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仇士华


2013年09月09日 10:33    来源:中国社会科学网     作者:

   

  仇士华简介

  仇士华,男,汉族,中共党员,研究员。1932年7月5日出生于江苏省如皋县九华乡。

  1946年前在当地赵园小学和励志中学读书,1947年初转入南通县立中学,1948年初中毕业后考入江苏省立南通中学高中部。1951年高中毕业,考进杭州浙江大学物理系,1952年经院系调整到上海复旦大学物理系。

  1955年毕业后被分配到中国科学院原子能研究所。

  1955年10月开始参加所内组织的核物理专业学习班接受培训一年,之后分在钱三强先生领导的核探测器组工作,直接受到戴传曾和李德平二位先生的指导。工作业绩有:《有机盖革计数管中淬灭气体之分解》,发表于《物理学报》1958年14(2),136;并因工作急需做成4000伏稳定电源,测试了高气压BF3中子计数管的坪曲线等等。

  1959年和蔡莲珍一起调到中国科学院考古研究所负责建立14C测年实验室。1965年实验室宣告建成。1979年任考古研究所实验室主任、并历任考古所第二、三、四届学术委员会委员,第一、二、三届研究系列(副高级)专业技术职务评审委员会委员,第一届文博系列(中级)专业技术职务评审委员会委员。《考古》、《考古学报》编辑委员会委员。

  历任实习研究员,助理研究员,副研究员,研究员,博士生导师、中国社会科学院研究生院新一届考古系学位评审委员会委员。2006年中国社会科学院授予荣誉学部委员称号。

  兼(曾)任中国第四纪研究委员会14C年代学组组长、第四纪年代学专业委员会主任、荣誉主任;中国科技考古学会副理事长;国家重大课题《夏商周断代工程》首席专家、专家组副组长、《碳十四测年技术的改进与研究》课题组组长;《核技术》编辑委员会委员;中国科学院高能物理研究所和上海应用物理所核技术学术委员会委员;中国科学院研究生院人文学院科技考古系学术委员会副主任。

  1988年获中国社会科学院优秀成果一等奖;1989年获国家科学技术进步三等奖;1992年获中国社会科学院考古新技术优秀成果奖;2004年获中国社会科学院考古新技术优秀成果三等奖;列入英国剑桥世界名人传记中心《世界名人传记汇编》第22版;1992年获国务院颁发的有突出贡献的政府特殊津贴;

  1965年建成(全国第一个)14C (测年)实验室,后因政治运动停顿,1971年恢复工作。1972年首次发表14C数据报告,并面向全国考古界,不断积累数据。编辑并出版了《考古学中14C年代数据集》(1983年,1991年)。为中国史前考古学14C年代框架的建立、为重要考古遗址和文化年代的确定,提供了科学基础。

  此外,为解决如使用白灰面的起始年代、开始广泛用煤炼铁的确切年代以及石灰岩地区遗址年代等重要考古问题,提供科学依据。又在利用碳十三测定研究古人类食谱方面走出了第一步。

  1975年,全国同位素地质会议在贵阳召开,受会议委托主持制定14C 测年用“中国现代碳标准”。但因批邓,当时工作不能开展。1978年仇士华参加全国科学大会,该工作随后启动,由考古所(主持),北京大学,中科院地球化学所于1981年共同完成了14C 测定年代用“中国糖碳标准”的标定,并因此于1989年获国家科学技术进步三等奖。

  上世纪80年代发起并组织了全国14C学会,积极推动国内外14C学术研究交流活动,广泛促进在各有关学科中的应用。

  同时尽我们所能,不断完善并提高14C实验室测定技术和研究水平,推广传播有关科技考古学科方面知识等等。

  世纪之交,我们研究提出“系列样品新方法”,使定出的考古年代误差大为缩小。并在国家重大科研课题《夏商周断代工程》中,结合考古研究,将上述方法应用于夏商周断代工程获得成功。

  2000年应邀在美国哈佛大学作学术报告,介绍了我们获得的最新成果。2002年应邀在亚洲考古学会华盛顿会议上作学术报告。2004年应邀赴日本国立历史民俗博物馆中日韩史前考古学术会议上作学术报告。

  主 要 学 术 成 果

  编著或合著的专著、论文集、数据集:

  1.《中国考古学中碳十四年代数据集(1965-1981)》,文物出版社,1983年

  2.《中国考古学中碳十四年代数据集(1965-1991)》,文物出版社,1992年

  3.《中国碳十四年代学研究》,主编,科学出版社,1990年

  4.《第一次全国碳十四学术会议文集》,科学出版社,1984年

  5.《第四纪冰川与第四纪地质论文集》,第四集,碳十四专集,地质出版社,1987年

  6.《第四纪冰川与第四纪地质论文集》,第六集,碳十四专集,地质出版社,1990年

  7.《14C测年及科技考古论集》,文物出版社,2009年

  译文:

  1.《加速器质谱法测定碳十四年代》,《科学》,1986年

  2.《非洲考古中应用的自然科学技术》,《非洲通史》,中国对外翻译出版公司,1984年

  学术论文、研究报告等:

