考古學(xué)家夏鼐先生曾援引國外學(xué)者的話贊譽(yù)碳十四測年給西方考古學(xué)帶來的變化如此之大，認(rèn)為是考古學(xué)上的一次革命。因?yàn)樗嵏擦艘延械哪甏蚣荏w系，使年代序列上的謬誤得以澄清，加速了西方考古年代學(xué)科學(xué)化的進(jìn)程。而在中國，同樣有這樣一位拓荒者，通過艱苦的努力，開創(chuàng)了碳十四考古年代學(xué)的探討之路，使中國的新石器考古學(xué)有了確切的年代序列而進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期。他就是中國社會科學(xué)院榮譽(yù)學(xué)部委員，中國社會科學(xué)院考古研究所研究員仇士華。我們有幸采訪了仇先生夫婦。

       碳十四測年技術(shù)可以告訴我們古代遺物的年代，這聽起來讓人感覺神奇，甚至還有些神秘。英國考古學(xué)家科林·倫福儒將碳十四測年技術(shù)喻為“計(jì)算時(shí)間的時(shí)鐘”，認(rèn)為只有通過這一方法的測算，才能知道人類的歷史有多長，走過的路有多遠(yuǎn)。這是因?yàn)殡m然目前年代測定方法有多種，但從所適應(yīng)的年代時(shí)段和可獲得的測年樣品的物質(zhì)種類上看，碳十四測年可謂是考古學(xué)最為適宜的測年手段。

中國第一個(gè)碳十四實(shí)驗(yàn)室

碳十四測年對于中國史前考古學(xué)研究的最大貢獻(xiàn)是在數(shù)以千計(jì)的碳十四測年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了舊石器晚期以來史前考古年代序列，使史前考古年代有據(jù)可依。

       1955 年，夏鼐先生在《考古通訊》雜志上專門撰文介紹碳十四測年方法，及時(shí)把握國際考古學(xué)研究的動態(tài)和前沿，在半個(gè)多世紀(jì)前就清楚地意識到未來中國考古學(xué)的發(fā)展應(yīng)該走一條怎樣的路。在夏鼐先生的積極推動下，中國科學(xué)院原子能研究所的仇士華和蔡蓮珍伉儷于 20 世紀(jì) 50 年代末調(diào)入考古研究所開展碳十四測年工作。

       碳十四測年，從其原理、方法上看，是一種科學(xué)的、理想的，甚至近乎完美的測年手段，使其由此成為客觀、公正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪甏鷮W(xué)標(biāo)尺。在碳十四測年方法提出的十年后，隨著世界各地大批碳十四數(shù)據(jù)的面世，為考古學(xué)、地學(xué)等領(lǐng)域帶來了翻天覆地的變化，該方法的建立者美國科學(xué)家利比（W. F. Libby）因此獲得諾貝爾化學(xué)獎。但是由于碳十四同位素在自然界含量很低，僅為10-10%，其放射性能量低，強(qiáng)度也較微弱，肉眼難以觀察到，而且還容易受到來自周圍環(huán)境的干擾，使其基于測量放射性比度進(jìn)行年代測定的方法，真正實(shí)施起來難度較大。甚至當(dāng)今國際科技考古界的權(quán)威專家也認(rèn)為碳十四測年無論其實(shí)驗(yàn)室制備工藝的復(fù)雜程度、操作的繁瑣程度，還是精細(xì)程度的要求均遠(yuǎn)非一般學(xué)科所能相比。因而其研究頗具難度，更何況是在當(dāng)時(shí)連專門探測設(shè)備也不具備的情況下。

       20 世紀(jì) 60 年代初，由于“三年自然災(zāi)害”等原因，國家經(jīng)濟(jì)不景氣，考古研究所的科研條件也可想而知。仇先生說當(dāng)時(shí)所能參照的文獻(xiàn)資料僅為夏鼐先生從國外帶回的一本英文書籍，而可以獲得的設(shè)備材料，許多是從街邊小店里找來的。雖然條件極其簡陋，但他們并沒有因此氣餒，而是白手起家，從繞制線圈、裁減硅鋼等最為基礎(chǔ)的工作做起。由于有著扎實(shí)的核物理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)，又在原子能研究所從事過核技術(shù)研究工作，碳十四衰變所用探測儀的制作對他們來說并不算陌生。同時(shí)，碳十四測年還涉及到高真空技術(shù)、電子技術(shù)、屏蔽材料、化學(xué)工藝、制備方法等，而且制作過程需要具備鉗工、焊工、玻璃工等技能，所以對于兩位剛參加工作不久的年輕人來說仍需要具有相當(dāng)?shù)挠職獠拍苊鎸ΑＫ麄兙瓦@樣一個(gè)組件一個(gè)組件地制作，一部分一部分地研發(fā)，克服了一個(gè)個(gè)的困難，解決了一個(gè)個(gè)的難題。經(jīng)過幾年的艱苦努力，終于完成了探測儀、計(jì)數(shù)器的研制，以及制樣、提純、測定等相關(guān)設(shè)施的設(shè)計(jì)與制造。接下來又用了一年多的時(shí)間對儀器設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與改進(jìn)。

