考古学与当代科技,庆祝中国社会科学院考古研

2020-03-19 作者:中国史   |   浏览(97)


摘要:

图片 1 编者按:

考古学实践的需要与否始终左右着在考古学中应用自然科学相关学科的实践过程,而自然科学相关学科的发展也明显地促进了其与考古学的结合。在考古学中进一步强调与自然科学相关学科的结合是时代向考古学提出的要求,也是考古学本身发展的必由之路。我们要努力把在考古学中应用自然科学相关学科的研究推向前进,要强调知识结构更新,在实行课题制的过程中把考古学和自然科学各门学科的研究内容融为一体,积极推进考古学方法多样化的创新过程。

1995年,中国社会科学院考古研究所正式成立考古科技中心。10年过去,在中国社会科学院和考古研究所的重点扶持下,在全国考古学界相关单位的关心和支持下,经过中心全体人员的共同努力,中心已经发展成为一个门类比较齐全、与田野考古密切结合的科技考古研究实体,拥有考古勘探、年代测定、环境考古学、体质人类学、动物考古学、植物考古学、食性分析、物质结构和成分分析、计算机在考古学中的应用、文物保护与修复、考古绘图和考古照相等12个研究和技术部门。在《科技考古》第一辑中的文章及附录1和附录2,汇集了中心全体同志10年的科研工作和技术工作成果,全面显示出他们从多个方面拓展了科技考古这门考古学的分支学科。值此中心成立10周年和《科技考古》第一辑出版之际,中心盛情邀请11位中国科学院院士和11位考古学家(包括与考古科技中心关系密切的先生们)围绕科技考古进行笔谈。各位先生欣然命笔,提出了一系列纲领性、创新性和建设性的看法。由于篇幅有限,这里仅选择其中最为精彩的部分以飨读者。全文请看《科技考古》第一辑的笔谈部分。

北大于百年校庆之后在不到一年的时间里,又成立了由人文科学和自然科学的若干系科联合组成的“古代文明研究中心”,对研究古代文化来说,这是向新世纪迈出的重要一步。

什么是考古学?它与人类学、历史学的关系如何?对于这个问题,国际学术界存在着争论。

关键词:

中科院院士寄语 干福熹:(中国科学院院士,中国科学院上海光学精密机械研究所研究员) 有五千年文化的中国,蕴藏了大量的遗物、遗址和各种遗产,详细地和科学地对出土文物的研究对说明我国的历史、文化和科学技术发展是非常重要的。野外发掘、文史考证等仍然是考古中的重要方面,但是发展和应用现代科学技术手段、科学地发现、鉴验和保护以及科学地分析研究今后将愈来愈重要,可以使我们能正确地和详细地说明各类出土遗物和遗址的来源、质地以及相关的工艺技术条件等,更科学地发掘它们的内涵。愿我国考古、文物界和自然科学界更紧密合作,推动我国科技考古研究的发展。

人类的知识,最初是以一种混沌的综合体面貌而出现的。后来,随着知识的丰富和深化,慢慢分化成愈来愈多的学科。到十九世纪时,因自然科学的大发展,为了与此相应,就出现了人文科学的概念,研究自然物质活动现象的规律和研究人类活动现象的规律的各种学科,就被划分为属于自然科学和人文科学这两大门类。由于人类认识的不断深化,学科的细化也是近一、二百年的一个显着现象。 但天下事物又是相互关联的。随着各门学科的进一步发展,许多现象的解释往往需要多种学科的力量,于是,各学科相互渗透的现象愈来愈多。不仅自然科学或人文科学内部的各学科之间是如此,在自然科学和人文科学之间,也日益发生着彼此渗透的需要。

考古学、人类学和历史学究竟是什么关系?我们认为,考古学、人类学和历史学既有共同性,又各有其特点;既相互联系,又相互区别。它们是各自独立的学科,彼此不存在附属关系。在中国,有相当一段时间考古学是归于历史学之下的二级学科。经过不懈努力,终于于几年前使考古学成为与历史学同样的一级学科。我们的努力,并非只是出于考古学家的虚荣心,而是出于对考古学学科定位的认识和学科发展的考虑。人类学在中国被称为民族学,它也是一门独立的学科。近年,有别于民族学的社会人类学在中国出现,虽还有待于今后的发展,但它也并未也不应成为其他学科的附庸。

自然科学 考古学 科技考古

刘东生:(中国科学院院士,中国科学院地质与地球物理研究所研究员) 在中国,地质工作和考古学的互相结合源远流长自不待言。特别是从20世纪50年代以来,环境问题逐渐引起地质工作者的注意。环境地质学的研究促进了第四纪地质学向近代发展。到21世纪初,荷兰大气化学家、诺贝尔奖获得者P·克鲁岑提出“人类世”(ANTHROPOCENE),作为地质学时代系统中最新的一个分期的概念。他把1786年瓦特发明蒸汽机,作为人类活动干涉自然环境和改变自然环境,成为一项地质营力的表征。后来W·F·拉迪曼提出:农业的开始大约在1万年前左右,他把相当于地质上的全新世作为人类世的开始。这是一项由化学家提出的地质学课题,最恰当的是由地质学家和考古学家共同来解决。这是一个地质学与考古学合作的新时期。学科之间的融合是科学发展的趋势。要提高地质工作能够为考古学服务,或者说能够为考古学所接受,从而达到融合的目的,地质工作者除了努力做好自己的研究外,要虚心地、认真地向考古工作者学习。

就拿人类文化这一人文科学研究的最基本的内容来说,这本是史学研究的对象。可是到了十九世纪中叶,人们发现可以从以往人类的物质遗存方面来研究古代文化,产生了考古学。不久后,在十九世纪的七、八十年代,人们又发现在一些文化发展较滞后的族群中,可以见到人类社会早期活动面貌的情况,于是,人类学随之而诞生。从此以后,史学、考古学、人类学成为研究人类文化进步过程的三大最基本的学科而并存于世。以后,随着研究的深入,又慢慢懂得应当重视人类文化的总体性的研究,只有综观其整体,才能更多地看到其细部的奥秘,也才能更清楚地看出其前进的轨道。于是,至本世纪六十年代以后,美国的一些年轻的考古学家就提出了考古学应与人类学一体化的意见;后来加拿大的考古学家又重申考古学本是历史学一个方面的看法;法国的论坛史学则阐述了要从历史的

