仇士華,1932年出生于江蘇如皋縣,1955年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)物理系。同年分配到中國科學(xué)院近代物理所(后來改為原子能研究所)工作。1959年調(diào)到考古研究所,負(fù)責(zé)建立碳十四斷代實(shí)驗(yàn)室。中國科學(xué)技術(shù)考古學(xué)會(huì)副理事長。國家重大科研項(xiàng)目“夏商周斷代工程”首席專家,專家組副組長。主要從事碳十四測年和科技考古方面的研究工作。
研究中國歷史,年代是最重要的
中華民族有五千年的文明史,古代文獻(xiàn)中清楚地記錄了夏、商、周三個(gè)最早的朝代。但有案可稽的最早年代,司馬遷的《史記》只能追溯到西周晚期的共和元年,即公元前841年。再往前的西周早、中期和夏、商兩代,只有帝王的世系而無年代。這種狀況被稱為“有世無年”。五千年文明史中僅有三千年“有史可查”,成為中華文明史的一大缺憾。
1996年,我國啟動(dòng)了一項(xiàng)史無前例的大型文化工程“夏商周斷代工程”,其目的就是要解決夏、商、周三代的年代問題。這是一項(xiàng)多學(xué)科交叉聯(lián)合攻關(guān)的系統(tǒng)工程,科研項(xiàng)目涉及歷史學(xué)、考古學(xué)、天文學(xué)、科技測年等學(xué)科,共分九個(gè)課題,四十四個(gè)專題。碳十四測年專家仇士華便是該工程的四位“首席科學(xué)家”之一。
在有待破解的眾多謎團(tuán)中,發(fā)生在商、周之交的一場驚天動(dòng)地的戰(zhàn)爭成了“夏商周斷代工程”中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),這就是歷史上著名的武王伐紂,也稱武王克商。
仇士華:武王克商的年代在歷史上是一個(gè)很不確定的問題。因?yàn)樗抉R遷作《史記》的時(shí)候,這個(gè)年代就已經(jīng)說不清楚了。
記者:大家為什么都對這個(gè)年代感興趣呢?
仇士華:研究中國歷史,年代是最重要的,沒有年代其他都不好說。
記者:“武王克商”尤其是一個(gè)標(biāo)志性事件,因?yàn)樗侵茏鳛橐粋€(gè)正式朝代的開始。
仇士華:對。另外這個(gè)年代不定,商的年代也不好定,它是浮動(dòng)的。
記者:您加入“夏商周斷代工程”后,面臨著一個(gè)很重要的任務(wù),就是用碳十四準(zhǔn)確地確定一些年數(shù)。
仇士華:對。
記者:對考古學(xué)來說,這種方式的最大價(jià)值在什么地方?
仇士華:其實(shí)它不僅是在考古上有用。比如說幾千年前、幾萬年前的事情,這個(gè)年代怎么來定,考古學(xué)家是沒有辦法的。
記者:我們今天看歷史書里提到的,比如四千年以前、新石器時(shí)代、舊石器時(shí)代的事情,只要提到準(zhǔn)確的年數(shù),比如說距今七千年或九千年,它是不是就是碳十四測出來的?
