位于河南偃師的二里頭遺址是公認(rèn)的中國(guó)最引人矚目的古文化遺址之一,也是迄今為止我國(guó)綜合運(yùn)用各領(lǐng)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河南省文物考古研究院共同舉辦的“二里頭遺址考古與夏文化研究系列學(xué)術(shù)講座”中,中科院考古所研究員、復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院院長(zhǎng)袁靖為大家詳細(xì)介紹了二里頭遺址的科技考古。
什么是科技考古
在考古發(fā)掘中,手鏟是考古研究人員的必備工具。通過(guò)手鏟發(fā)掘,考古研究人員挖到了很多古代的人工遺跡和遺物。他們挖到了新石器時(shí)代的陶器,挖到了商代的墓葬,挖到了漢代的城墻,還挖到了唐代的宮殿。
然而,隨著考古發(fā)掘和研究的不斷推進(jìn),我們?cè)谌娼⒘斯糯镔|(zhì)文化譜系的基礎(chǔ)上,需要進(jìn)一步探索更多的問(wèn)題。比如,遺址的絕對(duì)年代、當(dāng)時(shí)的自然環(huán)境狀況及變遷、古人的體質(zhì)特征、古人獲取食物資源的生存活動(dòng)情況、古人的生活方式、古人的營(yíng)造方法、古人制作各種器物的工藝、古人的社會(huì)組織、古人的喪葬習(xí)俗、古人的祭祀特征、古人的文化交流等等。也就是說(shuō),我們今天探索的問(wèn)題要比幾十年前復(fù)雜得多、深刻得多、全面得多。
再來(lái)看看世界考古學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和方向。在英國(guó)考古學(xué)家科林·倫福儒所著的《考古學(xué):理論、方法與實(shí)踐》一書(shū)中,共有16個(gè)章節(jié)。其中,只有3個(gè)章節(jié)與科技考古沒(méi)什么關(guān)系,其他包括考古學(xué)史、證據(jù)的多樣性、遺址與遺跡的調(diào)查和發(fā)掘、斷代方法與年代學(xué)、社會(huì)考古學(xué)、環(huán)境考古學(xué)等內(nèi)容都涉及科技考古。
回顧考古學(xué)的發(fā)展歷史,特別是20世紀(jì)50年代碳14測(cè)年方法確立并應(yīng)用于考古研究以后,不斷有自然科學(xué)的方法、技術(shù)應(yīng)用于考古學(xué),使考古學(xué)研究不斷完善,思路不斷開(kāi)拓。比如,借助遙感來(lái)了解地下遺跡、遺物的形狀和特征,通過(guò)基因研究了解古人的體質(zhì)特征。不再是簡(jiǎn)單地通過(guò)器物的形狀、紋飾來(lái)探討不同地方的物質(zhì)文化的交流,而是借助測(cè)試來(lái)分析器物的成分、結(jié)構(gòu),以確定它們來(lái)自哪里、有哪些共性等等。
那么,究竟什么是科技考古?科技考古就是以考古學(xué)研究的思路為指引,把自然科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的方法、技術(shù)應(yīng)用于考古發(fā)掘和研究之中。通過(guò)對(duì)考古遺址所在的區(qū)域進(jìn)行調(diào)查和取樣,對(duì)多種遺跡和遺物進(jìn)行鑒定、測(cè)試和分析,對(duì)各類與考古研究相關(guān)的資料進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì),在一定程度上認(rèn)識(shí)遺址或遺跡的空間信息、遺存的絕對(duì)年代、自然環(huán)境的特征、人類自身與體質(zhì)相關(guān)的特征、人類的多種生存活動(dòng)以及生產(chǎn)和社會(huì)行為特征,獲取更多、更豐富的古代信息。
進(jìn)入21世紀(jì),在堅(jiān)持考古學(xué)傳統(tǒng)的地層學(xué)、類型學(xué)等研究方法的基礎(chǔ)上,能否更加科學(xué)、系統(tǒng)、廣泛、有效地運(yùn)用科技考古的研究方法,已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家考古學(xué)研究水平的極為重要的標(biāo)尺之一。
