■袁靖

　　位於(yu) 河南偃師的二裏頭遺址是公認的中國最引人矚目的古文化遺址之一，也是迄今為(wei) 止我國綜合運用各領域科技考古取得研究成果最多的遺址之一。

　　在由中科院考古所與(yu) 河南省文物考古研究院共同舉(ju) 辦的“二裏頭遺址考古與(yu) 夏文化研究係列學術講座”中，中科院考古所研究員、複旦大學科技考古研究院院長袁靖為(wei) 大家詳細介紹了二裏頭遺址的科技考古。

　　什麽(me) 是科技考古

　　在考古發掘中，手鏟是考古研究人員的必備工具。通過手鏟發掘，考古研究人員挖到了很多古代的人工遺跡和遺物。他們(men) 挖到了新石器時代的陶器，挖到了商代的墓葬，挖到了漢代的城牆，還挖到了唐代的宮殿。

　　然而，隨著考古發掘和研究的不斷推進，我們(men) 在全麵建立了古代物質文化譜係的基礎上，需要進一步探索更多的問題。比如，遺址的絕對年代、當時的自然環境狀況及變遷、古人的體(ti) 質特征、古人獲取食物資源的生存活動情況、古人的生活方式、古人的營造方法、古人製作各種器物的工藝、古人的社會(hui) 組織、古人的喪(sang) 葬習(xi) 俗、古人的祭祀特征、古人的文化交流等等。也就是說，我們(men) 今天探索的問題要比幾十年前複雜得多、深刻得多、全麵得多。

　　再來看看世界考古學發展的現狀和方向。在英國考古學家科林·倫(lun) 福儒所著的《考古學：理論、方法與(yu) 實踐》一書(shu) 中，共有16個(ge) 章節。其中，隻有3個(ge) 章節與(yu) 科技考古沒什麽(me) 關(guan) 係，其他包括考古學史、證據的多樣性、遺址與(yu) 遺跡的調查和發掘、斷代方法與(yu) 年代學、社會(hui) 考古學、環境考古學等內(nei) 容都涉及科技考古。

　　回顧考古學的發展曆史，特別是20世紀50年代碳14測年方法確立並應用於(yu) 考古研究以後，不斷有自然科學的方法、技術應用於(yu) 考古學，使考古學研究不斷完善，思路不斷開拓。比如，借助遙感來了解地下遺跡、遺物的形狀和特征，通過基因研究了解古人的體(ti) 質特征。不再是簡單地通過器物的形狀、紋飾來探討不同地方的物質文化的交流，而是借助測試來分析器物的成分、結構，以確定它們(men) 來自哪裏、有哪些共性等等。

　　那麽(me) ，究竟什麽(me) 是科技考古？科技考古就是以考古學研究的思路為(wei) 指引，把自然科學等相關(guan) 學科的方法、技術應用於(yu) 考古發掘和研究之中。通過對考古遺址所在的區域進行調查和取樣，對多種遺跡和遺物進行鑒定、測試和分析，對各類與(yu) 考古研究相關(guan) 的資料進行定量統計，在一定程度上認識遺址或遺跡的空間信息、遺存的絕對年代、自然環境的特征、人類自身與(yu) 體(ti) 質相關(guan) 的特征、人類的多種生存活動以及生產(chan) 和社會(hui) 行為(wei) 特征，獲取更多、更豐(feng) 富的古代信息。

　　進入21世紀，在堅持考古學傳(chuan) 統的地層學、類型學等研究方法的基礎上，能否更加科學、係統、廣泛、有效地運用科技考古的研究方法，已經成為(wei) 衡量一個(ge) 國家考古學研究水平的極為(wei) 重要的標尺之一。