仇士華:是的,都是碳十四測出來的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有歷史記載。
“碳十四測年”是放射性碳素?cái)啻夹g(shù)的簡稱,通過測定生物體內(nèi)殘存的碳十四的含量來推定它的死亡年代。這項(xiàng)技術(shù)是由美國科學(xué)家利比教授在1949年發(fā)明的。
碳十四是碳的一種具有放射性的同位素,它的半衰期為5730年。也就是說,一定量的碳十四,經(jīng)過5730年后,衰變減少到原來的一半;再過5730年,就會(huì)再減少到原來一半的一半,依此類推。
碳十四不是地球上原有的物質(zhì),它是宇宙射線在進(jìn)入大氣層的時(shí)候,與大氣中的氮發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物。碳十四產(chǎn)生出來以后與氧結(jié)合形成二氧化碳,植物通過光合作用吸收二氧化碳,體內(nèi)就會(huì)包含一定比例的碳十四;動(dòng)物吃植物,碳十四又會(huì)被納入動(dòng)物的體內(nèi)。只要植物或動(dòng)物生存著,它們就會(huì)持續(xù)不斷地吸收碳十四,在機(jī)體內(nèi)保持一定的水平。而當(dāng)有機(jī)體死亡后,就會(huì)停止攝入碳十四,其組織內(nèi)的碳十四得不到新的補(bǔ)充,便會(huì)因衰變而逐漸減少。因此,對于任何含碳物質(zhì),只要測定剩下的放射性碳十四的含量,就可推斷其年代。
在中國,碳十四測年的研究是從上個(gè)世紀(jì)50年代開始的,1955年,著名考古學(xué)家夏鼐最早向國內(nèi)介紹了碳十四測年技術(shù),并考慮在中國建立一所碳十四實(shí)驗(yàn)室,但苦于沒有條件,更找不到合適的人選。
當(dāng)時(shí)的仇士華從復(fù)旦大學(xué)物理系畢業(yè)后被核物理學(xué)家錢三強(qiáng)挑選到中科院近代物理所。剛巧,近代物理所楊承宗先生與夏鼐是鄰居,兩人交往密切,就向他推薦了仇士華夫婦。于是,夏先生找到錢三強(qiáng)所長點(diǎn)名要人,仇士華和夫人蔡蓮珍便被調(diào)到了考古所。
1965年,碳十四實(shí)驗(yàn)室終于建成,而此時(shí)仇士華卻面臨著一個(gè)難題:碳十四測出的數(shù)據(jù)如何得到檢驗(yàn),自己辛苦研究的成果又如何能使考古學(xué)家信服?
仇士華:我自己做出來的結(jié)果,我認(rèn)為可以,但怎么讓考古人認(rèn)可這個(gè)事情呢?那時(shí)候不像現(xiàn)在,當(dāng)時(shí)的難點(diǎn)在于由誰來做這個(gè)鑒定。后來我們想出一個(gè)辦法,就是請考古學(xué)家把已知年代的樣品拿出來做檢驗(yàn),做出來結(jié)果準(zhǔn)確的話就算通過了。
記者:樣品的年代您是不知道的吧?
仇士華:那是肯定的,由他們來提供樣品,我們是不知道年代的,而且那時(shí)候我們對考古也一竅不通。當(dāng)時(shí)選了三個(gè)樣品,我們就仔細(xì)地測,結(jié)果給他們?nèi)齻€(gè)年代數(shù)據(jù),大體上說來全部在他們估計(jì)的范圍。
記者:他們估計(jì)的范圍?
仇士華:對,他們說這個(gè)是漢代的,或者是戰(zhàn)國的,這個(gè)就沒有問題,他們也估計(jì)不到再準(zhǔn)確了。這個(gè)時(shí)候就算通過了。
記者:就是說確定不了準(zhǔn)確的年數(shù)?
仇士華:對。
最初不敢確定,但測出來以后就確認(rèn)了,取名叫裴李崗文化
第一次盲測成功使考古學(xué)家了解和相信碳十四測年技術(shù)可以作為考古斷代的依據(jù)。1972年,河南的考古人員把五十年代出土的磨盤和木棒拿到北京,由于不知道這兩件樣品是什么年代的,當(dāng)時(shí)考古所所長夏鼐希望通過碳十四測年找到樣品年代。仇士華對樣品測年后發(fā)現(xiàn)它們的年代竟然在七八千年前,由于當(dāng)時(shí)中國最早的文化類型是5000—7000年前的仰韶文化,這便意味著在仰韶文化以前中華民族還有更早的文化起源。
記者:當(dāng)時(shí)給您的樣品是什么呢?