二里頭有怎樣的山川面貌
科技考古大致可以分為年代測(cè)定、環(huán)境考古、人骨考古、動(dòng)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(lǐng)域。這些領(lǐng)域的眾多科研成果,為考古遺存測(cè)定了絕對(duì)年代,復(fù)原了當(dāng)時(shí)的自然環(huán)境狀況,為研究古人的體質(zhì)、基因、飲食等特征提供了各種信息,涉及從生產(chǎn)力到生產(chǎn)關(guān)系、從經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)到上層建筑方方面面的研究,勾勒出古代歷史發(fā)展進(jìn)程中的諸多細(xì)節(jié)。
今天,我們以二里頭遺址作為一個(gè)精彩的案例,來(lái)講述科技考古在考古工作中的運(yùn)用以及取得的成果。
學(xué)術(shù)界一般認(rèn)為,二里頭遺址是夏王朝晚期的都邑,是古代中華文明的核心地帶。在二里頭遺址的發(fā)掘和研究過(guò)程中,科技考古的諸多領(lǐng)域都介入其中??梢哉f(shuō),它是迄今為止我國(guó)綜合運(yùn)用各領(lǐng)域科技考古取得研究成果最多的遺址之一。
第一,年代測(cè)定。
碳14測(cè)年方法是考古學(xué)中最主要的確定絕對(duì)年代的方法。它通過(guò)在考古遺址中采集動(dòng)植物遺存、含碳沉積物或其他含碳物質(zhì),測(cè)定生物體的死亡或沉積物的形成年代,以此推測(cè)考古遺址存在的絕對(duì)年代。這是目前考古研究的“標(biāo)配”。
從20世紀(jì)70年代初,我們就開(kāi)始對(duì)二里頭遺址出土的遺存進(jìn)行碳14測(cè)定,這個(gè)工作目前仍在繼續(xù)。通過(guò)研究基本確定,二里頭遺址一共分四期:一期的年代為公元前1750年至公元前1680年,二期的年代為公元前1680年至公元前1610年,三期的年代為公元前1610年至公元前1560年,四期的年代為公元前1560年至公元前1520年。
從更大范圍來(lái)看,包括二里頭在內(nèi)的鄭洛地區(qū)中,新砦遺址的早期年代為公元前1870年至公元前1785年,晚期的年代為公元前1790年至公元前1720年。王城崗遺址的年代為公元前2200年至公元前1800年。這樣,幾個(gè)相近地區(qū)遺址的年代框架基本確立。
第二,環(huán)境考古。
環(huán)境考古主要是運(yùn)用地貌學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、古地磁學(xué)、古生物學(xué)、沉積學(xué)和年代學(xué)等諸多學(xué)科的理論和方法,對(duì)遺址及其周邊地區(qū)的古代自然環(huán)境進(jìn)行綜合研究。
通過(guò)對(duì)二里頭遺址出土的木炭的研究發(fā)現(xiàn),遺址周圍分布著大量的櫟樹(shù)闊葉林、雜木林和少量的松柏針葉林。這些樹(shù)種大多喜暖濕,由此可以推測(cè)當(dāng)時(shí)的氣候總體上是溫暖濕潤(rùn)的。
史前的二里頭有怎樣的山川面貌呢?研究發(fā)現(xiàn),二里頭遺址所在的伊洛河流域多次發(fā)生洪水事件,其中公元前2000年左右的洪水事件直接與二里頭都邑的興起相關(guān)。那次洪水屬于特大洪水,洪水過(guò)后,這里出現(xiàn)了廣闊平坦的泛濫平原,平原上的沖積土土質(zhì)肥沃,有利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展,特別是泛濫平原上多積水洼地,利于稻作生產(chǎn)。
洪水還造成了古洛河的決口和改道,導(dǎo)致洛河在二里頭以西就注入伊河,從而使洛河和伊河合并成伊洛河。學(xué)者們推測(cè),當(dāng)時(shí)的二里頭北依邙山、南傍伊洛河,二里頭遺址位于沖積平原最南端的高地上。這與今天的環(huán)境地貌并不相同,正是通過(guò)環(huán)境考古,復(fù)原了當(dāng)時(shí)二里頭的樣貌。