　　二裏頭有怎樣的山川麵貌

　　科技考古大致可以分為(wei) 年代測定、環境考古、人骨考古、動物考古、植物考古、古DNA研究、同位素分析、冶金考古、陶器考古、玉石器考古、紡織品考古等領域。這些領域的眾(zhong) 多科研成果，為(wei) 考古遺存測定了絕對年代，複原了當時的自然環境狀況，為(wei) 研究古人的體(ti) 質、基因、飲食等特征提供了各種信息，涉及從(cong) 生產(chan) 力到生產(chan) 關(guan) 係、從(cong) 經濟基礎到上層建築方方麵麵的研究，勾勒出古代曆史發展進程中的諸多細節。

　　今天，我們(men) 以二裏頭遺址作為(wei) 一個(ge) 精彩的案例，來講述科技考古在考古工作中的運用以及取得的成果。

　　學術界一般認為(wei) ，二裏頭遺址是夏王朝晚期的都邑，是古代中華文明的核心地帶。在二裏頭遺址的發掘和研究過程中，科技考古的諸多領域都介入其中。可以說，它是迄今為(wei) 止我國綜合運用各領域科技考古取得研究成果最多的遺址之一。

　　第一，年代測定。

　　碳14測年方法是考古學中最主要的確定絕對年代的方法。它通過在考古遺址中采集動植物遺存、含碳沉積物或其他含碳物質，測定生物體(ti) 的死亡或沉積物的形成年代，以此推測考古遺址存在的絕對年代。這是目前考古研究的“標配”。

　　從(cong) 20世紀70年代初，我們(men) 就開始對二裏頭遺址出土的遺存進行碳14測定，這個(ge) 工作目前仍在繼續。通過研究基本確定，二裏頭遺址一共分四期：一期的年代為(wei) 公元前1750年至公元前1680年，二期的年代為(wei) 公元前1680年至公元前1610年，三期的年代為(wei) 公元前1610年至公元前1560年，四期的年代為(wei) 公元前1560年至公元前1520年。

　　從(cong) 更大範圍來看，包括二裏頭在內(nei) 的鄭洛地區中，新砦遺址的早期年代為(wei) 公元前1870年至公元前1785年，晚期的年代為(wei) 公元前1790年至公元前1720年。王城崗遺址的年代為(wei) 公元前2200年至公元前1800年。這樣，幾個(ge) 相近地區遺址的年代框架基本確立。

　　第二，環境考古。

　　環境考古主要是運用地貌學、第四紀地質學、地球化學、古地磁學、古生物學、沉積學和年代學等諸多學科的理論和方法，對遺址及其周邊地區的古代自然環境進行綜合研究。

　　通過對二裏頭遺址出土的木炭的研究發現，遺址周圍分布著大量的櫟樹闊葉林、雜木林和少量的鬆柏針葉林。這些樹種大多喜暖濕，由此可以推測當時的氣候總體(ti) 上是溫暖濕潤的。

　　史前的二裏頭有怎樣的山川麵貌呢？研究發現，二裏頭遺址所在的伊洛河流域多次發生洪水事件，其中公元前2000年左右的洪水事件直接與(yu) 二裏頭都邑的興(xing) 起相關(guan) 。那次洪水屬於(yu) 特大洪水，洪水過後，這裏出現了廣闊平坦的泛濫平原，平原上的衝(chong) 積土土質肥沃，有利於(yu) 農(nong) 業(ye) 的發展，特別是泛濫平原上多積水窪地，利於(yu) 稻作生產(chan) 。

　　洪水還造成了古洛河的決(jue) 口和改道，導致洛河在二裏頭以西就注入伊河，從(cong) 而使洛河和伊河合並成伊洛河。學者們(men) 推測，當時的二裏頭北依邙山、南傍伊洛河，二裏頭遺址位於(yu) 衝(chong) 積平原最南端的高地上。這與(yu) 今天的環境地貌並不相同，正是通過環境考古，複原了當時二裏頭的樣貌。