仇士華:炭的屑。
記者:應(yīng)該是和那個(gè)磨盤同時(shí)發(fā)現(xiàn)的吧?
仇士華:是同一個(gè)地層。測出來的結(jié)果是八千年,當(dāng)時(shí)測的誤差比較大,正負(fù)五百年吧。
為了確定這個(gè)數(shù)據(jù),夏鼐讓考古人員去發(fā)掘更多的樣品,結(jié)果仇士華又陸續(xù)拿到了出土的骨笛、石鐮等很多類似的樣品。經(jīng)過對這些樣品測年發(fā)現(xiàn),它們的年代都已超過了七千年。也就是說,通過碳十四測年發(fā)現(xiàn)了早于仰韶文化的新的文化類型。
記者:最終的結(jié)果都是差不多的?
仇士華:都是七八千年前。
記者:那是否意味著發(fā)現(xiàn)了一個(gè)早于過去5000—7000年的一個(gè)新石器時(shí)代。
仇士華:是,早于仰韶文化的一個(gè)新石器時(shí)代。
記者:這個(gè)時(shí)期在考古學(xué)上是否把它認(rèn)定為我們的新石器時(shí)代呢?
仇士華:最初不敢確定,但測出來以后就確認(rèn)了,取名叫裴李崗文化。
這個(gè)問題是靠樹輪來解決的
通過碳十四測年發(fā)現(xiàn)的裴李崗文化成為當(dāng)時(shí)早于仰韶文化的最早的文化類型,是新石器早期最先進(jìn)的文化。它由于最先出土的地點(diǎn)在河南新鄭市裴李崗村而得名。當(dāng)時(shí),碳十四測年技術(shù)在國際上已被普遍應(yīng)用于考古領(lǐng)域。其間,最轟動(dòng)的莫過于20世紀(jì)80年代末用碳十四測年技術(shù)破解了千年懸案——“耶穌裹尸布”。
同樣是千年懸案,但在中國很多人并不認(rèn)為碳十四可以破解“武王伐紂”的年代之謎,因?yàn)闅v史上還沒有人用碳十四測年技術(shù)來尋找 “武王伐紂”的年代。仇士華也清楚地知道,想要用碳十四來找到“武王伐紂”的年代并不是一件容易的事。
仇士華:我在考古所待了這么多年,一直研究年代問題,也知道武王克商的歷史問題。
記者:都是把它當(dāng)做很關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)。
仇士華:是的。武王克商的年代一直都定不下來,不僅是現(xiàn)在定不下來,早先就定不下來。司馬遷作《史記》的時(shí)候他就定不下來,后來各種說法都有,現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)可能有四十幾種說法。
在這四十幾種說法中,年代最早的為公元前1130年,最晚的為公元前1018年,前后竟然相差112年,然而,歷史上真實(shí)的武王伐紂的時(shí)間只可能有一個(gè),那么如何在一百多年里找到武王伐紂的真實(shí)時(shí)間呢?
仇士華:我們碳十四測年以前的誤差,校正后真正能達(dá)到100年以內(nèi)就不錯(cuò)了,所以說對鑒定武王克商的年代還起不到作用。
記者:因?yàn)楸緛磉@四十幾種說法,年代前后相差已經(jīng)是在100年左右了?
仇士華:是的,所以碳十四測年以前解決不了問題,必須要把精確度縮短到幾十年內(nèi)。
除了歷史上說法太多之外,碳十四測年技術(shù)本身也有其局限性。主要表現(xiàn)在所測定的年代并不能精確到哪一年,年代的誤差有100年甚至幾百年。此外,由于過去大氣中碳十四放射性水平不恒定,所以利用統(tǒng)一的現(xiàn)代碳標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出來的碳十四年代并不是我們的日歷年代。那么,碳十四年代是如何轉(zhuǎn)換成日歷年代的呢?
