成分分析、判别分析、以及人工神经网络等方法在考古学中都得
到越来越广泛的应用。
仰望星空的天文学和面朝黄土的考古学的结合，也是一件了不起的事情。举个例子
吧，在夏商周断代工程中，考古学家根据出土的一件青铜器“利簋”中记载的武王克商
那天的天象，再结合其他传世的和出土的古文献中的记载，天文学家通过模拟行星轨道
，计算出了几个可能观测到这一天象的年代，再利用碳14测年结果的区间进行筛选，最
终断代工程把武王克商定在了公元前1046年。
在人类知识的历史上，纯粹的科学和实用的技术有时候是相互借鉴的，有时候是分
道扬镳的，然而它们都在考古学中有重要的应用。科技考古有冶金考古、陶瓷考古等分
支，专门研究这些工艺的发展史，目前被涉及的还有纺织、酿酒、制作奶酪香料等各种
轻工业。考古学家中也有一部分人是专门研究古代建筑的，需要借鉴土木工程的基本理
论和建筑的空间概念。因此也有很多工科的研究者，在自己专攻的领域学有所成后转向
研究这项领域的学术史，也加入了科技考古的研究队伍。
笔者絮絮叨叨从实验科学说到计算科学，再说到纯粹的数理天文学，最后说到工程
技术，可见科学技术作为一种方法或者说一个方法体系，在考古学研究中具有重要的意
义。考古学的研究对象是整个古代社会，因此研究现代社会的大多数方法，都可以或者
经过一些调整后可以被用于研究古代社会。
大哉考古，兼容并包。现代科学技术的逐步介入正在一步一步地打开考古学的研究
思路，提出新的命题，也可以为传统考古学的研究结论提供更多的佐证或者反证。虽然
目前很多公众甚至有些考古学专业的学生还没有意识到这一趋势，不过随着越来越多的
考古发掘中应用科技手段，越来越多的考古报告中加入科技分析的成果，“考古不是挖
宝”这个理念终将得到大家的认可。
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本文由北京大学考古文博学院本科生课程《科技考古》、研究生课程《考古年代学
实验技术》两门课吴小红教授的讲稿以及同学们的讨论压缩改编而来。
笔者作为一个述而不作的messenger，觉得鸭梨山大。如果大家读了觉得有意思，
那是科技考古和吴老师本身的魅力，如果有什么知识性的和文字性的错误，那是笔者学
业不精，还望海涵。 |
z******a
发帖数: 5381 | 2 "再利用碳14测年结果的区间进行筛选，最终断代工程把武王克商定在了公元前1046年
。"
这个confidence 大概有多大? 听起来超级牛逼阿
【在 y****e 的大作中提到】
: 考古学中的现代科学技术
: 作者： 兔纸
: 发布时间：2013-01-09
: http://kaoguwang.com/index.php/eight/detail/519
: 说起考古学家，大家更多的印象可能是握着一把手铲，面朝黄土背朝天地刮方，或
: 者对着一筐陶片，洗洗刷刷拼拼对对，抑或是透过一副近视镜和一把放大镜，观察甲骨
: 上的文字。然而他们的队伍里还有这样一群人，他们飞在空中，为了寻找遗址，和阳光
: 的角度以及植被的高度密度进行着博弈，或者在计算机前，把考古发掘整理的成果转化
: 成二进制的语言，并进行统计的分析计算，还有更多的是在实验室里，守着现代文明研
: 发并生产的最先进的仪器，分析着最古老的人类留下来的东西以及他们活动过的宏观的
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R***a
发帖数: 41892 | 3 这个是假定“天再旦” == 日出时出现日全食
然后计算表明河南那地方日出时出现日全食分别有
-2143, -1407 , -1046, -783
以上年份均虚构，然后再用C-14测定发现年份大约是
-1200 -- -1000之间，就可以确定是-1046年了
【在 z******a 的大作中提到】
: "再利用碳14测年结果的区间进行筛选，最终断代工程把武王克商定在了公元前1046年
: 。"
: 这个confidence 大概有多大? 听起来超级牛逼阿
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g*******g
发帖数: 9753 | 4 国人暴动是前841年，给人的感觉那时候西周已经快完了
如果武王伐纣是前1046年的话，那到国人暴动只有刚刚200年
西周应该没这么短吧？
【在 z******a 的大作中提到】
: "再利用碳14测年结果的区间进行筛选，最终断代工程把武王克商定在了公元前1046年
: 。"
: 这个confidence 大概有多大? 听起来超级牛逼阿
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D********i
发帖数: 514 | 5 天文事件在时间上是高精度的。假设历史记载是真实的，对历史名词的阐释没有大的纰
漏的话，准确度就是100%。感兴趣的朋友可以用Stellarium等软件自己做一个断代研究
玩玩。
关于武王克商的时间，一个主要线索是《国语》记载伶州鸠说的“昔武王伐殷，歲在鶉
火，月在天駟，日在析木之津，辰在斗柄，星在天黿”。翻译过来，就是木星在长蛇座
，月亮在天蝎座，太阳在人马座，日月在人马座合朔，水星在水瓶座，金星火星和土星
看不到。这么多重叠天象，在百十年跨度内有唯一解很正常。
结合其他记载例如《淮南子》“武王伐纣，东面而迎岁”等，较主流结论是周师于
前1045年12月3日凌晨起兵，牧野之战发生于前1044年1月9日。 |
c*****1
发帖数: 3240 | 6 这个。。。大概意思对，但是天再旦这事是根据竹书纪年上说的懿王元年天再旦于郑
算出那个可能的日食发生在公元前899年，就得到懿王元年是899年
所以这个时间点是用来重建西周中期的年代了
而武王克商年是由另一个天文现象岁在鹑火来确定的
【在 R***a 的大作中提到】
: 这个是假定“天再旦” == 日出时出现日全食
: 然后计算表明河南那地方日出时出现日全食分别有
: -2143, -1407 , -1046, -783
: 以上年份均虚构，然后再用C-14测定发现年份大约是
: -1200 -- -1000之间，就可以确定是-1046年了
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