環(huán)境考古還發(fā)現(xiàn),二里頭遺址周邊的野生動(dòng)物有中國(guó)圓田螺、多瘤麗蚌、洞穴麗蚌等10余種貝類,鯉魚(yú)等魚(yú)類,龜、鱉、鱷等爬行類,雉、雕科、雁等鳥(niǎo)類,兔、豪豬、鼠、熊、虎等哺乳動(dòng)物。周圍的植被和野生動(dòng)物為當(dāng)時(shí)古人的生活提供了豐富的動(dòng)植物資源。
二里頭居民以什么為主食
第三,人骨考古。
在二里頭遺址中發(fā)現(xiàn)的人骨標(biāo)本共有76個(gè)個(gè)體。其中可以判斷性別的有44個(gè),男性15個(gè),女性29個(gè)。男女比例為0.52:1,男性明顯少于女性。這與新石器時(shí)代其他考古發(fā)現(xiàn)中男女比例約為1.5:1、男多女少的情況不太一樣。
在這些人骨個(gè)體中,可準(zhǔn)確判斷年齡的有38個(gè),其中未成年人有18個(gè),最小的是個(gè)夭折的嬰兒,僅有一例個(gè)體屬于老年,多數(shù)為壯年。平均年齡約為23歲,整體來(lái)看非常年輕。這也與其他考古情況不一樣,一般來(lái)說(shuō),新石器時(shí)代男性的平均年齡在35歲以上,女性比男性小一兩歲。
有專家認(rèn)為,這個(gè)結(jié)果可能和人骨樣本少有關(guān)系,還有待于今后的進(jìn)一步研究。
從人骨的形態(tài)特征來(lái)看,當(dāng)時(shí)的二里頭居民基本屬于“古中原類型”,與河南龍山文化居民的體質(zhì)特征大致相同?!肮胖性愋汀笔墙橛诿晒湃朔N的東亞類型和南亞類型之間的體質(zhì)類型。
另外,對(duì)二里頭遺址28個(gè)人骨個(gè)體的線粒體DNA研究結(jié)果顯示,單倍數(shù)種類較多,顯示其母系來(lái)源多樣,說(shuō)明當(dāng)時(shí)的二里頭可能是一個(gè)父系社會(huì)。
從二里頭遺址人的碳氮同位素測(cè)試結(jié)果來(lái)看,當(dāng)時(shí)居民的食物結(jié)構(gòu)以小米為主。鍶同位素測(cè)試結(jié)果顯示,大部分人是土生土長(zhǎng)的當(dāng)?shù)厝耍灿猩俨糠质峭鈦?lái)人口。
第四,動(dòng)物考古。
動(dòng)物考古的主要工作是對(duì)出土的動(dòng)物遺骨進(jìn)行研究,區(qū)分它們是家養(yǎng)動(dòng)物還是野生動(dòng)物。研究顯示,二里頭遺址內(nèi)以家養(yǎng)動(dòng)物為主,當(dāng)時(shí)的居民獲取的肉食資源主要來(lái)自家養(yǎng)動(dòng)物。
通過(guò)對(duì)出土家養(yǎng)動(dòng)物遺存的定性定量分析,確認(rèn)這些家養(yǎng)動(dòng)物為豬、狗、黃牛、綿羊,其中豬的地位最高,數(shù)量最多。對(duì)二里頭遺址出土的人和動(dòng)物遺存的碳氮同位素分析結(jié)果顯示,當(dāng)時(shí)豬、狗、黃牛的食物主要是小米的秸稈。說(shuō)明這些家養(yǎng)動(dòng)物不是放養(yǎng)的,而是人工喂養(yǎng)的。
還有一個(gè)有意思的現(xiàn)象:通過(guò)對(duì)綿羊的研究發(fā)現(xiàn),二里頭二期時(shí),大部分羊在3歲前就被宰殺了,應(yīng)該是用于食肉。但到了二里頭四期,大多數(shù)羊在3歲后才被宰殺,年齡超過(guò)6歲的羊占50%以上,這與產(chǎn)羊毛為目的的宰殺模式十分相近。
第五,植物考古。
研究發(fā)現(xiàn),在二里頭植物遺存中有一個(gè)特殊現(xiàn)象,那就是從一期到四期,稻米的出土比例都很高,和粟(即小米)不相上下。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在中原地區(qū)的龍山文化遺址中,出現(xiàn)水稻遺存的現(xiàn)象非常普遍,但是在各遺址出土的農(nóng)作物中,水稻所占比重都相對(duì)較低。
之所以出現(xiàn)這個(gè)特殊現(xiàn)象,有兩種可能。一種可能是,根據(jù)環(huán)境考古的結(jié)論,當(dāng)時(shí)的氣候條件溫暖濕潤(rùn),環(huán)境適于稻作農(nóng)業(yè),所以在二里頭遺址周邊曾經(jīng)大規(guī)模種植水稻。另一種可能是,這些稻谷是從其他種植水稻的地區(qū)運(yùn)來(lái),專門(mén)供貴族食用的,這反映了一種特殊的社會(huì)現(xiàn)象。