　　環境考古還發現，二裏頭遺址周邊的野生動物有中國圓田螺、多瘤麗(li) 蚌、洞穴麗(li) 蚌等10餘(yu) 種貝類，鯉魚等魚類，龜、鱉、鱷等爬行類，雉、雕科、雁等鳥類，兔、豪豬、鼠、熊、虎等哺乳動物。周圍的植被和野生動物為(wei) 當時古人的生活提供了豐(feng) 富的動植物資源。

　　二裏頭居民以什麽(me) 為(wei) 主食

　　第三，人骨考古。

　　在二裏頭遺址中發現的人骨標本共有76個(ge) 個(ge) 體(ti) 。其中可以判斷性別的有44個(ge) ，男性15個(ge) ，女性29個(ge) 。男女比例為(wei) 0.52:1，男性明顯少於(yu) 女性。這與(yu) 新石器時代其他考古發現中男女比例約為(wei) 1.5:1、男多女少的情況不太一樣。

　　在這些人骨個(ge) 體(ti) 中，可準確判斷年齡的有38個(ge) ，其中未成年人有18個(ge) ，最小的是個(ge) 夭折的嬰兒(er) ，僅(jin) 有一例個(ge) 體(ti) 屬於(yu) 老年，多數為(wei) 壯年。平均年齡約為(wei) 23歲，整體(ti) 來看非常年輕。這也與(yu) 其他考古情況不一樣，一般來說，新石器時代男性的平均年齡在35歲以上，女性比男性小一兩(liang) 歲。

　　有專(zhuan) 家認為(wei) ，這個(ge) 結果可能和人骨樣本少有關(guan) 係，還有待於(yu) 今後的進一步研究。

　　從(cong) 人骨的形態特征來看，當時的二裏頭居民基本屬於(yu) “古中原類型”，與(yu) 河南龍山文化居民的體(ti) 質特征大致相同。“古中原類型”是介於(yu) 蒙古人種的東(dong) 亞(ya) 類型和南亞(ya) 類型之間的體(ti) 質類型。

　　另外，對二裏頭遺址28個(ge) 人骨個(ge) 體(ti) 的線粒體(ti) DNA研究結果顯示，單倍數種類較多，顯示其母係來源多樣，說明當時的二裏頭可能是一個(ge) 父係社會(hui) 。

　　從(cong) 二裏頭遺址人的碳氮同位素測試結果來看，當時居民的食物結構以小米為(wei) 主。鍶同位素測試結果顯示，大部分人是土生土長的當地人，但也有少部分是外來人口。

　　第四，動物考古。

　　動物考古的主要工作是對出土的動物遺骨進行研究，區分它們(men) 是家養(yang) 動物還是野生動物。研究顯示，二裏頭遺址內(nei) 以家養(yang) 動物為(wei) 主，當時的居民獲取的肉食資源主要來自家養(yang) 動物。

　　通過對出土家養(yang) 動物遺存的定性定量分析，確認這些家養(yang) 動物為(wei) 豬、狗、黃牛、綿羊，其中豬的地位最高，數量最多。對二裏頭遺址出土的人和動物遺存的碳氮同位素分析結果顯示，當時豬、狗、黃牛的食物主要是小米的秸稈。說明這些家養(yang) 動物不是放養(yang) 的，而是人工喂養(yang) 的。

　　還有一個(ge) 有意思的現象：通過對綿羊的研究發現，二裏頭二期時，大部分羊在3歲前就被宰殺了，應該是用於(yu) 食肉。但到了二裏頭四期，大多數羊在3歲後才被宰殺，年齡超過6歲的羊占50%以上，這與(yu) 產(chan) 羊毛為(wei) 目的的宰殺模式十分相近。

　　第五，植物考古。

　　研究發現，在二裏頭植物遺存中有一個(ge) 特殊現象，那就是從(cong) 一期到四期，稻米的出土比例都很高，和粟（即小米）不相上下。根據統計數據，在中原地區的龍山文化遺址中，出現水稻遺存的現象非常普遍，但是在各遺址出土的農(nong) 作物中，水稻所占比重都相對較低。