关于历史学、考古学、人类学的共同点和不同点,我是这样理解的:

考古学与自然科学相关学科的密切关系不同于其他人文学科。这不仅仅是因为考古学的诞生就与借鉴地质学和生物学的方法有关,也因为考古学自开始出现到现在,利用自然科学相关学科方法进行研究的过程就从未间断过。今天,考古学已经逐渐演变成一个以人文科学研究为目的、包括大量自然科学研究方法的学科。能否更加广泛、更加有效地在考古学研究中运用各种自然科学研究方法已经成为21世纪衡量一个国家考古学研究水平的极为重要的标尺之一。鉴于此,总结考古学与自然科学相关学科相结合的实践,进一步强调在考古学中应用自然科学相关学科,对今后的研究进行展望是十分必要的。

刘嘉麒:(中国科学院院士,中国科学院地质与地球物理研究所研究员) 文物古迹是人类历史最真实的记录,是社会发展的里程碑,它为研究人类历史和社会发展提供了最丰富最宝贵的材料,给人类文明以无限的启迪。以文物古迹为主要研究对象的考古学,几乎涉及人类的整个文明,从政治到经济,从文化到艺术,从建筑到材料,从自然科学到社会科学……把古代文明与现代文明紧密地融合在一起,是一门最广泛的交叉学科和系统科学。它既研究人类文明,又要以人类文明为依托;研究过去文明要依赖现代文明,即最大限度地运用现代科学技术进行考古工作。只有这样才能提升考古学的精华。目前提倡的科技考古体现了考古学的发展趋势,应当也必然受到重视,得到加强。

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历史学是主要依据古代遗留下来的文献资料研究人类过去的学科。它不是如有些人认为的那样,只研究事件和人物,也探讨发生这些事件的背景和原因以及所产生的后果和影响,其宗旨是揭示人类历史发展的规律。其研究方法主要有:文献版本的校勘、史料的考证、相关史实之间的内在联系的分析等等。

一、在考古学中应用自然科学相关学科的实践

朱清时:(中国科学院院士,中国科学技术大学教授) 现代科学技术不仅可以为人类创造更多的财富,也可以帮助我们看出过去的时光留下的痕迹。例如借助卫星遥感技术能发现已消失的湖塘、江河和古代城市的各种遗迹;美国的W·F·利比教授发明的碳14记年法,使考古学从定性的研究上升到定量的分析。然而,科技考古还需要利用更多的现代科技成果,开垦出更多的处女地。例如十分受社会关注的瓷器鉴定,目前主要还是依靠“目鉴”或“眼学”。热释光法用于瓷器比较困难。最近我们的研究发现,陶瓷是一种含多种其他元素的硅酸盐固体,它们在烧成后将不断地与周围环境物质,如水、二氧化碳和氧气等进行离子交换和化学反应,有些过程十分缓慢。用现代科技方法检测这些物理和化学过程的产物和后果,可能定量地推出它们历经的年代,在此关键点上弥补“目鉴”之不足。科技考古是人文社会科学和自然科学的交叉科学,具有强大生命力。

考古学是主要依据过去的人们活动遗留下来的实物资料及其与人类活动有关的遗存研究人类的文化与社会的发展和变化的过程,并探索其背景和动因总结其发展变化的规律。其基本的研究方法主要有考古地层学、考古类型学、区域分析、不同文化间的相互关系研究、聚落遗迹和遗物的功能分析、墓葬分析等,不一而足。

在中国考古学界应用自然科学相关学科的实践可以追溯到中国考古学的开始阶段,还在20世纪20年代,中外考古学家在发掘遗址时往往邀请地质学家参加,对遗址周围的地质地貌进行考察。自30年代开始,在考古学中应用自然科学相关学科的领域包括地质学、体质人类学、动物学、植物学、对陶器和金属器进行成分和金相分析等等。到50年代末,当时还隶属于中国科学院的考古研究所开始建设碳十四测定年代实验室。到60年代,考古研究所陆续开辟了碳十四测定年代、对陶器、金属器进行化学分析、体质人类学和动物考古等研究领域。到70年代,北京大学历史系考古教研室和中国文物研究所相继成立碳十四测定年代实验室。考古研究所又增加了热释光测定年代方法。到80年代,北京大学考古系实验室又增加了铀系法测年方法,中国历史博物馆考古部建立了水下考古研究中心,考古研究所又增加了金相分析方法。而自90年代开始,又有一批新的研究机构相继出现,一些新的领域得以开辟。如中国社会科学院考古研究所在原有的考古勘探、年代测定、体质人类学、动物考古学、成分和结构分析、文物保护与修复、考古绘图、考古照相等研究和应用领域的基础上,又增加了环境考古学和植物考古学两个新的研究领域,成立了考古科技研究中心。中国历史博物馆考古部建立了遥感与航空摄影考古中心。吉林大学成立了包括古代人骨体质人类学与遗传基因研究、地理信息系统在考古中应用、环境考古、动物考古等在内的边疆考古研究中心。北京大学考古文博学院的实验室又开辟了加速器测定年代、成分分析、定量考古和同位素分析等研究领域。另外,湖南省文物考古研究所、山东省文物考古研究所和浙江省文物考古研究所都相继引进人才,专门开展植物考古等方面的研究。

张亚平:(中国科学院院士,中国科学院昆明动物研究所研究员) 近年来,基因组计划的发展及相关技术与信息的运用推动了家养动物的研究。通过对母系遗传的线粒体基因组的RFLP及线粒体D环序列的分析,推测各种家养动物起源的时间、地区及特征。我们当前的工作首先是在对狗和猪的研究中建立从线粒体基因组全序列到大样本的分析策略,有效地解决过去序列信息不足及D环进化噪音较高的问题。其次,发展有效的核基因组标记,特别是Y染色体标记。同时与动物考古研究相结合,开展关于史前家养动物驯化的分子考古学研究,利用古DNA分析技术对古代遗址出土的有明确年代、种属特征的各类动物骨骼进行研究,探索东亚家养动物起源的方式,了解家养动物群体遗传结构的历史变迁及其与人类迁移的关系。以上这些研究有助于把我们有关家养动物的起源、进化和遗传多样性探讨推向一个新的阶段。