仇士華:這個(gè)問題是靠樹輪來解決的。樹一年長一輪,長了五千年的樹,第五千年前的這一輪,就代表五千年前大氣的一個(gè)水平,所以說大氣的水平是反映在樹木年輪上的。
張雪蓮(中國社科院考古所研究員):通過碳十四測定之后,獲得的是碳十四年代,但是必須要轉(zhuǎn)化成日歷年代才有意義,日歷年代我們主要借助的是樹輪校正曲線。樹輪校正曲線是一個(gè)二維的坐標(biāo),縱坐標(biāo)是碳十四年代,橫坐標(biāo)是日歷年代,我們建立這樣一個(gè)坐標(biāo),做碳十四測定后,通過這個(gè)樹輪校正曲線獲得日歷年代,就是這樣的。
樹輪校正曲線解決了碳十四年代和日歷年代之間的轉(zhuǎn)化問題。但是武王伐紂距今已經(jīng)幾千年了,它的真實(shí)時(shí)間如何尋找呢?此后的很長時(shí)間,武王伐紂的年代之謎一直盤旋在仇士華的腦海。閱讀大量外文資料后,突然有一天他終于有了新的想法。
在國際上,高精度樹輪校正曲線開始應(yīng)用,如果在考古發(fā)掘的過程中能夠提供系列樣品測年,再經(jīng)過高精度樹輪校正曲線校正,測出的年代范圍可以大大縮小。
仇士華:那時(shí)候恰巧有一個(gè)機(jī)會(huì),就是測算長白山火山噴發(fā)的時(shí)間。那次火山噴發(fā)得很厲害,火山灰覆蓋了下面一個(gè)大木頭,把它炭化了,炭化的同時(shí)還保留下了年輪。
記者:所以正好可以用來做實(shí)驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)成功的誤差是多少年?
仇士華:誤差本身應(yīng)該不超過10年。最后我提供的數(shù)據(jù)是13年。
記者:這比起上百年已經(jīng)很準(zhǔn)確了?
仇士華:這個(gè)很準(zhǔn)確了。對于長白山火山爆發(fā)年代進(jìn)行測定,我們是第一家,當(dāng)時(shí)外國人也在那里收集樣品做,沒做出來。
記者:您還記得最后確定是哪一年爆發(fā)的嗎?
仇士華:大概是公元一千二百多年。這個(gè)事情在地質(zhì)學(xué)上獲得了認(rèn)可,研究火山的人也認(rèn)可。
這樣一下就把武王克商的時(shí)間夾在中間了
這個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了用碳十四為系列樣品測年是可靠的,也就是說,如果要測到武王伐紂的年代,只要找到一個(gè)遺址,其中有先周和西周兩個(gè)時(shí)期的樣品,就可以組成一個(gè)系列進(jìn)行測年,從而找到武王伐紂的年代范圍。
記者:最早提出這個(gè)思路的時(shí)候,您也提出了一個(gè)明確的要求,就是要用一個(gè)系列樣品的方式。
仇士華:對。沒有系列樣品的方法我就沒法參加這個(gè)(夏商周)斷代工程。
記者:這是您研究的一個(gè)前提條件。
仇士華:按照當(dāng)時(shí)的想法,就是從先周往下壓,先周有個(gè)系列,我看先周的系列晚到什么時(shí)候。再從西周往上頂,西周有個(gè)系列,我再確定西周往上在什么地方。實(shí)際上就是繞了武王克商的圈子。
記者:您的思路是找一個(gè)先周就是武王克商之前的那個(gè)時(shí)間段的樣品,再找武王克商成立西周以后的那個(gè)時(shí)間段的樣品。
仇士華:是的,這樣一下就把武王克商的時(shí)間夾在中間了。我只能這么做,因?yàn)槲渫醴ゼq的真正時(shí)間在哪里,誰都不知道。
為配合碳十四測年,考古工作者開始尋找遺址并細(xì)心留意系列樣品。當(dāng)年負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的考古隊(duì)長徐良高和考古工作人員們把目光不約而同地投向了同一個(gè)地方——豐鎬。
位于陜西的豐鎬遺址是周人的第二個(gè)都城遺址,周文王出于戰(zhàn)略上的考慮將都城遷至灃河西岸,史稱豐京。周武王時(shí)又遷至灃河的東岸,史稱鎬京。豐鎬顯然是文王和武王時(shí)期的都城。1997年,徐良高等考古人員在豐鎬遺址的馬王村開始大規(guī)模發(fā)掘。
徐良高(中國社科院考古所研究員):我們同時(shí)對墓葬和遺址都進(jìn)行了發(fā)掘,其中對遺址部分我們就用開探方的形式,墓葬我們就直接挖墓了。其中,一號探方就解決了從先周晚期到西周中期這么一個(gè)系列的地層。在這個(gè)清晰的考古學(xué)地層背景下,我們能提供三類樣品,第一類是大量的骨頭,就是動(dòng)物的骨頭;第二類是木炭;第三類是比較特殊的,我們原來沒有想到的,就是炭化的小米。
這些樣品的出現(xiàn)讓考古人員興奮不已,那么,這些東西是否是仇士華測年需要的理想樣品呢?