       1965 年初冬，考古研究所的史前考古專家佟柱臣先生給二人提供了四塊木頭樣品以做測試。通過使用自主研發(fā)的測年設(shè)備進(jìn)行盲測，所得結(jié)果與考古學(xué)家所認(rèn)定的年代相吻合，由此考古研究所碳十四實(shí)驗(yàn)室正式宣告成立。

       實(shí)驗(yàn)室通過大量碳十四數(shù)據(jù)的測定，使許多考古上難以把握的問題得到釋解。例如較早的在關(guān)于中原地區(qū)仰韶文化的探討中，是半坡類型早，還是廟底溝類型早，有比較熱烈的討論。對此，20 世紀(jì) 70 年代初發(fā)表的碳十四測年數(shù)據(jù)，則給出了比較明確的解答。再如稍后的關(guān)于長江流域的錢山漾遺址的年代，最初有些考古學(xué)家質(zhì)疑其年代是否會那樣早，通過碳十四測年，使該遺址的年代確定在公元前 3000 年前后。還有，華南地區(qū)有些史前洞穴遺址，相對年代早晚的判定比較困難，通過碳十四的測定，不僅理順了它們的早晚關(guān)系，而且其絕對年代也得以明確。

       碳十四測年對于中國史前考古學(xué)研究的最大貢獻(xiàn)是在數(shù)以千計(jì)的碳十四測年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了舊石器晚期以來史前考古年代序列，使史前考古年代有據(jù)可依。

       仇先生和蔡先生對于中國考古學(xué)的推進(jìn)工作受到了國際考古學(xué)界的關(guān)注，特別是他們主編的《中國考古學(xué)中碳十四年代數(shù)據(jù)集（1965~1981）》，讓國外學(xué)者感覺非常難得，甚至說沒想到中國還有這樣一本書，這對于史前考古研究太有意義了。曾任考古研究所所長的王仲殊先生經(jīng)常給年輕人介紹當(dāng)年他所經(jīng)歷的國外學(xué)者來實(shí)驗(yàn)室的情景 ：面對手工制作的測年設(shè)備，參觀的學(xué)者感嘆道你們是用手工作坊（式）的設(shè)備，測出了國際一流的數(shù)據(jù)。在仇先生家的書柜里至今保存一本 20 世紀(jì) 80 年代的論文集，那是碳十四測年方法創(chuàng)建人利比研究論文匯編，由其夫人在利比去世后派秘書專程拜訪仇先生時(shí)一并送上的?？梢?，當(dāng)年仇先生和蔡先生的工作也受到利比的關(guān)注和關(guān)心。

中國糖碳標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)國內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室的試用后，中國糖碳標(biāo)準(zhǔn)被一致認(rèn)為在其穩(wěn)定性、易處理程度以及分餾效應(yīng)等方面較之目前的其他國際標(biāo)準(zhǔn)更具優(yōu)勢。

       在仇先生家里我們看到一份 1989年由國家科學(xué)技術(shù)獎評審委員會頒發(fā)的國家科技進(jìn)步三等獎證書。仇先生說那是根據(jù) 1975 年在貴陽召開的全國地學(xué)會議上由中國科學(xué)院、國家地質(zhì)部和冶金部三個(gè)部委共同提出的建立國家同位素標(biāo)準(zhǔn)的要求，在 1978 年后借著科學(xué)大會的東風(fēng)完成的一項(xiàng)工作——中國糖碳標(biāo)準(zhǔn)的研制。