人类学则主要是通过延续至今的一些保留古老的传统生活方式的人们集团来研究人类的行为和文化的发展,并探索其规律

而在自然科学界,与考古学相结合的研究自20世纪50年代开始,主要集中在古陶瓷和冶金考古这两个领域。以中国科学院上海硅酸盐研究所古陶瓷研究组和北京科技大学冶金与材料史研究所为主要力量的一些研究机构的学者们对很多考古遗址出土的陶器和金属器进行了大量的分析和研究。自20世纪90年代以来,在自然科学的其它领域里,与考古学相结合的研究逐步兴盛起来。如华东师范大学成立城市与环境考古遥感开放实验室,中国科技大学成立科技考古研究室,另外,在中国科学院地质与地球物理研究所和北京大学环境学院等一批科研和教学机构里都有研究人员开展环境考古研究。中国科学院遗传研究所和复旦大学现代人类学研究中心也有专人对考古遗址出土的人骨进行遗传基因研究。

吴新智:(中国科学院院士,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员) 能否广泛、有效地应用新兴的自然科学研究理念和技术是新世纪衡量我国考古学研究水平的重要标尺之一。我衷心祝愿考古科技中心的同仁们再接再厉,瞄准科学前沿、充分利用最新的技术,并且引进更加多样的手段比如分子生物学的方法等,更加广泛、高效地挖掘考古遗存中可能蕴涵的丰富信息,对遗存的全部能够挖掘出来的信息,在唯物辩证的观点和方法的指导下,进行深入细致的综合研究,为科技考古作出更大的成绩。由于某些新的技术难免在理论基础方面或者在实验方法上有某些不够成熟或不尽完善之处,基于某些实验室的分析结果做出的推论,与其他学科反映的信息之间,有时会出现不协调,甚至矛盾。如果出现这种情况,希望能从各方面究明其原因,客观地分析各种信息的可信程度,力求向历史真实靠拢。真理不可能既是这样又是那样,只有多学科的研究成果能够互相印证,才可望相关历史片段的复原能够比较接近真实,达到考古学的研究目的。我相信通过这样的途径一定能多出成果,快出人才,为提高我国考古学的水平做出更卓越的贡献。

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特别需要指出的是自20世纪90年代以来,自然科学相关学科和考古学的研究机构一起合作建立研究或教学实体,实现跨学科的联合。中国科技大学、中国社会科学院考古研究所、中国科学院自然科学史研究所联合建立中国科技大学科技史与科技考古系。中国科学院遥感研究所、中国国家博物馆考古部和华东师范大学城市与环境考古遥感开放实验室联合建立遥感考古联合实验室。北京大学考古文博学院和吉林大学边疆考古研究中心也分别和校内从事核分析技术和生命科学研究的学者合作,开展研究。

陈述彭:(中国科学院院士,中国科学院遥感研究所研究员) 在考古发现与文化遗产保护工作中,环境遥感、定位系统与地理信息技术的应用,日益广泛而且深入。航空遥感、航空物探与地面近景摄影技术,在考古田间作业中,应用已渐趋成熟。历史文化、艺术是人与自然和谐发展的见证;也是先民创建可持续发展和谐社会的轨迹。古代先进生产力与先进文化遗下如此丰富多彩的文化遗产,弥足珍贵!对它们的发掘、修复、维护和分析、研究工作,也应该倾注当代科学家们的集体智慧和力量,运用最先进的高科技手段,毫无损伤地,通过虚拟、仿真和传播,从而提高民族的自豪感和凝聚力,增加责任感和历史的使命感。跨越时空,开阔眼界,为构建和谐社会,促进世界和平作贡献!

近八十年来,考古学家和自然科学家在考古学与自然科学相关学科相结合的征途上走过了相当不平凡的历程。这里仅就我们中国社会科学院考古研究所考古科技中心这几年的实践做一个简单地概括。我们认为这是全国范围内在考古学中应用自然科学相关学科的一个比较全面的缩影。

杨福家:(中国科学院院士,复旦大学教授) 原子核技术用于考古学的最有名的例子是1946年美国科学家发明的14C考古。“放射性元素14C的半衰期为5730年,即过5730年其量减一半。如果从某被测样品测到其14C量为活体的一半,那么此样品的寿命为5730年。早期测量14C放射出来的射线数量,但1000克碳每秒只有225个衰变数,因此要求被测样品量很大,测量精度不高,上限为5万年,误差数百年。上世纪70年代,发展加速器质谱计,直接测量14C含量,(1000克碳含6×1013个14C原子),上限扩展到数十万年,误差数十年。1978年,复旦大学与中国科学院上海原子核研究所(现称应用物理研究所)在柯俊院士指导下用质子X荧光分析法分析越王勾践宝剑,后又分析了秦王箭镞、古画、陶瓷器等。核技术成为考古的重要手段。

考古勘探组

冼鼎昌:(中国科学院院士,中国科学院高能物理研究所研究员) 十年前考古研究所考古科技中心的成立是一个很及时的和很重要的事件,它的重要性在于反映了国内考古学界和科技界这两方面在前沿工作的专家学者急起直追的要求和对相互结合的共识。我祝愿它成为这两方面学者有效地共同工作的平台,相互了解对方最新的进展,共同切磋,擦出新领域开拓的火花。对搞科技研究和发展的人员来说,没有这个平台和共同切磋,他们往往不知道自己手上的研究成果在他们不熟悉的领域中的应用,比如说ppb水平的微量元素探测精度、微米分辨率的三维成像、样品中元素的三维分布成像等技术在考古领域中的应用前景如何等等。庄子有个寓言:宋国一个人会制造不皲手的药,但他家世世代代只是用以漂丝絮,获利不过数金;有人出一百金子购买药方,买得后说服吴王让他率兵在冬天跟越国水战,结果由于这药,大败越国,得到很厚的封赏。我想,庄子的寓言也是这个共同工作平台的重要性的很好比喻。 柯俊:(中国科学院院士,北京科技大学教授) 在考古事业发展的今天,科技工作者与考古界要紧密结合,为考古和历史学研究服务,作出更好的工作和结果。科技考古和科学技术史研究必须重视与考古学者、历史学家的紧密结合,相互了解。有些工作需要使用现代化实验手段来完成,如利用带有文字的甲骨测年和古陶瓷热释光测年,不仅需要对仪器原理和操作程序的了解,还需要对样品出土环境和取样方法具有较深入地了解,才能避免错误的判断。以史为鉴?科技考古对古代遗址、气象、地理、人文条件以及遗物的科学研究,可以告诉我们古代科学技术与人文的发展历程。要做好具有历史意义的工作,科技考古必须向历史学家和考古学家学习,更要在田野考古中学习。没有考古学和历史学,科技考古就成了无源之水,无水之鱼。科技考古需要多学科技术的综合,需要各种方法的互相配合,更需要考古和历史学界的支持指导,需要全国各个方面和各学科的支持。我们呼吁科技工作者为考古工作服务,为弘扬中华民族历史的辉煌贡献力量。