  1.《有机盖革计数管中淬灭气体之分解》,《物理学报》,1958年

  2.《放射性碳素断代介绍》,《考古》,1962年

  3.《碳十四年代的误差问题》,《考古》,1974年

  4.《骨质标本的碳十四年代测定方法》,《考古》,1976年

  5.《陶器的热释光测定年代介绍》,《考古》,1978年

  6.《考古学与现代自然科学》,光明日报11月16日第三版,1978年

  7.《碳十四年代数据的统计分析》,《考古》,1979年

  8.《人工烧制石灰始于何时?》,《考古与文物》,1980年

  9.《现代技术与考古》,《百科知识》,1980年

  10.《楼兰古尸几多岁?》,《知识就是力量》,1981年

  11.《石灰岩地区碳十四样品年代的可靠性与甑皮岩和仙人洞遗址的年代问题》,《考古学报》,1982年

  12.《碳十四测定年代与考古研究》,《考古》,1982年

  13.《我国碳十四年代学的现状和展望》,地质出版社,1982年

  14.《介绍几种断代方法》,《考古工作手册》,文物出版社,1982年

  15.《碳十四测定年代用"中国糖碳标准"的建立》,《科学通报》,1983年

  16.《有关所谓"夏文化"的碳十四年代测定的初步报告》,《考古》,1983年

  17.《碳十三测定和古代食谱研究》,《考古》,1984年

  18.《碳十四数据报告中需要注意的问题》,《第一次全国碳十四学术会议文集》,科学出版社,1984年

  19.《碳十四方法应用于海岸线研究中的一些问题》,《第四纪海岸学术讨论会文集》,海洋出版社,1985年

  20.《河北逐鹿第四纪冰缘现象及其意义》,《中国第四纪冰川冰缘学术讨论会文集》,地质出版社,1985年

  21.《我国古代冶铁燃料的碳十四鉴定》,《中国考古学研究》,文物出版社,1986年

  22.《碳十四断代的加速器质谱计数法》,《考古》,1987年

  23.《用碳十三值校正碳十四年代的条件及其应用于考古》,《第四纪冰川与第四纪地质论文集》,第四集,碳十四专集,地质出版社,1987年

  24.《红河断裂带西北段全新世地层碳十四测年及底界年龄的探讨》,《第四纪冰川与第四纪地质论文集》,第四集,碳十四专集,地质出版社,1987年

  25.《液闪碳十四断代法及其在考古学中的应用》,《液体闪烁测量技术的进展和应用》,科学出版社,1987年

  26.《碳十四测定年代工作的发展近况》,《文物保护与考古科学》,1989年

  27.《中国史前考古中碳十四年代测定及意义》,《中国第四纪研究》,1989年

  28.《AMS碳十四法在地学应用中的发展近况》,《第四纪研究》,1989年

  29.《利比和碳十四年代测定》,《第四纪冰川与第四纪地质论文集》,第六集,碳十四专集,地质出版社,1990年

  30.《考古断代方法述评》,《科技考古论丛》,中国科学学技术大出版社,1991年

  31.《自然科学技术方法在考古学中的应用》,《考古学年鉴》,文物出版社,1991年

  32.《现代自然科学技术与考古学》,《中国考古学论从》,科学出版社,1992年

  33.《关于全新世底界年龄的碳十四测定》,《第四纪研究》,1992年

  34.《香港地区环境14C水平研究》,《地球化学》,1996年

  35.《夏商周断代工程中的碳十四断代方法》,《中国文物报》,1996年

  36.《夏商周断代工程中的14C年代测定》,《寻根》,1996年

  37.《长白山天池火山最近一次大喷发年代研究及其意义》,《中国科学》,1997年

  38.《14C测年技术新进展》,《第四纪研究》,1997年

  39.《碳十四断代技术的新进展与“夏商周断代工程”》,《考古》,1997年

  40.《解决商周纪年问题的一线希望》,《中国商文化国际学术会议文集》,《中国大百科全书出版社》,1998年

  41.《“夏商周断代工程”与碳-14年代测定》,《百科知识》,1998年

  42.《贝叶斯统计应用于碳十四系列样品年代的树轮校正》,《考古》,1999年

  43.《晋侯墓地M8的碳十四年代测定和晋侯稣钟》,《考古》,2000年

  44.《夏商西周的14C年代框架》,《中国文物报》,2000年

  45.《14C测年在工程中的作用》,《寻根》,2000年

  46.《夏商周断代工程中的碳十四年代框架》,《考古》,2001年

  47.《夏商周断代工程与中国科技测年技术的发展》,《中原文物》,2001年

  48.《夏商周年表的制订与14C测年》,《第四纪研究》,2001年

  49.《古代文明与科技考古》,《考古文物与现代科技》,人民出版社,2001年

  50.《关于碳十四年代框架》,《华夏考古》,2001年

  51.《关于考古系列样品碳十四测年方法的可靠性问题》,《考古》,2001年

  52.《夏商周断代工程中的多学科合作》,《文物保护与考古科学》,2002年

  53.《琉璃河西周墓葬的高精度年代测定》,《考古学报》,2003年

  54.《古人类食物结构研究》,《考古》,2003年

  55.《周原遗址云塘、齐镇建筑基址碳十四年代研究》,《考古》,2004年

