高科技與手鏟

袁　靖

一九九九年，有幾本考古考察報告《舞陽賈湖》、《龍虬莊》、《膠東半島貝丘遺址環境考古》出版了。這幾本報告與過去的同類書有明顯的不同之處，那就是：它們都沒有了“附錄”部分。這是一個變化，這個變化對考古界意味著什么呢?

在考古發掘報告出版時附加“附錄”的方式，最早見于一九六二年出版的《灃西發掘報告》和一九六三年出版的《西安半坡》這兩本考古發掘報告，它們在體例上除正文外，新增加了“附錄”。考古發掘報告最典型的特征就是在正文里用大量的篇幅闡述房址、墓葬等人工遺跡和陶器、石器、金屬器等人工遺物的形狀。《灃西發掘報告》和《西安半坡》新增的“附錄”內容為：使用體質人類學、動物學和植物學等自然科學的方法對考古遺址出土的人骨、動物骨骼和植物孢粉資料進行鑒定和研究。以認識當時的人種類型、死亡年齡和男女性別，當時人飼養和狩獵動物的種類，及當時的氣候特征等等。自那時開始，放在考古發掘報告正文之后、闡述自然科學研究成果的“附錄”就成為一種傳統體例。迄今為止，作為專刊形式出版的考古發掘報告大致有一百七十余本，其中三分之二以上都有“附錄”，探討的內容包括人骨、動物骨骼、孢粉、植物硅酸體、植物種子、金屬器和陶器成分、石器的材質等等。

到一九九八年，新出版的《敖漢趙寶溝》在體例上又有所不同了，雖然還保留有關于陶器燒成溫度和石器微痕研究這樣兩篇“附錄”，但是在探討人工遺跡和遺物的正文里專門增加了一節“動物骨骼概述”，介紹動物骨骼的鑒定和研究，從動物考古學的角度探討當時人的行為。同為一九九八年出版的《駐馬店楊莊》則第一次正式取消“附錄”，把對出土的植物硅酸體和動物種類的討論專門列為一節“自然遺物”，放在正文里。

一九九九年出版的《舞陽賈湖》、《龍虬莊》、《膠東半島貝丘遺址環境考古》等就均不設“附錄”了，一應對自然環境、人骨、動物骨骼、植物遺骸等進行定性定量分析、人地關系探討的內容，全部都寫成相關的章節，安排進了正文。一種新的體例至此正式形成。

追究這種一直沿用了幾十年的“附錄”從有到無的過程，可以看到這與考古學本身的變化密切相關。

考古遺址是過去人類生活的凝結和定格，它包含了當時自然環境與人類行為的方方面面。當時人生活過的城市、村落會保存下來，記錄當時自然環境信息的土壤也會保存下來。當時人居住的房址會保存下來，埋葬當時人的墓地也會保存下來。當時人使用的各種器物會保存下來，當時人食用、祭祀和隨葬的動物和植物的遺骸也會保存下來。當考古學家用手鏟挖出這一切的時候，他必須擔負起報告的任務。由于知識的局限，除了人工遺跡、遺物之外，考古學家自己不可能講清楚當時的自然環境狀況、人骨的體質人類學特征、動物骨骼的種屬和部位、植物遺存的門類、各種器物的成分和結構等等。因此只能把這些資料交給自然科學家，由他們去進行鑒定、測試和分析，請他們提交報告。自然科學家并不了解多少考古學的子丑寅卯，只能依據自己的專業知識在研究報告里對這些鑒定、測試和分析結果就事論事，而考古發掘報告里談論較多的又是人工的遺跡、遺物的形狀，兩者不能有機地結合起來。因此，那些鑒定、測試和分析報告只能作為考古發掘報告的“附錄”，放在正文結束之后了。

隨著考古學家通過發掘出土的人工遺跡、遺物確定一個遺址、一個類型或一個文化的年代早晚、文化特征，逐步構建起整個中國大地上眾多古代文化的時空框架以后，他們開始全面探討古代社會的各個方面，歸納古代人類歷史的發展規律。在這樣一個新的層次上，考古學與自然科學的結合得到全面加強。考古學家和自然科學家開始共同對鑒定、測試、分析的對象和過程進行設計，對全部結果進行討論。既要認識新的發現是什么，更要追究其為什么是這樣的。所有的探討都直接與解釋當時人的行為相關，這成為考古學家構思遺址發掘和研究的一個主要內容。比如，在《膠東半島貝丘遺址環境考古》中，就是先從陶器、石器的形狀談起，把握這個地區距今六千至五千年的考古學文化特征，而后依據地學、動物學和植物學的研究，認識全新世以來的氣候變暖，逐漸造成冰川融解，海平面升高，海水帶著大量海產資源進入陸地。當時的人適應新的生存環境格局，捕撈貝類和魚類作為食物資源，促成了貝丘遺址的形成。但是長期大量地捕獲貝類又構成人為的“捕獲壓力”，影響到貝類的生長過程。最后，這個地區還沒有等到海退的開始，貝丘遺址就消亡了，這是由于外來文化作用的結果。這樣，以考古學為主的多學科研究，寫出了特定時間跨度和地域范圍內的一段史前人地關系史。在編寫這本考古發掘報告時，這些涉及鑒定、測試和分析的內容就成為正文中的有關章節，與考古發掘報告的其他內容融為一體了。