1,用探地雷达测出陕西西安唐大明宫遗址内柱础石的排列顺序。2,用磁力计在山西襄汾陶寺遗址测出一段城墙的走向。3,通过对新疆库尔勒地区的航空照片进行增强处理和判读,除发现新的城址以外,还科学地确认了一些城址的经纬度和面积。4,利用地理信息系统,准确地显示出山东沭河流域、河南安阳洹河流域、陕西扶风周原七星河流域的海拔、水系及各个时期遗址的分布规律。

席泽宗:(中国科学院院士,中国科学院自然科学史研究所研究员) 科技考古是考古学的当然组成部分,考古学者有义不容辞的责任来发展它。1955年夏鼐就在《考古通讯》上撰文介绍14C测年法,指出其重要性,并建议在国内建立实验室进行测定工作。这距离W·F·利比发明这方法只有五年,距离介绍测定方法专著的出版只有三年。后来中国科学院考古研究所(今属中国社会科学院)迅速建立了实验室,于1972年公布了第一批测年数据,引起了国内外的重视,使考古所在这一领域遥遥领先于其他单位。1995年考古研究所将此实验室扩建为考古科技中心是个英明的措施。因为利比14C测年法的发明,使史前考古学进入了一个新时代,因而获得了1960年诺贝尔化学奖,也促进许多物理学和化学的新技术、新方法到考古学领域来找出路,科技考古成了一个热门课题。今天,几乎所有的新兴学科都能插足到这一领域来,如空间科学有遥感考古,生命科学有基因考古,等等。在这一新形势下,考古所想包揽一切,大概已不可能。希望能继承优良传统,选择好自己的主攻点,做出重大贡献,同时也和国内外同行协调一致,联合作战,使这一学科与时俱进,日益发达。 本书收录的中国社会科学院考古研究所考古科技中心全体成员所撰写的论文,内容主要涉及对考古学与自然科学相关学科相结合的宏观把握、遥感考古、磁法勘探、数字考古的探讨、高精度年代测定、树木年轮年表的建立、古代人地关系研究、古代人口统计研究、古代人类的体质特征分析、古代人类的食物结构研究、植物遗存研究、古代经济形态探讨、木炭碎块研究在考古学研究中的作用、古代家猪驯养研究、陶器和青铜器成分分析及制作工艺研究、金属器和木器的保护与修复、古代车马具和马车的复原与画法、使用Photoshop软件进行考古绘图等等。本书可供从事中国考古学研究和文物保护的人员及学习文博考古专业的学生阅读和参考。 中国社会科学院考古研究所考古科技中心编:《科技考古》第一辑,中国社会科学出版社于2005年10月出版,定价88元人民币。

年代学组

考古界专家畅谈

1,圆满完成了《夏商周断代工程》中常规样品的碳十四测定年代任务。2,正在对与《中华文明探源工程预研究》有关的遗址中出土的样品及其它考古遗址中出土的样品进行碳十四年代测定。3,与德国考古研究院欧亚研究所合作,通过对青海都兰土蕃墓出土的多块棺木进行树木年轮测定,初步建立起青海都兰地区的柏树在唐代以前1316年的浮动年表。4,在做好碳十四测定年代工作的同时,年代学组的研究人员还通过对多个遗址出土的人骨进行食性分析,就认识当时不同地区、不同时期的人的食物结构进行有益的尝试。

王仲殊:(中国社会科学院考古研究所研究员) 1985年4月,我与中国社会科学院考古研究所前所长夏鼐先生共同撰作《考古学》一文,刊登在《中国大百科全书·考古学》的卷首。我们在文章中说:“与考古学有关的学科,大体上可分自然科学、工程技术科学和人文、社会科学三大方面。第二次世界大战以后,数十年来,自然科学和技术科学快速发展,在考古学上的应用也更为广泛,更为重要。如电磁测定法用于探寻遗迹,放射性碳素测定法、钾氩法、热释光测定法、古地磁测定法等用于测定遗迹和遗物的年代,X射线荧光分析法、电子探针法、中子活化法等用于分析遗物的成分等,而遥感技术和潜水设备的改进又使航空、航天考古和水底考古得以成立”,等等。中国社会科学院考古研究所考古科技中心自成立以来,通过全体同志的努力,在工作上取得优异成绩。这使我回想起20年前与夏鼐先生一同说过的这段话,特重新录之以为考古科技中心成立10周年作纪念,并致由衷的祝贺。

环境考古组

仇士华:(中国社会科学院考古研究所研究员) 当代世界科学的发展是一方面专业化,一方面整体化。考古学的专业化就是采用严密的田野工作方法,作大面积揭露和地层学分析,对古代的物质遗存进行考古学研究。考古学的整体化就是同别的学科在理论上互相渗透?也在方法上互相渗透。以夏鼐先生为代表的老一代考古学家,就是这样高瞻远瞩来指导考古研究,引导考古事业蓬勃向前发展的。早在1959年考古所就筹备建立化学分析实验室和14C测年实验室,随后又逐步建立了一系列实验室。1995年考古所将实验室、技术室、人类学和动物鉴定组合并成立为考古科技中心。“中心”成立之后,有了很大发展,做出了很大成绩。现在“中心”的业务骨干都是学有专长的博士、硕士,年轻有为,朝气蓬勃。值此“中心”成立十周年,也是中国第一个14C测年实验室创建四十周年之际,我衷心祝愿“中心”再接再厉,取得更多科研成果,获得更辉煌的卓越成就。