       糖碳是用于碳十四測年的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，它是繼美國的草酸、澳大利亞的蔗糖、維也納的淀粉等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之后中國的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。由于隨著碳十四測年工作的普及和推廣，國際主要使用的草酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)日趨減少，甚至將要使用殆盡，而且國內(nèi)的使用者也不方便購買。因此仇先生希望能制造我們國家自己的標(biāo)準(zhǔn)，以補(bǔ)充國際標(biāo)準(zhǔn)之不足，也方便國內(nèi)的研究使用。研制申請得到上級批準(zhǔn)后，便立即組織成立了研發(fā)小組。經(jīng)過資料調(diào)研與實(shí)驗(yàn)研究，首先確定了原材料并設(shè)計(jì)了制備方案。1978 年向國家商業(yè)部申請調(diào)撥了一噸蔗糖，又聯(lián)系組織上海試劑廠進(jìn)行加工制備。制備工作完成后，隨即組織進(jìn)行放射性的測定。當(dāng)時(shí)除了國內(nèi)的三家實(shí)驗(yàn)室，還有美國、法國、瑞士、蘇聯(lián)、澳大利亞等國家的六個(gè)著名碳十四實(shí)驗(yàn)室參加了比對測定。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比對測定是一項(xiàng)要求很高的比對工作，類似于目前學(xué)界比較關(guān)注的國際比對，是實(shí)驗(yàn)室測定準(zhǔn)確度和精度的考量，而標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比對較之一般的國際比對則又更勝一籌。仇先生主持了這一比對工作，通過研究設(shè)計(jì)，選定了不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較測定，并對所得到的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，得出了糖碳的放射性測定標(biāo)準(zhǔn)值。這實(shí)際是一次高水準(zhǔn)的國際比對，體現(xiàn)了中國碳十四測年的實(shí)力和水平。1987 年糖碳標(biāo)準(zhǔn)被國家標(biāo)準(zhǔn)局定名為“中國糖碳”，批準(zhǔn)號為 ：GSB A650001-87。該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)經(jīng)國內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室的試用后，被一致認(rèn)為在其穩(wěn)定性、易處理程度以及分餾效應(yīng)等方面較之目前的其他國際標(biāo)準(zhǔn)更具優(yōu)勢。

夏商周斷代工程

夏商周斷代工程使我國的碳十四測年水平上了一個(gè)新臺階，第一是年代精度的提高，第二是系列樣品方法應(yīng)用研究模式的建立，這為其后“中華文明探源工程”研究中的年代研究奠定了基礎(chǔ)，也為今后高精度測年研究模式新常態(tài)提供了條件。

       除了上述研究，仇先生和蔡先生還承擔(dān)過史前時(shí)代白灰面的研究，即通過碳十四測年證明了人類至少在距今 4000多年前就能燒制石灰，并使用燒制過的石灰鋪抹房間 ；最早使用煤進(jìn)行冶鐵的年代，即通過分析測定，發(fā)現(xiàn)用煤冶鐵的時(shí)代最早為宋代前后 ；古人類食譜研究，即結(jié)合年代校正研究，最先在國內(nèi)建立了用于人類主食研究的碳十三分析方法等等。而其中令兩位先生體會最深的研究經(jīng)歷莫過于 20 世紀(jì) 90 年代中期進(jìn)行的國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目——“夏商周斷代工程”。

       那是在 1996 年，兩位先生退休不久準(zhǔn)備安享晚年生活，而夏商周斷代工程啟動了。對他們而言，這又是一場硬仗，需要面對壓力和挑戰(zhàn)。但多年科學(xué)研究工作的體會更讓他們深刻地意識到，只有能夠攀登險(xiǎn)峰的人，才有機(jī)會領(lǐng)略山下看不到的風(fēng)景。

       斷代工程是由時(shí)任國家科委主任的宋健和國務(wù)委員李鐵映共同倡導(dǎo)并發(fā)起的，是歷史科學(xué)領(lǐng)域中建國以來規(guī)模最大的研究項(xiàng)目。包括歷史學(xué)、天文學(xué)、考古學(xué)和碳十四測年技術(shù)四個(gè)學(xué)科的國內(nèi)兩百多位專家學(xué)者參加了這一課題研究。其目標(biāo)是通過多學(xué)科的合作研究建立夏商周三代年表。由國務(wù)院任命了四位首席科學(xué)家，仇士華先生是其中之一，負(fù)責(zé)斷代工程中碳十四測年研究任務(wù)。

       斷代工程中碳十四測年面臨的最大難題是碳十四測年的高精度。如果要讓碳十四測年真正在斷代工程中發(fā)揮作用，必須要應(yīng)用系列樣品方法，而系列樣品方法應(yīng)用的前提，首先需要年代的高精度。精度的提高涉及到許多因素，如實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件、儀器和設(shè)備性能、方法技術(shù)、應(yīng)用模式、統(tǒng)計(jì)學(xué)等方方面面，其難度較大。