今天，考古學已經逐漸演變成一個以人文科學研究為目的、包括大量自然科學研究手段的交叉性學科。能否更加廣泛、更加有效地在考古學研究中運用各種自然科學研究手段，已經成為二十一世紀衡量一個國家考古學研究水平的極為重要的標尺。

我們今天在考古學中應用自然科學的主要目的是適應考古學發展的需要，進一步提高考古工作的效率和科學性，全方位收集田野考古中獲取的信息，充分發揮考古學資料的價值，更加拓寬考古學研究的范圍，全面深化考古學研究的內容。

迄今為止，在考古學中應用的自然科學具體涉及到物理學、化學、生物學、地學、數學等基礎學科。其中，物理學和化學主要探討遺物的年代、結構和成分，生物學全面涉及古代的人、動物和植物，地學基本討論的是當時的自然環境，而數學大致集中于各種資料的統計分析。

考古學的研究對象是古代的物質遺存。研究對象的這種物質性特征是我們能夠在考古學中應用自然科學的關鍵。因為自然科學就是研究自然界的物質形態、結構、性質和運動規律的科學。可以說，從純粹的自然科學研究和在考古學中應用的自然科學研究這兩者的研究過程看，它們都使用同樣的儀器設備，依據同樣的分析原理，運用同樣的技術手段，對由同樣的物質結構和化學元素組成的對象進行分析。當然，它們之間也有區別，那就是分析的材料屬于現代還是古代，以及研究目的的不同。

在考古學中運用自然科學秉承“以今證古”的原則。這個原則最早出自英國地質學家萊爾于十八世紀提出的“均變說”。他認為“地球的變化是古今一致的，地球過去的變化只能通過現今的侵蝕、沉積、火山作用等物理和化學作用來認識。現在是認識過去的鑰匙”。自然科學各門學科的科學原理及其它們的研究結果，證明了這些學科的科學性和實用性。這樣就可以保證我們應用自然科學有關學科對古代遺跡、遺物進行研究時在方法上的正確性，同樣也能保證最后結論的可靠性。貫徹“以今證古”的原則，為我們實事求是地認識過去，令人信服地解釋過去奠定了基礎。

比如《馬橋》這本關于上海閔行馬橋遺址的發掘報告就是以考古學為主的多學科合作研究的產物。研究者通過對各種人工遺跡、遺物的分析，確認遺址里存在距今四千多年的良渚文化和距今三千多年的馬橋文化這樣兩種前后相繼的文化。通過環境考古學的研究，認識到自良渚文化到馬橋文化，自然環境變遷明顯，氣候由溫暖轉涼，濕生植物變為草本植物。通過植物考古學和動物考古學的研究，證實在良渚文化時期稻作農業興盛，獲取肉食主要依賴養豬。而到后來的馬橋文化里稻作農業明顯減少，吃肉反而要靠狩獵麋鹿和梅花鹿。有意思的是盡管馬橋文化的居民在獲取食物資源的方法上出現倒退，但是他們善于制作印紋陶器并發明了原始瓷器。化學成分分析表明馬橋遺址的原始瓷器生產技術由印紋陶器發展而來。依據碳十四測定的年代數據，把迄今為止出土原始瓷器的遺址按時間早晚順序排列，馬橋遺址的年代屬于最早之列。對馬橋遺址出土的人骨進行DNA的研究發現，良渚文化和馬橋文化的居民在遺傳上具有繼承性，屬于百越民族群體。借助多種自然科學的方法，上述通過肉眼觀察人工遺跡、遺物不可能得到的有關當時天、地、人的認識盡收囊中。