1,通过胶东半岛贝丘遗址环境考古,总结出这个区域在一定时期内人类适应海侵形成的环境变迁生存,在发展过程中逐渐对环境形成影响,最后主要在大汶口文化的影响下,改变生存活动方式这样一种特殊的人地关系。2,以陕西扶风周原遗址、长安沣西遗址、山西襄汾陶寺遗址、河南偃师二里头遗址、商城遗址、安阳殷墟遗址、山东聊城教场铺遗址为中心进行研究,探讨黄河中下游地区古代环境变迁与人类生活方式和文明演进的关系。3,在山西晋南地区确认了一处全新世的湖相沉积剖面,系统地采集了土样,开始进行孢粉、碳氧同位素和磁化率分析,探讨距今5000-3000年的自然环境变迁。4,与中国科学院南京地理与湖泊研究所、日本国立综合环境研究所合作,对甘肃居延地区的古代自然环境变迁与人类活动的关系进行研究。5,以山西襄汾陶寺遗址中发现的洪水冲击层和文化层的叠压关系,及青海民和喇家遗址的多处房址中发现突然死亡的人骨架为线索,研究当时不同地区的自然灾害对人类活动的影响。

石兴邦:(陕西省考古研究所研究员) 马克思把历史分为社会史和自然史。而人类文化史则是社会史与自然史的创造性的辩证结合。在研究人类文化史上,科技考古史之所以重要,是因为它把人类对于自然的能动关系、把人类生活的直接生产过程,因此,也把人类的社会生产、生活关系,以及由此流出的精神观念的直接生产过程揭露出来。考古学是一门综合的文化埋藏学,它的内涵十分丰富庞杂,它本身就包含了人类史、自然史和工艺技术史的各种遗存,每一学科都可成为一个天地和领域,有它的内涵和属性。我们不能再把自己仅仅缚套于“文化类型”的网络中。我们不能要求考古学家是万能科学家,但要求是多识的、多能的和广博的学者,起码要了解相应学科的成就与我们学科相关部分的情况。我们应大力的提倡,能动的,积极的探索和广博的接纳应用,才能有所助益。我们研读问题的能力和知识越广泛越详确,我们解决问题就越彻底越周衍,我们对人类社会发展的规律性认识就越清楚。

体质人类学组

任式楠:(中国社会科学院考古研究所研究员) 随着自然科技的不断进步,考古学上应用的自然科学技术也渐次增多、精密,领域日益扩大,致使考古学上有些原来未曾提出或虽有意识但无法解答的问题,找到了探索解决的途径,直至获得耳目一新的认识。现在,考古学与相关自然科学的关系上,已从考古学者交给标本,自然科学学者单纯接受委托完成工作任务的状态,逐渐转变为围绕考古研究主体,两者进行课题项目合作,更加重视考古学与自然科技的结合,分工协作,共同研究。今后的发展前景,一些常被应用于考古学的自然科学技术,在其学科研究成果积累、提高深化、系统总结的基础上,将分别成为相对、比较成熟的若干考古学分支学科。立足于人文科学研究基点上的考古学本身,与相关自然科学有机结合和高度综合统一起来,最终形成更具交叉学科性质的现代考古学。这要求整个队伍的专业构成和个人科学素养,都建立在人文科学和自然科学程度较高并紧密结合的基础之上,从而形成为现代考古学综合创新知识体系。

1,对多处遗址出土的人骨进行体质人类学的研究,确认不同地区、不同时期人骨的体质特征。2,通过对青海湟中李家山遗址出土的人头骨进行非测量特征观察,肯定利用这种方法研究考古遗址出土人骨的可行性。3,在四川成都十街坊新石器时代遗址发现四川地区的首例拔牙现象。4,在青海民和胡李家遗址确认迄今为止所知的最早进入这个地区的欧洲人种。5,陕西临潼对秦始皇陵区的121具修陵人骨架进行研究,确定其年龄、性别和骨骼特征等。6,分别与中国科学院遗传研究所、复旦大学现代人类学研究中心、吉林大学边疆考古研究中心合作,对几个古代遗址出土的人骨进行遗传基因分析。

刘庆柱:(中国社会科学院考古研究所研究员) 在人文科学中,考古学从其产生到发展,属于与自然科学关系最为密切的学科。在19世纪考古学诞生以来,考古学文化是其基本的时空内涵,地层学、类型学是考古学文化研究的基础理论与方法。100多年来生物学、地质学学科的理论、方法都发生巨大变化,比如在“时间”科学上,它们应用了自然科学最新出现的年代学技术;又比如,在“空间”科学上,它们把新的自然科学技术DNA应用于生物学。作为依托于生物学、地质学而产生的考古学,其理论、方法也必须“与时俱进”。从科学发展史角度来看,对考古学而言,地层学、类型学与自然科学的年代学、DNA技术相比,或如物理学的牛顿定律之与爱因斯坦相对论。当然,这只是个比喻,而比喻没有十全十美的。我要重申的是,发展就是“否定之否定”,停止了发展也就停止了生命。新世纪考古学的发展,离不开新的科学技术理论、方法在考古学中的广泛应用。

动物考古学组

严文明:(北京大学考古文博学院教授) 考古学是通过实物遗存来研究人类社会历史的,从研究内容和目标来说无疑属于人文学科。但考古学的形成和发展又都离不开自然科学和技术的应用。考古学的产生,是在历史学的发展提出了拓展研究领域的需要,在地质地层学和生物分类学基本形成的学术背景下,借用了二者的原理,并且依据文化遗存的特点而加以改造为考古地层学和类型学,才首先在欧洲出现的。此后考古学的发展,不但依赖于考古工作的开展和资料的积累,更有赖于研究方法和手段的提高,其中很重要的一个方面就是自然科学技术的应用。现在考古学遗存的发现、勘探、发掘、资料整理、标本测试分析到某些研究软件的制作,都越来越依赖于相关的科学技术,其结果是使我们能够从看似平常的考古遗存中提取越来越多的科学信息,极大地拓展了考古学研究的领域,也极大地加深了人们对过往历史的认识。应用自然科学技术是考古学自身发展的需要,是提高考古学研究水平的必由之路。