       在資金、條件、時(shí)間有限的情況下，圍繞課題任務(wù)，碳十四測年課題組設(shè)置了三個(gè)專題，一是常規(guī)碳十四測年方法的設(shè)備改造與研究 ；二是骨質(zhì)樣品的制樣研究 ；三是加速器測年方法的設(shè)備改造與研究。通過一番改造與研究，常規(guī)測年精度達(dá)到 3‰，加速器質(zhì)譜測年精度好于 5‰，這為高精度測年研究奠定了基礎(chǔ)。

       接下來的樣品測試中首先進(jìn)行測定的是樹輪系列，因?yàn)闃漭喯盗械臏y定可以對測定的精準(zhǔn)度進(jìn)行校正。其后是對山西天馬曲村晉侯墓地 M8 的測定。該墓是晉獻(xiàn)侯蘇的墓，出土有晉獻(xiàn)侯蘇編鐘共 16 件，銘文凡 355 字。經(jīng)過研究測定，所得結(jié)果為公元前 808±8 年，這與《史記 · 晉世家》所載晉獻(xiàn)侯蘇死于周宣王十六年相合。之后便開始了各系列的樣品測定。

       通過系列樣品方法的研究與應(yīng)用，與考古學(xué)密切結(jié)合完成了以下系列的研究測定 ：

       北京房山琉璃河西周墓葬系列、陜西長安馬王村H18先周—西周系列、河南安陽殷墟墓葬系列、鄭州商城系列、偃師商城系列、二里頭系列、二里崗水井井圈木系列等。

       通過上述系列的研究測定，使學(xué)界關(guān)注的武王克商之年、二里頭一期的年代、鄭州商城年代等均獲得突破性進(jìn)展，為夏商周三代年表的建立提供了依據(jù)。

       夏商周斷代工程使我國的碳十四測年水平上了一個(gè)新臺階，第一是年代精度的提高，第二是系列樣品方法應(yīng)用研究模式的建立，這為其后“中華文明探源工程”研究中的年代研究奠定了基礎(chǔ)，也為今后高精度測年研究模式新常態(tài)提供了條件。

開拓者的情懷

       仇先生說他從江蘇南通中學(xué)畢業(yè)后考入了浙江大學(xué)物理系，當(dāng)時(shí)和蘇州考來的蔡先生在同一班。在早年進(jìn)入大學(xué)念書的女生就不多，更何況就讀的是一向被認(rèn)為由男性占據(jù)統(tǒng)治地位的物理系。我們對蔡先生更加仰慕了，她在班級里就非常優(yōu)秀，后來的研究工作也都是和仇先生一起完成的。特別是在外國文獻(xiàn)的研究方面，蔡先生更有過人之處，每當(dāng)說起這些，仇先生話里話外都飽含著贊許。

       當(dāng)年他們結(jié)婚時(shí)，科學(xué)院原子能研究所將錢三強(qiáng)所長尚未入住居所中的一間臨時(shí)提供給兩位新人暫住。那時(shí)是1956 年，他們剛從物理專業(yè)畢業(yè)，作為優(yōu)秀生被分配到科學(xué)院原子能研究所?？吹贸觯瑢γ篮梦磥淼你裤阶屵@對年輕人心里充滿了希望。然而，沒過多久，他們就雙雙被劃為右派。直到 20 世紀(jì)70 年代末，伴隨著科學(xué)的春天來臨，才重新恢復(fù)名譽(yù)。在這長達(dá)二十多年的漫長歲月中，兩位先生雖然背負(fù)著沉重的壓力，卻不計(jì)個(gè)人榮辱仍舊為國家勤奮工作，為中國考古學(xué)的科學(xué)騰飛貢獻(xiàn)著自己的青春和年華。當(dāng)年由于測年工作的需要，他們往往二十四小時(shí)連續(xù)工作，夜以繼日。對此，他們無怨無悔?；貞浧鹉嵌螝q月，仇先生說當(dāng)年夏所長等領(lǐng)導(dǎo)對兩位很尊重，有關(guān)科技方面的事情都要征求兩位的意見，讓他們很受鼓舞，他們?nèi)匀粚ξ磥沓錆M信心。

       在老一輩們的足跡中后來者前行，我們的事業(yè)就是這樣一步一步向前發(fā)展的。