  56.《放射性碳素的第二次革命》,《新世纪的中国考古学》,科学出版社,2005年

  57.《利用炼铁炉渣测定炼铁遗址年代》,《新世纪的中国考古学》,科学出版社,2005年

  58.《新世纪的学术期刊与考古学的繁荣发展》,《考古》,2005年

  59.《中国社会科学院考古所的碳十四年代测定》,《庆祝杨教授95华诞纪念论文集》,安徽大学出版社,2005年

  60.《郑州商城和偃师商城的碳十四年代分析》,《中原文物》,2005年

  61.《“夏商周断代工程”中应用的系列样品方法测年及其相关问题》,《考古》,2006年

  62.《关于二里头文化的年代文题》,《二里头遗址与二里头文化研究》,科学出版社,2006年

  63.《碳十四年代测定回顾》,《学问人生》,高等教育出版社,2007年

  64.《中国碳十四年代学的始创者》,《学问有道》方志出版社,2007年

  65.《刘东生院士与科技考古》,《南方文物》,2008年

  66.《永远怀念敬爱的夏所长》,《夏鼐先生纪念文集》,科学出版社,2009年

  67.《我的人生经历》,《学术之星》,复旦北京校友会出版,2009年

  68.《关于测年及科技考古的一些积累和思考》,《中国文物报》,2010年

  媒体报道:

  1.光明日报特派记者 金涛:碳十四和两个年轻人的命运,《光明日报》1985年9月12日第一版,‘夏鼐的足迹’栏目。(2009年重印于《夏鼐先生纪念文集》351-354)

  2.记者 邢小群:为了中华文明的自豪—夏商周断代工程采访—,《华人文化世界 》1997年9期4-7页。

  3.记者 邢小群(整理,仇士华、蔡莲珍口述):戴着“右派”帽子创建14C 实验室,《今日名流》‘历史之痛’栏目,1998年6期42-43页。

  4.记者 邢小群:仇士华夫妇—夏商周断代工程采访—。《凝望夕阳》邢小群著,1999年,青岛出版社,211-219页。

  5.张雪莲、仇士华:中国碳十四年代学的始创者―中国第一个碳十四年代学实验室―,《学问有道》。(学部委员访谈录),2007,方志出版社,573-684页。

  6.江海晚报通讯 杨师:测定“武王伐纣”之年—记中国社会科学院荣誉学部委员、考古学家仇士华,江海晚报第四版“江海之子”栏目,2009年3月14日。

  7.2007年中央电视台10套“大家”栏目播出,《中国社会科学院建院三十周年》系列节目之一。

  8.江汉论坛,第9期,仇士华(封面),2009,仇士华学术成就简介,江汉论坛,144页。  

  学 术 自 传

  学习经历

  1946年前在当地赵园小学和励志中学读书,1947年初转入南通县立中学,1978年初中毕业后考入江苏省立南通中学高中部。1951年高中毕业,考进杭州浙江大学物理系,1952年经院系调整到上海复旦大学物理系。1955年毕业后被分配到中国科学院原子能研究所。

  1955年10月开始参加所内组织的核物理专业学习班接受培训一年,之后分在钱三强先生领导的核探测器组工作,直接受到戴传曾和李德平二位先生的指导。工作业绩有:《有机盖革计数管中淬灭气体之分解》,发表于《物理学报》1958年14(2),136;并因工作急需做成4000伏稳定电源,测试了高气压BF3中子计数管的坪曲线等等。

  工作经历

  物理研究所(原近代物理所)

  1955年我从复旦大学物理系毕业,被分配到中科院物理研究所(原近代物理所)。这是一个从事原子能基础科学研究的研究所,由钱三强先生任所长,有一批国外留学回来的科学家,担任各研究室主任和课题负责人,带领年青学者做研究工作。杨承宗先生就是从法国居里实验室回来、深受敬重的著名科学家,担任第五(放射化学)研究室主任,何泽慧先生是第二研究室主任。

  我们进所后,分配在第二研究室,边工作边参加培训班听课。1956年号召青年向科学进军,我们自然全神贯注一心投入到工作和学习中去。

  谁知好景不长,1957年春夏之交风云突变,晴天霹雳,我和蔡莲珍双双被划为右派,老师们非常焦心,但也爱莫能助。不久,被下放劳动,从此改变了我们的命运。

  没有想到的是,在此关键时刻,杨先生出于对青年的爱护和对科学事业的热心、忠诚,把我们推荐给时任考古研究所副所长的夏鼐先生。当时他们是友邻,交往密切。原来夏先生早就呼吁要在国内建立碳十四测年实验室,但苦于没有条件,更找不到合适的人选。杨先生也曾想在物理所建此项目,当然是排不上队。正好,夏先生借此机会,向钱三强所长点名要人,说:你们的工作保密性强,不能用了,我们考古工作不保密,可以用。于是,我们便调到了考古所。

  调到考古所建实验室

  1959年初,我们来到考古所,夏所长拿给我们W.F.Libby著的1955年版《Radiocarbon Dating》一本书,要求我们负责建立碳十四断代实验室。

  当时国内没有参照的实验室,没有这一类的仪器工厂,市场上无线电元件也不齐备。考古所的办公室要靠我们自己烧煤炉取暖,更谈不上实验室的条件。我们面对的是一片空白,怎么办?我们是解放后新中国培养出来的大学生,虽然被划成“右派”,但只要有机会,我们还是要尽一切努力报效祖国和人民。既然考古所领导把这么一项重要的任务交给了我们,我们已是感激不尽,不管有多大困难,也要想尽一切办法去克服。要用自己的工作表现向党和人民表明,我们报效祖国是真心诚意的。