1,对多处遗址出土的动物骨骼进行动物考古学研究,确认不同地区、不同时期人们狩猎、捕捞和家养动物的种类和数量。2,确认猪等动物骨骼的形态测量标准,牙齿萌生、磨损状况与年龄的对应关系。3,确认迄今为止所知的马、牛、羊、猪、狗、鸡等家养动物的起源时间和地点。4,归纳新石器时代居民获取肉食资源的方式,并提出被动发展论的观点。5,探讨商代利用猪、牛、羊、马等动物进行祭祀的时期和地域特征。6,与日本带广畜产大学解剖学研究室合作,通过对河南安阳洹北花园庄遗址和内蒙古敖汉大甸子遗址出土狗骨的遗传基因分析及与日本狗的同类研究结果进行比较,证实中国古代家犬对日本家犬起源的影响。

李伯谦:(北京大学中国考古学研究中心教授) 在我国通行的学科分类中考古学属于历史科学,就考古学的研究目的而言,这当然是正确的。但就其研究方法、手段而言,更多的则属于自然科学、技术科学。早在七、八十年以前中国新史学的开拓者之一傅斯年先生曾指出,要使历史研究真正走上科学之路,就必须借助于自然科学的方法。如果回顾一下现代考古学传入中国初期发展的历史,最早从事田野外考古调查、发掘的学者,大多都是自然科学工作者。安特生本来是一位地质学家,最早参加周口店猿人遗址发掘的魏敦瑞、步达生、杨锺健、裴文中等清一色是搞自然科学的,李济的主要学习经历也是自然科学。从考古学的初创、发展和现状全面考察,考古学与自然科学,与科学技术都密不可分。可以说没有自然科学介入的“考古学”,就不是科学的考古学。毫无疑问,考古学今后发展的方向,既需要继续有从实践中总结出来的人文社会科学理论、方法的指导,同时也需要有更多新的自然科学理论、现代科学技术方法的介入。

植物考古学组

李学勤:(清华大学历史系教授) 从现代考古学在中国建立起,不少前辈学者非常重视在研究中引进自然科学的方法和技术,取得了重要的成果。夏鼐先生在这方面所做的倡导,是大家不会忘记的。随着考古学与各种自然科学技术的结合日见普遍,其重大意义也为越来越多的学者所认识。在1996年启动的国家“九五”重点科技攻关项目“夏商周断代工程”,强调了自然科学与人文社会科学的多学科交叉,但由于归结于年代学研究,能结合的自然科学和技术是有限的。继之实施的“中华文明探源工程:公元前2500年至公元前1500年中原地区文明形态研究”,涉及的学科范围便广泛得多。我想,不应该把科技考古只理解为考古学方面去使用自然科学已有的知识和手段。科技考古的工作在一定意义上也是有关自然科学研究的一部分,也能促进有关技术的改进甚至变革。科技考古的成果是考古学的进展,同时也是若干科技以考古遗存为对象的工作成绩。这样看,会使我们更好地体认科技考古的重要性。

1,在各个考古遗址大力推广浮选法,系统地获取了大量植物遗骸,确认不同地区、不同时期人们采集植物和栽培农作物的种类和数量。2,在黄河中下游地区龙山文化的遗址普遍发现水稻。3,在黄河下游地区龙山文化遗址和福建沿海地区相当于商代的遗址发现小麦。4,在黄河上游地区青铜文化遗址发现大麦。5,对多个遗址出土的木炭碎块进行研究,在湖北枣阳雕龙碑遗址、内蒙古赤峰大山前遗址、山东聊城教场埔遗址和陕西西安汉长安城遗址的木炭碎块中确认多个树种。

朱凤瀚:(中国国家博物馆研究员) 在人文、社会科学与自然科学的交叉已成为当今学术发展的大趋势之背景下,科技考古无疑是依赖这种交叉所形成的最富时代特征的学术领域,因此也最有生命力。中国科技考古在近年来确实是成果累累,但在今后要有更大进展,我认为除了需要学术界,特别是考古学界从感情上、从理念上更加关心与支持其事业发展外,似还应有四个条件:其一是科技考古诸类别应加强作为其支撑点的理论的科学性,包括构筑好与相关考古学分支学科间科学的结合点;其二,要注意培养既有相关的自然科学专业知识与技能又有一定考古学专业知识的复合型人才;其三,要努力为科技考古的发展争取实施其必要的科技手段的经济保障。其四?加强国际间的交流与合作。在21世纪,只要在上述几方面去努力,中国科技考古一定会对中国乃至世界考古学的发展做出更卓越贡献的。

结构和成分分析组

吴加安:(中国文物信息咨询中心研究员) 上世纪50年代,著名考古学家夏鼐先生高屋建瓴,引进科学技术人才,首创了中国考古学第一个科技实验室,其中碳十四实验室始终在全国同类实验室中居领先地位。数十年的发展及所取得的丰硕科研成果,为考古学研究的深入发挥了重要作用。在老一辈学者和考古研究所领导的指导和关怀下,以考古研究所实验室为基础成立了考古科技实验研究中心。由此,多年来带有研究辅助特点的实验室,成为考古研究所重要的研究部门。多学科综合研究是科学研究深入的必然趋势,借鉴和采用物理学、化学、生物学、地质学和环境科学的研究方法和技术手段,拓宽了考古学的诸多研究领域。现代科技促进考古研究的深入,但不可能取代考古学研究。科技手段和方法的应用,是以田野考古为基础的,田野考古工作的科学性、出土资料的真实性和完整性至关重要。而考古的重大发现和科研成果也促进了自然科学诸多学科领域研究的深化。

1,与中国原子能研究院核物理研究所合作,通过对属于山东地区龙山时代的多处遗址出土的陶片进行中子活化分析,探讨它们的原料产地及相关的文化现象。2,通过对山西襄汾陶寺遗址出土的齿轮形器进行分析,确认这件器物的金属成分和制作工艺。3,通过对河南安阳殷墟遗址出土的青铜器进行原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱、X光无损检测等多种测试和分析,确认殷墟一至四期文化中青铜器化学成分组成的变化规律、制作工艺的技术发展与明器化现象。4,通过对河南安阳殷墟54号墓出土的带盖陶器和青铜器里的积土进行中子活化分析,探讨如何对当时放在这些器物内的植物类和动物类物品进行区分。5,通过对西汉时期的镜范进行研究,确认其密度、吸水率、烧成温度等物理性能,检测镜范材料的成分、矿物组成和加入的植物种类等。