　　之所以出現這個(ge) 特殊現象，有兩(liang) 種可能。一種可能是，根據環境考古的結論，當時的氣候條件溫暖濕潤，環境適於(yu) 稻作農(nong) 業(ye) ，所以在二裏頭遺址周邊曾經大規模種植水稻。另一種可能是，這些稻穀是從(cong) 其他種植水稻的地區運來，專(zhuan) 門供貴族食用的，這反映了一種特殊的社會(hui) 現象。

　　青銅器生產(chan) 已相當成熟

　　第六，冶金考古。

　　冶金考古的方法主要包括金相分析、同位素分析、微量元素分析和電鏡觀察等。研究發現，從(cong) 二裏頭文化一期到四期，純銅所占的比例不斷減少，青銅的比例不斷增加，特別是四期青銅的鉛含量有較大提高，說明合金材質發生了較大變化，這可能與(yu) 使用的礦料來源和冶煉技術的變化有關(guan) 。在二裏頭遺址發現的鑄銅作坊隻能進行熔煉和鑄造，說明獲取礦料和冶煉是在其他地區完成的。目前科學家僅(jin) 初步探明紅銅從(cong) 采礦到冶煉的整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈，錫和鉛的產(chan) 業(ye) 鏈尚有待於(yu) 今後的研究。

　　二裏頭時期的青銅器製造技術已經相當成熟。之前的銅器隻有銅矛、銅鈴、銅鏡等小型銅器，到二裏頭時期出現了具有獨特風格的青銅禮器。當時青銅器的生產(chan) 涉及複雜的社會(hui) 管理製度，需要有效地組織、調配、計劃和管理，進行長距離調運金屬資源。從(cong) 冶煉、配製合金，到製作陶範、組合鑄型，再進行澆注，這是一套非常複雜的製作工藝，需要不同專(zhuan) 業(ye) 領域之間的密切合作。北京大學的陳建立教授指出：“陶範的製作是金屬鑄造技術的一個(ge) 組成部分。陶範和陶器的成形、紋飾製作、燒製是兩(liang) 種不同的工藝。當時的陶範工匠可能是一個(ge) 脫離於(yu) 陶器製作、擁有特殊技術傳(chuan) 統的獨立匠人集團，而且這種製範技術是世代傳(chuan) 承的。”

　　第七，陶器考古。

　　二裏頭文化一至四期的陶器製作原料大致相近。一期的紋飾以籃紋為(wei) 主，二期以後以籃紋和繩紋為(wei) 主，還有種類繁多的其他紋飾。

　　研究顯示，陶禮器與(yu) 日常用陶器的胎土成分有明顯區別，二、三期時居住於(yu) 宮殿區的王室貴族所使用的陶器，在防滲水能力、原料及製作技法上都要優(you) 於(yu) 普通居民使用的陶器。研究發現，陶器製作的作坊中，有專(zhuan) 門製作陶禮器的，也有專(zhuan) 門製作日常用陶器的。

　　第八，玉石器考古。

　　二裏頭遺址利用的石料種類達32種，以砂岩為(wei) 最多，安山岩次之，幾乎所有的石料類型都可以在伊洛河兩(liang) 側(ce) 露出的地層及岩體(ti) 中找到。

　　當時的石器製作技術以磨製為(wei) 主。通過對石器寬度、厚度和刃部角的測量發現，石刀、石鏟、石斧等器類的專(zhuan) 業(ye) 化製作程度較高，石鐮、石鉞次之，可能當時存在專(zhuan) 門化的石器加工業(ye) 。