  显然摆在我们面前的是一项比较复杂繁难的科技工作,科研工作是实事求是的,不能有一点浮燥和侥幸心理。因此,我们首先要做好文献调研工作,除了研读这本《Radiocarbon Dating》以外,还要了解国外最新技术的发展情况,然后才能根据国内的条件和我们自己的技能,包括我们通过学习能够掌握的技能来制定和创造条件建立设备,进行各种试验的计划。

  碳十四是放射性同位素,是宇宙射线同大气相互作用产生的。它的含量最高占大气中碳的一万亿分之一。放射性能量很低,强度也很弱,是属于最难测定的射线,而用于年代测定时测定精度要求更为严格。实验室使用的技术可分为放射性屏蔽技术,高真空技术,探测器研制,电子仪器研制,样品化学制备等等。国外的实验室已在Libby 方法的基础上,用了当时最先进的技术做了改进。我们当然以测准碳十四放射性,采用最先进的技术为目标,制定我们的工作计划。

  我们根据国内工厂的加工能力和能搞到的材料,设计测定碳十四的专用计数管。包括充碳十四气体样品的正比计数管及去除宇宙射线影响的盖革计数管。工厂只能机械加工管壳,安装和性能测试只能靠我们自己。由于没有对口仪器工厂,市场上无线电元件也不齐全。一整套测试仪器,我们只能靠自己动手设计加工。从裁剪硅钢片,绕制变压器开始,一个仪器,一个仪器的研制。等各个仪器制成了,再联成一整套进行试验。试制计数管和碳十四样品气体的制备,都需要建立高真空系统,这也需要自己设计和建立。总之,不懂的就学,不管是电工,金属加工,焊工,玻璃吹制等各种技术都要懂,才能运用自如。如跑器材,跑加工厂,买试剂,都靠自己。各种技术设备的指标性能,不达到要求,决不罢休。

  到了1962年,已经可以全面试运行。从试验工作来说,应当可以说实验室已经建成了,但由于材料方面等原因,计数管本底太高,有效计数太低,测出年代的统计误差太大。我们毫不犹豫又重新设计了样品计数管,改进了屏蔽室。将样品制成乙炔气体,使充进计数管的样品气体含碳量尽量提高(在不改变其它情况的条件下)。这样。到1965年,就降低了本底,提高了有效计数率,使测出年代数据的统计误差大为缩小,达到可以令人满意应用的水平。

  当时国内有好几个单位与我们同时起步建立,但因不能解决仪器设备问题而停滞不前,直到70年代以后才陆续建成。

  虽然,我们已有把握测定考古年代数据了,但如何使考古学家相信呢?要对实验作技术鉴定,这在当时是很麻烦的事。于是,我们主动提出,由考古学家提供已知年代样品,等我们测出年代以后,再去进行核对。当即,此事请佟柱臣先生主持,总共提供了三个已知年代的样品。经过盲测,结果完全同已知年代相符。因而考古所领导认可实验室已经建成。

  之后,郭沫若院长、刘导生等院部领导来实验室视察,并予以肯定。我们又测了一批考古年代数据,正准备发表建室报告和数据报告时,文化大革命开始了。《考古》刊物被迫停刊,业务工作全停止了。不久,我们也被赶出了实验室,进入了牛棚。

  1971年开始恢复实验室工作

  1970年考古所大部分人员去干校,当然,我们也在其中。但据宣传队对我说,本来郭院长要求把我们留下,恢复实验室工作。可是,宣传队认为像我们这样的人,不下干校是不行的。决定让我们先下去,然后再按需要调回来。1971年,郭院长按总理指示,要求《考古》杂志首先复刊,要从干校调一些人员回来。于是,我们也随之回所。回所后,给我们的任务,其一是要我们整理碳十四实验室建成报告,以便在复刊后的《考古》上发表。其二是要恢复已遭破坏的实验室,为出国展览的文物测定年代。

  当时国家已经批准从国外进口整套仪器,但我们向领导保证,为了节约经费和外汇,无需进口仪器。我们可以在三个月内修复实验室的仪器,唯一的要求就是给我们时间。因而宣传队决定让我们全力投入修复实验室工作,必要时还可以派人协助。就这样,我们提前完成了仪器的修复工作,顺利完成了出国文物展览需要测定文物年代的任务。

  建立糖碳标准

  1975年邓小平同志复出,主持国务院工作,国内形势很有起色。中科院,地矿部和冶金部三部委决定在贵阳召开全国同位素应用工作会议,会议组织者通知考古所碳十四实验室派代表参加。所党委考虑这是国家业务工作会议,不能不让我去参加,因而决定另派一名党员作为正式代表带我一起去。等到动身去贵阳时,那位党员借口另有要事到别的地方去了,我到贵阳时,当然只能以列席身份参加会议。会上作了学术交流,会议决定要建立各同位素的国家标准。会议组织者和同行们把建立碳十四测年用现代碳标准的任务委托给考古所实验室主持,北京大学和中科院地球化学所两实验室参加。回京后,我把任务委托书交给了所领导。因为是国家任务,宣传队也只能同意接受。