徐苹芳:(中国社会科学院考古研究所研究员) 考古学是人文科学,是研究人类历史的学科,不是什么交叉或边缘学科。考古学研究的对象是人类历史上遗留下来的遗迹遗物,其研究方法是通过田野考古发掘,获取人类历史活动中各种物质遗痕的信息,用考古学的方法和现代技术手段,复原古代人类历史的实况。它与以文献为主的历史学,在研究对象和方法上都不同,但在学科的最终目的上是相同的,都是研究人类历史的学科。科技考古是考古学中不可或缺的一个组成部分,它直接为考古学研究服务。研究成果往往会给考古学研究提出一些全新的信息或概念。特别是在古代生产和科学实验方面,包括人类在自然环境改造过程中的实践和经验,科技考古的作用更大。但科技考古绝不是科技史的研究。科技考古有严格的操作规程;要以纯科学的客观立场分析测验的结果,不要有主观臆测;不用孤证;要用主证、旁证、反证相互证明,作出结论;由于考古学材料的片断性,作不出结论也是正常现象。实事求是,知之为知之,不知为不知。是一个科学工作者应有的基本态度。

我们通过回顾在考古学中应用自然科学相关学科的实践认识到,这个过程明显受到世界考古学进程的影响,也与中国考古学本身的发展密切相关。在中国考古学的起步阶段就有自然科学相关学科的参与,这是由于考古学本身就是从西方引进的,西方的学者率先发掘了我们的遗址,那时中国自己的考古学家又多是从西方学习回来的,因此,当年中国考古学的研究方法基本上与西方的研究方法同步。后来在考古学中应用自然科学相关学科的研究一度陷入低潮,这与我们的考古学本身面临在辽阔的国土上建立众多考古学文化谱系,承担大量配合基本建设的发掘任务有关。到了20世纪90年代,在考古学中应用自然科学相关学科的研究之所以能够取得相当大的进步。这首先是因为考古学文化时空框架的构建工作基本完成,研究古代社会的各个方面,探讨古代人类的行为,归纳人类历史的发展规律逐渐成为我们考古学研究的主要内容。而要开展这样的研究,必须应用自然科学相关学科的方法,才能保证资料的全面性和方法的科学性。同时,我们也看到了西方考古学界大力借助自然科学相关学科方法进行研究的现状,这不能不说对我们是一个很大的启发。可以说,中国考古学实践的需要与否始终左右着在考古学中应用自然科学相关学科的实践过程。当然,自然科学相关学科的发展也明显地促进了其与考古学的结合,如碳十四测定年代、计算机技术、遗传基因研究和同位素分析等一系列新方法的创立,对于推动在考古学中应用自然科学相关学科的过程无疑是注入了极大的动力。

二、在考古学中应用自然科学相关学科的可行性和必要性

我们今天在考古学中应用自然科学相关学科的主要目的是适应考古学发展的需要,进一步提高考古工作的效率和科学性,全方位收集田野考古中获取的信息,充分发挥考古学资料的价值,更加拓宽考古学研究的范围,全面深化考古学研究的内容。

迄今为止,在考古学中应用的自然科学相关学科具体涉及到物理学、化学、生物学、地球科学、数学等基础学科。其中,物理学和化学主要探讨遗物的年代、结构和成分,生物学全面涉及古代的人、动物和植物,地球科学基本讨论的是当时的自然环境,而数学大致集中于各种资料的统计分析及对特定考古资料的量化研究。

考古学的研究对象是古代的物质遗存。研究对象的这种物质性特征是我们能够在考古学中应用自然科学相关学科的关键。因为自然科学相关学科就是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。可以说,从纯粹的自然科学研究和在考古学中应用的自然科学相关学科研究这两者的研究过程看,它们之间的共性主要有四点。一是使用同样的仪器设备;二是依据同样的分析原理;三是运用同样的技术手段;四是对由同样的物质结构和化学元素组成的对象进行分析。它们之间的区别主要有两点。一是分析的材料在时间上的差异性,前者的材料包括现代和古代,后者的材料则肯定属于古代;二是研究目的的不同,前者是认识物质的形态、结构、性质和运动规律,完全属于自然科学,后者则主要考虑如何解释古代人类的行为,探讨当时的历史,属于人文科学的范畴。

在考古学中运用自然科学相关学科秉承“以今证古”的原则。这个原则最早出自英国地质学家莱尔于18世纪提出的“均变说”。他认为‘地球的变化是古今一致的,地球过去的变化只能通过现今的侵蚀、沉积、火山作用等物理和化学作用来认识。现在是认识过去的钥匙。’自然科学相关学科的科学原理及其它们的研究结果,证明了这些学科的科学性和实用性。这样就可以保证我们应用自然科学相关学科对古代遗迹、遗物进行研究时在方法上的科学性,同样也能保证最后结论的可靠性。贯彻“以今证古”的原则,为我们实事求是地认识过去,令人信服地解释过去奠定了基础。

我们在前面“在考古学中应用自然科学相关学科的实践”一节里阐述了一系列的研究成果。我们认为这些研究结果证明,在考古学中应用自然科学相关学科主要是在两个方面发挥了巨大的作用。一个方面是运用自然科学相关学科的方法对遗迹和遗物进行鉴定、测试和分析,揭示当时的绝对年代、自然环境的特征、人类生存活动的方方面面,开拓了传统的考古学所不能涉及的多个研究领域。另一个方面是运用自然科学相关学科的方法确认遗址、遗迹的位置、面积、布局,对各类考古资料进行定量统计和分析,极大地提高了考古学研究的效率和精确度。