在考古學中應用自然科學的意義在于開拓了傳統的考古學所不能涉及的研究領域，極大地提高了考古學研究的效率和精確度。

多年來，傳統的考古學一直強調地層學和類型學是自己獨特的方法。其實考古學的地層學是從地質學引入的方法，類型學是受到生物學的啟發。考古學中地層學和類型學的發展過程證明它們都是通過借鑒別的學科的方法逐步完善起來的。其中最典型的莫過于地層學。丹麥地質學家斯坦諾于十七世紀提出疊置律、連續律、水平律這樣三個地質學的定律。疊置律是指未經擾動的地層，保持早的沉積在下面，晚的沉積在上面的規律。連續律是指未經后期變動的原始地層，在橫向上連續延伸而逐漸尖滅。水平律是指地層的原始產狀是近乎水平的。考古學家把這三個定律引入考古學，開始時同樣是按照水平層劃分地層，年代早的地層在下面，年代晚的地層在上面。后來在發掘工作中意識到這種方法不能客觀地揭示當時人類的活動。于是逐步發展到按照土質、土色、文化堆積、打破關系劃分地層，其間經歷了一個巨大的變化。現在地層學已經成為考古學的第一方法。類型學的方法來自生物學的自然分類法，考古學家按照其原理確定各種遺物的形狀、紋飾特征，進行排比分類，逐步建立起考古類型學。

二十世紀中葉美國科學家利比依據生物死亡后體內的碳十四按照規律不斷衰變的原理，發明碳十四測定年代的方法，并把它引入考古學。通過測定考古遺址出土的木炭、植物、骨骼、貝殼等遺存來確定遺址的距今年代。利比由于這個重要貢獻而獲得一九六○年的諾貝爾化學獎。但是在相當長的時間里，我們碳十四測定年代數據的準確與否一直受到一些考古學家的質疑。經過自然科學家和考古學家長期的溝通和努力，終于建立起科學地測定碳十四年代的方法。近些年來，發掘新石器時代和夏商周時期的遺址時，考古學家都要盡可能地采集碳十四測年樣品，以便測定遺址的絕對年代，確認其在時間長河中的準確位置。現在，依靠大量遺址的碳十四測定年代數據的積累，距今一萬年以來分布于中國各個地區的數十個史前文化類型大致都有了自起始到消亡的年代范圍。通過“夏商周斷代工程”的研究，進一步明確了夏代自始至終的時間，商代前期的年代框架。商代后期自武丁(商第二十三代王)到周代共和元年(公元前八四一年)這個時間段里歷代商王和周王在位的年代。這樣，新石器時代和夏商周時期的年代學框架已經基本形成。可見在考古學中科學地應用碳十四測定年代的方法也經歷過一個相當大的變化。

總結考古地層學、類型學和年代學的發展過程，可以看到這些方法的形成首先都是依據考古學實踐的需要，借鑒別的學科的方法，然后在考古實踐中不斷完善、充實這些方法，使之逐步適應考古學的研究，成為考古學自己的方法。重溫這些方法的發展過程對我們應該有一個很大的啟示。

事實上，今天任何一個區域、任何一個遺址的考古學調查和發掘，都是為了在一個特定的時間跨度和空間范圍內，局部或全面地展現出自然環境狀況和人類社會的生存活動、生活方式、制作工藝、社會組織、禮儀制度、喪葬習俗、祭祀特征、文化交流等方方面面。要實現這樣的目標，就要在原來應用地層學、類型學和年代學做好時空框架工作的基礎上，進一步在考古勘探、年代學、環境考古學、人類學、動物考古學、植物考古學、器物的成分和結構分析等諸多領域開展系統的研究，科學地再現當時的自然環境狀況、演變及人類與之相適應的互動關系，考古學文化的絕對年代，居住在不同地區的人群的體質特征和風俗習慣，采集、狩獵、種植、家養等一系列獲取食物資源方式的演變過程，包括動植物在內的各個時期人的食物種類，人類制作各種器物的方法、原料及發展過程，當時人進行隨葬和祭祀活動的各種動植物種類和不同時期的特征，文化與文化之間一些特殊因素的交流。這樣才能提高考古調查、發掘和研究的效率和精確度，完成考古學調查和發掘的目標。

可以設想，經過考古學家和自然科學家的共同努力，若干年以后，大家對自然科學相關學科在考古學中應用的認識很可能就像我們現在看待考古地層學、類型學和年代學一樣，是理所當然的事情了。但是現在還遠遠沒有走到這一步。正因為如此，我們應該以全面探索古代人類歷史的發展規律，探討古代社會的方方面面為目標，以地層學、類型學和年代學的發展過程為鑒，更加積極、主動地在考古實踐中使用包括與自然科學相結合的方法在內的多種方法進行發掘和研究，進行新的嘗試，去推進考古學方法的創新過程早日成功。