  随后,我们对建立标准的问题做了充分的调查研究。国际上采用的原标准物质是草酸,储存在美国国家标准局,它是参照1850年木头的放射性标定而成的。各国实验室都向美国标准局购买,价格相当昂贵,而且,因为使用量大,快要用完了。有的国家对比美国草酸的放射性,标定出蔗糖,淀粉,碳酸盐等,作为次标准物质。我们根据国内实际情况,经过许多次试验,最后选择了将分析纯蔗糖干馏成碳,称为糖碳,作为标准物质。它的特点是:⑴糖碳是纯碳,经磨细混匀,同位素是均匀分布的;⑵碳十四水平同现代碳相当;⑶易于常规化学制备;⑷制备过程中不易发生同位素分馏;⑸便于分装保存,不易受污染。其性能,特别是⑶⑷两条,比起国际上的标准物质要优越得多。

  虽然如此,实施起来困难相当多。需要周密策划,还需要各方面的支持。正好,1978年上级点名要我参加全国科学大会,会议期间我向参加会议的商业部同志接洽,请求调拨了一吨普通蔗糖,请上海试剂厂提纯为分析纯蔗糖。然后,按我们要求干馏成糖碳,磨细混匀,分装。每瓶100克,总共1000瓶,足够全国碳十四实验室使用数十年。

  标准物质解决了,接下来要精确标定放射性,困难还更多。我们使用了美国标准局的草酸标准和澳大利亚的蔗糖标准,并请中科院地理所气候室采集了西藏和东北林场的木头,数出1850年的木质,由我们粉碎混匀,并作了预处理。两种木头同美国草酸,澳大利亚蔗糖,糖碳一起分发到三个实验室进行测定。各样品的碳十三同位素数值,请中科院地质所的同位素室测定。最后,各室测定数据汇总起来进行统一处理,求出糖碳放射性对国际现代碳标准的比值为1.362±0.002。

  1981年在第一次全国碳十四学术会议上,由蔡莲珍代表标准工作组作了建立糖碳标准的学术报告。与会代表审查研究之后认为:标准物质的选择是合适的,糖碳易于保存,易于制备;放射性比度适中,标定精度达到了将糖碳作为标准的要求,建议将上述糖碳作为我国统一的现代碳标准试用,并定名为“中国糖碳标准”。

  经过国内数十家实验室4年的试用,在1985年第三次全国碳十四学术会议上,与会代表给予了高度评价。与此同时,将糖碳送到美国,法国,瑞士,苏联,澳大利亚等六个著名碳十四实验室作了对比测定,结果其平均值与我们的标定值完全一致。1987年中国国家标准局确认“中国糖碳”是我国碳十四测定年代用的统一现代碳标准,编号和名称为:GSB A650001-87,中国糖碳标准。1989年此项工作成果获国家科技进步三等奖

  建立新石器时代考古年代框架

  根据夏鼐先生的决定,考古所实验室面向全国考古界测定考古年代,接受样品要经过仔细审查,测出的数据每年一次在《考古》上公布。因而,配合全国考古发掘,积累了数以千计的可靠的考古年代数据,建立起中原及相邻地区的新石器时代各文化序列年代框架,方便了考古研究,为史前的考古年代学提供了科学依据。

  配合考古研究解决的问题

  1.白灰面的测定

  新石器时代遗址经常出现有白灰面。究竟是什么物料?是否是石灰?困扰考古界很长时间。因为经化学分析主要是碳酸钙,但有没有烧制过,则不得而知。

  我们分析认为,如果是烧制后形成的,则碳酸钙中的碳一定含有碳十四,并可以用于测年。因此我们采集了一批白灰面样品。测定了年代。并证明至少在四千多年前就已经能烧制石灰,这样解决了考古问题,它也是建筑史上一大问题。甘肃秦安大地湾遗址房屋中用于铺地面的材料就是烧制过的料礓石。

  2.炼铁燃料的鉴定

  河南省巩县铁生沟遗址出现有煤炭,于是有人认为汉代炼铁燃料已经用了煤炭,并写进了化学史中。我们经过对各个时代的铁材铁器做碳十四测定,得出直到宋代才开始用煤炭来炼铁,此前都是用的木炭。因此我们采用唐代以前的铁器可以测出其可靠的冶铁年代。

  炼铁时矿料中往往要加进一定的石灰石,便于行料畅通。由于高温,石灰石变成了氧化钙━炉渣,它是碱性的,有时会吸进大气二氧化碳,因此,可以用来测年。我们曾对河北省赤城县近南堡古代遗址的炼铁炉渣中取出的二氧化碳测出年代为964±60年,经树轮校正为公元l020-1170年,相当于辽金时代。

  3.石灰岩地区洞穴遗址的年代测定

  南方石灰岩地区发现了一些早期的洞穴遗址和贝丘遗址,都是以渔猎经济为主,兼有采集。打制和磨制石器兼用,有绳纹为主的原始粗砂陶共存,碳十四测定年代均在8–9千年以前,甚至超过一万年。一些考古学家认为年代不可能这么早,怀疑是石灰岩地区标本受死碳的影响而致。于是上世纪末,我们和北大实验室同志一起去桂林考察。经测定研究,结果得出陆生标本一般不受死碳影响,水生的动植物会受到不同程度的影响。贝壳的年代一般偏老1–2千年,这个结果是合理的。因为陆生植物通过光合作用吸收大气二氧化碳而生长。水下,由于水使石灰岩溶化,带有死碳,因此,水下标本碳十四年代偏老。当时还将甑皮岩的陶器年代最早的定为9000多年。2002年考古所配合地方又重新发掘甑皮岩遗址。我们配合做了考察和测年,证明二十多年前考察所作的结论是正确的。不过这次测定的层位比较系统、明确,而且由于挖到了底部,其最早层位的年代已到12000多年。