仇士華:我不能去判斷這個(gè)事情,因?yàn)槲也皇强脊艑W(xué)家,真正的判斷要考古學(xué)家去做,我要聽他們的研究結(jié)果。
記者:您是想讓他們自己先辯個(gè)清楚。
仇士華:我就聽他們辯。
記者:采樣實(shí)際上是很重要的,這個(gè)思路的創(chuàng)新性也在于系列采樣的方式。
仇士華:采樣合適的話,成功率就高了,而且這個(gè)樣品也好,樣品里面有炭化的小米。
記者:最終的結(jié)果怎么樣?
仇士華:最終的結(jié)論,我就把它定在公元前1020到1050年之間三十年的范圍。
記者:現(xiàn)在把一個(gè)游移不定的時(shí)間點(diǎn)給縮短了,但這是最后答案嗎?
仇士華:不是,還是有問題,因?yàn)樗€沒有定死。這個(gè)范圍用我們幾率來說,有百分之六十,就三分之二的幾率。那在外面還有可能,這個(gè)怎么辦呢?要不然再放大一倍,那六十年的范圍就沒有人說話了,不過那樣意義也就不大了。
記者:但是您那個(gè)時(shí)候?qū)θ甑臅r(shí)間范圍心里還是有把握,是嗎?
仇士華:我有把握,而且我還有辦法。我考慮不僅僅是在這一個(gè)地方做,我還要在別的地方再做,再做論證。
記者:那您又在什么地方做?
仇士華:在琉璃河、安陽這兩個(gè)地方。
有把握的就是三十年
殷墟位于河南安陽,是商代最后一個(gè)都城遺址。殷墟顯然是很理想的測年地點(diǎn),安陽殷墟從考古上分四期,第四期碳十四測年在公元前1080-1040年,這個(gè)時(shí)間一定在武王伐紂之前。位于北京的琉璃河則是西周最早的分封地,也能從側(cè)面說明西周的時(shí)代,并且這個(gè)遺址的年代一定在武王伐紂的年代之后。
仇士華:在琉璃河,有西周初期燕侯一個(gè)墓里的棺木。如果這個(gè)木頭的年代定出來了,也就可以判定這個(gè)墓的墓主人是什么時(shí)候下葬的了。除了測出樹輪系列樣品年代以外,我們還測出了墓葬系列樣品的年代,這兩個(gè)年代是相仿的、一致的,因而和西周初期基本吻合。
在對琉璃河出土的系列樣品進(jìn)行測年后,碳十四測出的數(shù)據(jù)是在公元前1040到1006年,這與安陽殷墟的測年結(jié)果在年代上恰好是吻合的。
記者:這等于又做了一遍測定。這個(gè)測定的結(jié)果跟那個(gè)一樣嗎?