　　玉器以閃石玉為(wei) 主，製作工藝上先以片切割技術生產(chan) 毛坯，然後采用琢製、鋸切割、管鑽穿孔和研磨拋光等技術，具有一定的技術流程。遺址中出土的綠鬆石器嵌片大小隻有幾毫米，其毛坯的製作使用了打製、研磨和鋸片切割技術，毛坯邊沿經過仔細打磨，形成各種形狀，說明當時的技術非常高超。這些玉器產(chan) 品都是貴族專(zhuan) 用的。

　　勾勒古代中國的曆史細節

　　最後，我們(men) 來把二裏頭遺址的考古發現與(yu) 其他古文化遺址進行一番比較。

　　科技考古的結果顯示，二裏頭遺址的居民當時已經能夠生產(chan) 五穀（粟、黍、水稻、大豆、小麥），有了4種家畜（豬、狗、牛、羊），出現了青銅器、陶禮器、綠鬆石器等，製骨作坊以牛骨為(wei) 多。

　　如果把二裏頭遺址和商朝後期的殷墟遺址進行比較，會(hui) 得出什麽(me) 結論呢？殷墟遺址中也發現了五穀，家養(yang) 動物比二裏頭更多，除了豬、狗、牛、羊，還出現了雞和馬。金屬、陶石器製作方麵，殷墟遺址出現了鑄銅作坊、製陶作坊、玉石器作坊，製骨作坊也以牛骨為(wei) 多。如果說二裏頭遺址是門類齊全、初具規模，那麽(me) 殷墟遺址則達到了規模化、規範化、係統化。

　　再把二裏頭遺址和更早的龍山文化遺址進行比較。我們(men) 發現，龍山文化遺址有五穀，有4種家畜，出現了小型的簡單的銅器，也有了陶禮器，但製作工藝與(yu) 二裏頭遺址存在明顯差距。龍山文化的玉石器多磨製，骨器以鹿骨為(wei) 主。可以看出，龍山文化還處於(yu) 更早的文明雛形階段。

　　如果把龍山文化和更早的仰韶文化進行比較的話，可以看出，仰韶文化遺址中沒有小麥、大豆、黃牛、綿羊和銅器，陶器和石器的製作工藝更簡單，骨器以鹿骨為(wei) 主。顯而易見的是，仰韶文化、龍山文化、二裏頭文化和殷墟文化是一脈相承的。

　　再以5個(ge) 相近地區的遺址考古來進行比較。西坡、二裏頭、王城崗、新砦、瓦店遺址都位於(yu) 今天的鄭州附近。公元前3500年至公元前2400年，屬於(yu) 仰韶時代廟底溝類型的西坡遺址中，農(nong) 作物有粟、黍和水稻，家養(yang) 動物僅(jin) 有狗和豬。公元前2200年至公元前1900年，屬於(yu) 龍山文化的瓦店、王城崗和新砦等遺址的文化層裏，出現了五穀和4種家畜。公元前1750年到公元前1500年，屬於(yu) 二裏頭文化的二裏頭、王城崗、南窪、皂角樹和新砦等遺址的文化層裏，都出現了剪羊毛的現象。

　　由此可見，中華文明經曆了一個(ge) 持續發展的過程，新的生產(chan) 力要素不斷出現。雖然在不同的文化時期，中原地區有不同的政治中心，執政的統治集團也不一樣，但他們(men) 都是在比較統一的生產(chan) 力水平基礎上運轉的。

　　科技考古為(wei) 我們(men) 更加精確地勾勒出古代中國的曆史細節。無論是回顧新中國考古的曆史，還是審視當下，科技考古在考古學中都發揮著舉(ju) 足輕重的作用。在中國考古學蓬勃發展的大好形勢下，科技考古必將大有可為(wei) 。中華民族有著悠久的光輝曆史，通過包括科技考古在內(nei) 的全方位的考古學研究，中國學者一定能夠為(wei) 展示全人類的文明發展史做出自己獨特的貢獻，為(wei) 建設中國特色、中國風格、中國氣派的考古學，更好地認識源遠流長、博大精深的中華文明發揮自己的作用。（記者徐蓓 整理）