  4.古人类食谱研究

  我们利用人骨样品测定年代的机会,对骨胶原作了碳十三同位素分析,研究新石器时代人类的主食,在北方以小米为主,南方以稻米为主,这与古代农业是相一致的。这样就在国内开辟了将同位素应用于研究古人类食谱的新领域。

  5.采用系列样品方法参与夏商周断代工程研究

  1994年我们在偃师商文化国际研讨会上,发表了采用考古系列样品方法测年,可以使测出的考古年代误差大为缩小,为判断武王克商年的早晚提供一线希望。1995年底,时任国家科委主任的宋健同志,提出夏商周断代工程,这正好可以发挥系列样品测年方法的作用。

  考古系列样品的碳十四测年方法就是把田野考古的层位和文化分期的相对年代序列转换为精度较高的绝对年代序列。从而定出考古事件的日历年代,使年代误差大为缩小。实施步骤如下:

  (1)采集能代表考古层位年代或与文化分期高度相关的系列含碳样品。

  (2)经过精心的样品制备,并测出精确可靠、误差符合实际的碳十四年代数据。

  (3)充分应用考古信息,将系列样品的碳十四年代数据同高精度树轮校正曲线进行匹配拟合,定出其考古内涵的日历年代。

  最后将各种系列拟合所得的结果,经过碳十四测年专家和考古学家共同研究,定出相应的考古年代表,或称考古年代框架。

  获得的成果列举如下:

  (1)山西天马曲村晋侯墓地的M8是晋献侯苏的墓,出有晋侯苏编钟共16件,铭文凡355字,记有唯王三十三年。测出墓的碳十四年代经过树轮校正为公元前808±8年,这与《史记·晋世家》所载晋献侯苏死于周宣王十六年相合。显然.唯王三十三年不可能是宣王三十三年,而是指苏生前的厉王三十三年。因此,厉王在位年数应大于三十三年,说明《史记·晋世家》所载厉王三十七年是可信的。

  (2)1997年发掘的陕西沣西遗址中, 975CM探方T1由一组系列地层单位组成,其中最底层的H18灰坑,属先周文化晚期。叠压在H18之上的Tl第四层,属西周初期。这一地层为从考古学上划分商周界限提供了理想的地层依据,武王克商之年应包含在这一年代范围内。上下地层都出有可供测年的样品,组成地层系列样品测出商周分界的年代范围为公元前1050-l020年。

  (3)河南安阳殷墟遗址为商王朝后期都城所在地,殷墟文化分为四期,对各期墓葬的人骨系列样品测出了殷墟的大致年代范围。如果把殷墟墓葬系列同琉璃河西周墓葬系列作为连续的统一系列,则拟合后得出两者分界年代正好同武王克商年代范围相一致。

  (4)河南郑州洛达庙文化和二里岗文化在年代上有叠压关系,根据最近系列样品碳十四测年得出二里岗下层一期在公元前l500年左右。郑州商城的城墙在地层上不早于二里岗下层一期,因而郑州商城建城年代不会早于公元前1500年。

  (5)根据二里头遗址系列样品的测定,二里头文化与二里岗文化的分界也在公元前1500多年,同洛达庙文化与二里岗文化的分界基本上一致。

  (6)根据新砦遗址,河南龙山晚期文化,新砦文化早晚期及二里头文化系列样品数据拟合结果,二里头一期应不超过公元前1750年,新砦文化早期不超过公元前1850年。

  根据夏商西周考古系列样品测年的结果形成夏商西周的考古年表或称夏商西周的年代框架。我们认为盘庚以后的年代误差应当不大。这以前如两个商城的年代不能同王位挂上,夏商分界也需要进一步研究。至于夏代还需有进一步的考古发现和研究。

  生活经历

  我和蔡莲珍是复旦大学物理系同班同学,1955年毕业,一起分配到了现在的高能物理所(原物理所),经过一年核物理专业培训,1956年又同时分配在第二(核物理)研究室。我在探测器(计数管)研究组(钱三强先生领导)。一年内完成了制作高压电源和中子计数管寿命测量等研究。蔡莲珍在何泽慧先生领导的乳胶组,参与核反应研究工作,接触的是乳胶和真空涂膜的技术应用。鉴于当时的保密要求,我们俩的关系,一直认为在该单位很合适。1957年灾难从天而降,反右派运动改变了我们一生的命运,再不宜搞核物理研究,调离原来单位是早晚的事。

  考古所所长夏鼐先生因考古需要应用新技术,曾要求从事核物理专业的单位加以协助无果,转而设法考古所自建14C实验室,苦于没有合适人选,通过杨承宗先生的推荐,就把我和蔡莲珍调到了考古所,一起承担建室任务。从那以后,我们一直并肩搞14C测年研究。几十年来始终在一个部门工作:一起做实验,一起搞研究,患难在一起,荣辱在一起,失败在一起,成功在一起;一起下放、劳动,又一起调回北京承担任务,又一起晋升为副研究员、研究员。从1965年我们做出了14C测定的研究成果,接着就是文化大革命,直到1972年《考古》杂志复刊后第一期,才登出了我们的文章。以后.每年我们都有关于14C测定报告和学术论文发表。退休以后,我们在家中配置了电脑,将数据处理和资料整理等工作随时在家里进行。