仇士華:時(shí)間上一樣,證明那個(gè)是對上號了,也就是基本上應(yīng)該是肯定了。
記者:你使用的這個(gè)驗(yàn)證方法,就相當(dāng)于今天在同一個(gè)時(shí)間,在上海取一個(gè)樣,在北京取一個(gè)樣。
仇士華:對。
記者:時(shí)代上是一個(gè)時(shí)代,不管你在哪里。
仇士華:我們就是要求準(zhǔn)確的時(shí)間,所以這兩個(gè)能合起來了,就沒話說了。
碳十四這個(gè)武器為武王伐紂的年代劃定了范圍,將一百多年的范圍縮小到了三十年,這是“夏商周斷代工程”的一個(gè)重大突破。
此后,天文學(xué)家們根據(jù)天象記錄再結(jié)合西周時(shí)的金文歷譜進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算和推導(dǎo),最后,天文、歷史、考古等多門學(xué)科的專家共同選定的武王伐紂的時(shí)間為公元前1046年。武王伐紂之年一定,很多斷代的工作立刻找到了一個(gè)支點(diǎn),從這一年往后的西周和往前的夏商的年代都可以順次地推算出來。
通過對歷史文獻(xiàn)的研究,對文化遺址的發(fā)掘,以及對古文字和古天文學(xué)記錄的鑒定,2000年《夏商周年表》面世?!澳瓯怼卑阎袊臍v史紀(jì)年向前延伸了1200多年,填補(bǔ)了夏、商、周三代沒有確切紀(jì)年的歷史空白。
記者:最后準(zhǔn)確的年代是怎么出來的呢?
仇士華:這個(gè)也不能說是準(zhǔn)確地確定,只能是選定,因?yàn)槎ú凰馈>烤故悄囊荒昴??這個(gè)問題不好說,就我個(gè)人來說不是確鑿的,它是有缺陷的。
記者:根據(jù)您的測定,您也只能講,有把握的就是三十年。
仇士華:對。
記者:也就只能達(dá)到這個(gè)結(jié)果了?
仇士華:就只能這樣了。
“夏商周斷代工程”匯聚了歷史學(xué)、考古學(xué)、天文學(xué)、碳十四測年學(xué)等多種學(xué)科的200多位專家學(xué)者,先后完成了9個(gè)課題、44個(gè)專題的研究。工程彌補(bǔ)了中國歷史五千年文明史僅有三千多年有史可查的缺憾,也打破了夏商周三代是虛構(gòu)歷史的說法。
2001年,這樁千古學(xué)術(shù)懸案塵埃落定,而仇士華夫婦也早已兩鬢斑白。他們與中國碳十四的研究相伴一生,從花樣年華到滿頭白發(fā),兩人為中國碳十四的研究和發(fā)展付出了畢生的心血。如今已經(jīng)76歲的仇老依然放不下碳十四的研究工作,用他的話說,他與碳十四的緣分注定是一輩子。
記者:假如您去選擇核物理學(xué)家、考古學(xué)家、年代學(xué)家,您會(huì)選擇哪個(gè)?
仇士華:我現(xiàn)在實(shí)際上是一個(gè)考古服務(wù)工作者。
記者:為考古服務(wù)?
仇士華:更具體一點(diǎn)說,是為年代學(xué)服務(wù)的。
很多人在介紹仇士華先生的時(shí)候都會(huì)有一種困惑:他到底是考古學(xué)家還是核物理學(xué)家?也許作為一個(gè)核物理學(xué)家,仇先生有著自己的遺憾,但是作為中國碳十四測年技術(shù)的開拓者,仇先生卻把中國的考古事業(yè)帶進(jìn)了一個(gè)全新的領(lǐng)域。
(本文素材由中央電視臺《大家》欄目提供,從6月15日到9月1日暑期特別編排,CCTV-10每周一01:00、CCTV-4每周六14:10播出)
(責(zé)任編輯汪文慶)