考古学发展到今天,其研究的内容已经由原来通过发掘出土的遗迹、遗物的形状确定一个遗址、一个类型或一个文化的年代早晚、文化特征,建立完整的古代物质文化谱系,进一步扩大到全面探讨古代社会的各个领域。任何一个区域、任何一个遗址的考古学调查和发掘,都是为了全面或部分地展现在一个特定时间跨度和空间范围内的自然环境状况,人类社会的生存活动、生活方式、制作工艺、社会组织、礼仪制度、丧葬习俗、祭祀特征、文化交流等各个方面。如果说通过对人工遗迹和遗物形状的研究可以形象地再现其当年的原貌,从时空框架上把握考古学文化的位置。那么通过考古勘探、年代测定、环境考古学、体质人类学、动物考古学、植物考古学、成分和结构分析等研究则可以科学地再现当时的自然环境状况、演变及人类与之相适应的互动关系,考古学文化的绝对年代,居住在不同地区的人群的体质特征和风俗习惯,采集、狩猎、种植、家养等一系列获取食物资源方式的演变过程,包括动植物在内的各个时期人的食物种类,人类制作各种器物的方法、原料及发展过程,当时人进行随葬和祭祀活动的各种动植物种类和不同时期的特征,文化与文化之间一些特殊因素的交流,同时,还能提高考古调查、发掘和研究的效率和精确度。在这样的基础上形成的考古学综合研究成果才能真正符合21世纪世界考古学发展的要求。此外,历史学、民族学、人类学、社会学等社会科学学科和地球科学、物理学、化学、动物学、植物学、自然科学史等自然科学学科的研究人员也都可以从中获取珍贵的资料和有益的启示。

我们认为,在考古学中进一步强调与自然科学相关学科的结合是时代向考古学提出的要求,也是考古学本身发展的必由之路。

三、对在考古学中应用自然科学相关学科的展望

多年来,在老一辈学者的努力下,我们的年代学、体质人类学、陶器、金属器的成分和结构分析等研究领域有了长足的进步。近年来,在考古学界和地球科学界的共同关注下,环境考古学也呈现出欣欣向荣之势。但是我们必须正视,其他各个领域的研究还有许多工作要做。现在全国各个地区在考古学中应用自然科学相关学科的实践还远远没有普及,有些地区在这方面的工作迄今为止仍然是空白。很多地区即便已经开展了研究,但是其目的性、科学性、全面性和整合性都有待于提高。将我们在考古学中应用自然科学相关学科的现状与世界上的先进水平相比,我们还有比较大的差距。尤其是在世界上高科技突飞猛进发展的大背景下,西方国家在考古学与自然科学相关学科相结合的一些前沿研究领域如遗传基因研究、稳定同位素研究等方面都取得了可喜的成绩。这对我们既是科学的启示,又是有力的鞭策。我们应该投入更多的财力和人力,注意在考古学中应用自然科学相关学科的全面性,强调在各个研究领域中的前沿性。认真做好一个遗址、一个地区及一个领域的课题研究和资料积累工作,扎扎实实地把在考古学中应用自然科学相关学科的研究推向前进。

考古学家和自然科学家分别属于不同的学科,这些不同的学科都有各自的研究目的和方法。因此,要把在考古学中应用自然科学相关学科的研究推向前进,考古学家和自然科学家互相都有一个学习对方的过程。考古学家要认真了解自然科学家探讨物质世界的各种方法和原理,开拓研究思路,充分调动各种积极因素。而自然科学家则要注重认识考古学家是如何去解释古代社会和人类历史发展规律的,充分利用多种仪器设备的性能,开发各种考古资料的价值。研究人员只有通过这样一个知识结构更新的过程,才能把自然科学相关学科的方法全面、有效地运用在勘探、考察、鉴定、测试、分析各种与考古相关的资料中,而研究结果才能与考古学的目的有机地结合在一起,充分展现出多学科研究的学术价值。现在一些大学和科研机构已经培养或正在培养在考古学中应用自然科学相关学科的研究生,这是一个十分可喜的现象。今后,有条件的大学还要加强对本科生的教学工作,开设多门在考古学中应用自然科学相关学科的课程,系统地培养具有考古学和自然科学某个学科基础知识的复合型人才,引导他们以新的思维在今后的田野考古中开展工作,为在全国范围的考古实践中广泛开展应用自然科学相关学科的研究打下基础。

我们在今后的工作中要进一步实行课题制,这是我们在考古学中应用自然科学相关学科的一个很好的方法。我们提倡无论是主动出击还是配合基本建设进行考古调查和发掘,都应该组建以考古学为主,包括属于自然科学相关学科的研究人员组成的队伍,这应该逐步形成为一种制度。我们承担的每一个考古调查和发掘工作,从某种意义上说都是一次机不可失,时不再来的机遇,除人工遗迹和遗物之外,充分获取有关当时自然环境状况和人的行为的各种信息,进行全面地研究,拿出高质量的、无愧于时代的研究成果是我们共同的愿望。多学科的研究人员共同参与考古调查和发掘的规划,结合不同的考古实际状况制定各种切实可行的技术路线,一起开展野外工作,在考古调查或发掘中分别获取本学科研究所需的资料,在室内各自依照本学科的方法进行研究。最后以考古学研究为主线,把多学科研究的内容结合在一起。在实行课题制的过程中把考古学和自然科学各门学科的研究内容融为一体是我们理想的目标。

总结考古地层学、类型学和年代学的发展过程,可以看到这些方法的形成首先都是依据考古学实践的需要,借鉴别的学科的方法,然后在考古实践中不断完善、充实这些方法,使之逐步适应考古学的研究,成为考古学自己的方法。重温这些方法的形成过程对我们应该有一个很大的启示。我们通过借鉴物理学、化学、生物学、地球科学和数学的研究方法,逐步建立起考古勘探、年代测定、环境考古学、体质人类学、动物考古学、植物考古学、食性分析、成分和结构分析等诸多研究领域,获得了一系列有学术价值的成果。这些成果再一次证明在考古学中应用自然科学相关学科强调了考古学的科学性,增强了考古学的科技含量,突出了考古学里全方位研究古代社会的内容。对深入开展考古学研究是一个极大地促进,符合考古学发展的方向。在考古学中应用自然科学相关学科的实践过程正在带动考古学方法的进一步多样化,我们要以地层学、类型学和年代学的形成及发展过程为鉴,努力做到考古学和自然科学相关学科的有机结合,有意识地完善研究方法,积极推进考古学方法多样化的创新过程。

我们相信,只要坚持与时俱进的精神,进一步加强在考古学中应用自然科学相关学科的努力,不断进行新的探索。我们获取的信息资料就会越来越丰富,我们涉及的研究领域就会越来越广阔,我们得到的研究成果就会越来越精彩,考古学的明天就一定会更加灿烂辉煌。

注:原文发表于《中国文物报》2003年7月11日第5版,这次再版时对题目及个别词句稍做改动。

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