  21世纪初我们开始回顾、总结我们一生的经历。考古研究所14C测年实验室,是我们白手起家建成的国内第一个测年实验室,首先调研14C测年原理和掌握14C测年技术是建立实验室的科学基础,更是保证年代数据的可靠和正确应用的依据。年代数据的应用还必须同应用学科相结合才能对该学科的研究发展发挥影响力。近年来夏、商、西周的年代测定是用系列样品方法进行的.使年代数据的误差大为缩小,可以说是14C测年技术及研究应用达

  到了当前一个新的境界。此外,考古研究对自然科学技术的需要,我们对其他科技考古研究也有所涉及。2007年我们将有关论文选辑出版了文集:内容包括一、建立实验室以来关于14C测年的基本原理及实验技术的研究文章(13篇);二、结合史前考古及其它应用学科的研究文章(12篇);三、有关夏商周断代工程的研究文章(13篇);四、有关其他科技考古的文章(5篇)。

  思想认识和追求

  我们这一辈人都经历过不少坎坷,自然,二十二年的右派经历就更为严酷。回顾这半个多世纪的历程,经受各种风风雨雨,甚至激烈的风暴,能挺过来,还能坚持为党为祖国人民做一点有益的事,没有沉沦,没有走错方向,我是有一定之规的。

  第一.我是解放以后培养出的大学生,受过党的教育,1955年复旦大学物理系毕业,在校读的马列主义书籍,虽然不多,学习还是很认真的。1957年被划为右派,那仅仅是因为我对1956年的八大决议和毛主席的正确处理人民内部矛盾报告的精神学习很认真,因而对当时机关的反右提出了分清两类不同性质的矛盾,不能教条式地把反右扩大化,强调要在实践中学习马列主义。被划为右派,当然是晴天霹雳。此后的二十二年,那是众所周知的。但我没有失去信心,反而更加强了学习马列主义,学习苏联共党史和中共党史,探讨其中的历史规律。我想,苏共二十大的路线是对,是错,另说,但揭露出过去的历史事实,应当是值得研究的。这样看来,被划为右派不是我的错,没有完全失去报效祖国的工作机会,倒是值得庆幸的。于是,我心安理得地投入业务工作,虽然要克服生活中的经济困难,要经常做违心的检查交代,这对业务工作的干扰阻碍,是可想而知的。等到文化大革命开始以后不久,我判断这样的社会混乱是不能持久的。我认定在文化大革命结束后,有可能纠正划右派的错误。因为右派问题,实际上就是知识分子问题,不解决这个问题,如何搞社会主义建设呢?

  第二.对于科研工作,我们充分认识到科学必须是实事求是的,不能有一丁点浮躁和侥幸。其所以能在考古所白手起家,建成国内第一个碳十四测年实验室,这与我们在工作中贯彻理论联系实际,对技术工作一丝不苟的习惯有关系。当时在大跃进的形势下,包括科学院在内也是一片浮躁声。到处搞“放卫星”,搞“献礼”,甚至全民搞超声波,造成人力物力的极大浪费。但是我们的工作坚决不受干扰。没有条件,我们创造条件,根据自己的技能,包括我们通过学习可以掌握的技能,和器材条件,制定计划,建立设备,研制仪器。困难一个一个克服,问题一个一个解决,不达目的,决不罢休。

  第三.多年来我们一贯以全心全意为考古研究服务为己任,不断扩展方法的应用领域,所以才逐个研究解决了长期以来考古上无法解决的问题。如 “白灰面”问题,古代炼铁燃料问题,石灰岩地区碳十四年代的可靠性问题,并把碳十三同位素分析方法应用到古人类食谱研究等。技术上精益求精,提高测定精度,研究利用系列样品的年代校正,缩小误差的方法,参与夏商周断代工程作出了相应贡献。

  我对考古研究的认识

  考古学是时间的科学,在整理考古资料研究考古问题时,判断遗址遗物的年代是最基本的一环。年代对于考古学来说,犹如人体的骨架。考古学家根据田野发掘的地层关系,判断古物的相对年代,但无法判定其绝对年代。自从自然科学的断代方法引进考古学,与考古学结合以后,史前考古年代学才真正建立在科学基础之上。甚至在一定意义上说,促进了考古学的快速发展。依靠大量的14C年代数据建立起各地新石器时代各类文化的年代序列或称考古年代框架。在夏商周断代工程中使用系列样品方法进行年代测定,使考古年代误差缩小,为建立夏商西周的考古年代框架作出了重要贡献。根据我长期从事考古年代测定研究,有以下几点感悟。

  古人做学问是不分科的。近代科学内部结构发展的主要方向是学科的分化。各门学科在发展中形成了各具特点的科学方法和知识体系。但由于物质世界的统一性,也由于科学的发展和深化,上世纪中叶以来,科学在继续分化的同时,开始呈现出交叉和综合的趋势。各种交叉学科、边缘学科应运而生。

  考古学是根据古代人类通过各种活动遗留下来的实物和信息来研究古代社会历史的一门科学,它属于人文科学的领域,是历史科学的重要组成部分。但田野考古发掘及其分析研究少不了要应用自然科学技术。考古年代测定是其中不可缺少的重要部分。考古年代测定研究就是一种交叉学科,或称边缘学科。今举系列样品方法测定武王克商年为例,加以说明。

  考古系列样品的14C测年方法就是把田野考古的层位和文化分期的相对年代序列转换为精度较高的绝对年代序列。从而定出考古事件的日历年代,使年代误差大为缩小。具体实施步骤如下:

  (l)采集能代表考古层位年代或与文化分期高度相关的系列含碳样品。

  (2)经过精心的样品制备,并测出精确可靠、误差符合实际的碳十四年代数据。

  (3)充分应用考古信息,将系列样品的碳十四年代数据同高精度树轮校正曲线进行匹配拟合,定出其考古内涵的日历年代。

  最后将各种系列拟合所得的结果,经过碳十四测年专家和考古学家共同研究,就可以定出相应的考古年代表,或称考古年代框架。

  这一方法就包含了几种学科之间的互相结合、互相渗透。首先要求用核技术方法将样品经化学制备并测出精确可靠误差符合实际的14C年代数据。方法本身是高度专业性的,要做到精确可靠,更非易事。

  其次是要充分利用考古信息。这就要求对田野考古有相当的了解,采集的样品等要能代表考古层位的年代,要与可信的、有共识的文化分期高度相关,而不是以个别考古学家的主观臆测为依据。

  再次是将系列样品的14C年代数据同高精度树轮校正曲线相匹配拟合。树轮校正曲线是根据树轮年代学数出的系列年轮木头,经高精度14C测定建立起来的。匹配拟合则要应用贝叶斯统计理论和考古逻辑同树轮校正曲线结合编出的复杂转换程序在计算机上运行。对程序的原则和运用方法及结果的解释,都要有把握和符合实际。

  陕西长安沣西地区是周人之都,丰京所在。武王克商以前不久,文王迁都于此。自上世纪50年代以来经多次考古发掘,研究确定了以张家坡遗址为代表的沣西考古年代序列,共分为六期。以早期遗址为代表的遗存,其起始年代可能在文王作邑于丰之时。1997年根据夏商周断代工程的安排再次发掘,沣西97SCMT1探方由一组系列地层单位构成。其中最底层的灰坑H18,包含内容丰富,属先周文化晚期与张家坡早期居住遗址时代大体相当。所出有木炭、兽骨和炭化小米等可供测年的标本。在H18之上,是T1第四层,时代相当于西周初期。这就为从考古学上划分商周界限提供了理想的地层依据,克商之年应该包含在这一范围之内。因此我们可以用T1第四层和H18的含碳样品组成系列样品,定出这一地层分界的年代。最终得出的结果是在公元前1050—1020年的范围之内。

  另外,安阳殷墟文化可分为四期,有系列墓葬人骨样品。北京琉璃河西周文化也有成熟的分期和系列墓葬人骨样品。殷墟同琉璃河两遗址在时间上本是连续的。用两个遗址的墓葬人骨样品组成统一的系列样品,经测定拟合后得出两者分界的年代范围,正好同沣西得出的武王克商之年的范围相合。这样可以说,武王克商之年在公元前1050—1020年之间,应当是可信的。

  根据《史记·晋世家》的记载,靖侯以来年纪可推。靖侯立于公元前858年。这以前有历侯、成侯、武侯、燮侯和唐叔五代晋侯。唐叔为成王之弟,武王在克商之后,没有几年驾崩。成王立时年幼,只有十几岁。成王与叔虞戏,削桐叶为圭以与唐叔,可见唐叔比成王小不了几岁,应在武王克商之前,唐叔已经出生。现将这五代侯同清代康熙至道光五代作一比较。从康熙出生至道光卒,总共五代人的年长是196年。年代之长是王朝历史上是绝无仅有的。而唐叔至历侯也是五代,从公元前1050年至历侯卒年公元前858年之年长为192年。由此也可以看出,武王克商之年要早于公元前1050年是不太可能的。又根据殷墟武丁时期五片宾组卜辞的月食记录天文推算武丁即位年代,约在公元前1250年。殷墟系列样品的14C年代测定结果与天文推算结果也相一致。由此参照文献盘庚迁殷以后的商代积年,把武王克商定在公元前1050年之后,也是适当的。至于把克商之年定在公元前1020年之前,则更是绝大多数历史学家的共识。

  我个人在考古年代测定研究工作中虽然做得不好,但对自己力求要做到:

  ①基础牢固。科研工作是实事求是的,不能有一点浮躁和侥幸心理。要做好文献调研工作,全面掌握资料,了解最新技术,最前沿的研究情况。再根据我们自己的情况制定研究计划,要有创新意识。

  ②研究问题,制定实验计划,思路要清晰,逻辑要严密。要经得起横挑鼻子竖挑眼,否则就没有成功的保障。

  ③技术上要精益求精,否则就不会有精确可靠的结果。

  ④考古年代测定研究最终是要建立考古年代框架,因此这是一个跨学科的综合课题。要确保测年数据的可靠性,要正确运用可靠的考古信息,没有对各学科的深入了解和仔细的研究分析是不可能做到的。切不可急于求成,只能水到渠成,瓜熟蒂落。

  ⑤一切成果和结论都要经受考验,有问题就需要再研究。但只要成果的材料充实,根据充分,判断正确,就不怕遭到反对。马克思曾说过,进入科学之门要有下地狱的精神。相信正确的科学结论,迟早会被人们认识和接受的。

  仇士华

  二〇一一年十月

 

  
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