青銅器生產(chǎn)已相當(dāng)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(fā)現(xiàn),從二里頭文化一期到四期,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(shuō)明合金材質(zhì)發(fā)生了較大變化,這可能與使用的礦料來(lái)源和冶煉技術(shù)的變化有關(guān)。在二里頭遺址發(fā)現(xiàn)的鑄銅作坊只能進(jìn)行熔煉和鑄造,說(shuō)明獲取礦料和冶煉是在其他地區(qū)完成的。目前科學(xué)家僅初步探明紅銅從采礦到冶煉的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,錫和鉛的產(chǎn)業(yè)鏈尚有待于今后的研究。
二里頭時(shí)期的青銅器制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。之前的銅器只有銅矛、銅鈴、銅鏡等小型銅器,到二里頭時(shí)期出現(xiàn)了具有獨(dú)特風(fēng)格的青銅禮器。當(dāng)時(shí)青銅器的生產(chǎn)涉及復(fù)雜的社會(huì)管理制度,需要有效地組織、調(diào)配、計(jì)劃和管理,進(jìn)行長(zhǎng)距離調(diào)運(yùn)金屬資源。從冶煉、配制合金,到制作陶范、組合鑄型,再進(jìn)行澆注,這是一套非常復(fù)雜的制作工藝,需要不同專業(yè)領(lǐng)域之間的密切合作。北京大學(xué)的陳建立教授指出:“陶范的制作是金屬鑄造技術(shù)的一個(gè)組成部分。陶范和陶器的成形、紋飾制作、燒制是兩種不同的工藝。當(dāng)時(shí)的陶范工匠可能是一個(gè)脫離于陶器制作、擁有特殊技術(shù)傳統(tǒng)的獨(dú)立匠人集團(tuán),而且這種制范技術(shù)是世代傳承的。”
第七,陶器考古。
二里頭文化一至四期的陶器制作原料大致相近。一期的紋飾以籃紋為主,二期以后以籃紋和繩紋為主,還有種類繁多的其他紋飾。
研究顯示,陶禮器與日常用陶器的胎土成分有明顯區(qū)別,二、三期時(shí)居住于宮殿區(qū)的王室貴族所使用的陶器,在防滲水能力、原料及制作技法上都要優(yōu)于普通居民使用的陶器。研究發(fā)現(xiàn),陶器制作的作坊中,有專門(mén)制作陶禮器的,也有專門(mén)制作日常用陶器的。
第八,玉石器考古。
二里頭遺址利用的石料種類達(dá)32種,以砂巖為最多,安山巖次之,幾乎所有的石料類型都可以在伊洛河兩側(cè)露出的地層及巖體中找到。
當(dāng)時(shí)的石器制作技術(shù)以磨制為主。通過(guò)對(duì)石器寬度、厚度和刃部角的測(cè)量發(fā)現(xiàn),石刀、石鏟、石斧等器類的專業(yè)化制作程度較高,石鐮、石鉞次之,可能當(dāng)時(shí)存在專門(mén)化的石器加工業(yè)。
玉器以閃石玉為主,制作工藝上先以片切割技術(shù)生產(chǎn)毛坯,然后采用琢制、鋸切割、管鉆穿孔和研磨拋光等技術(shù),具有一定的技術(shù)流程。遺址中出土的綠松石器嵌片大小只有幾毫米,其毛坯的制作使用了打制、研磨和鋸片切割技術(shù),毛坯邊沿經(jīng)過(guò)仔細(xì)打磨,形成各種形狀,說(shuō)明當(dāng)時(shí)的技術(shù)非常高超。這些玉器產(chǎn)品都是貴族專用的。
勾勒古代中國(guó)的歷史細(xì)節(jié)
最后,我們來(lái)把二里頭遺址的考古發(fā)現(xiàn)與其他古文化遺址進(jìn)行一番比較。
科技考古的結(jié)果顯示,二里頭遺址的居民當(dāng)時(shí)已經(jīng)能夠生產(chǎn)五谷(粟、黍、水稻、大豆、小麥),有了4種家畜(豬、狗、牛、羊),出現(xiàn)了青銅器、陶禮器、綠松石器等,制骨作坊以牛骨為多。
如果把二里頭遺址和商朝后期的殷墟遺址進(jìn)行比較,會(huì)得出什么結(jié)論呢?殷墟遺址中也發(fā)現(xiàn)了五谷,家養(yǎng)動(dòng)物比二里頭更多,除了豬、狗、牛、羊,還出現(xiàn)了雞和馬。金屬、陶石器制作方面,殷墟遺址出現(xiàn)了鑄銅作坊、制陶作坊、玉石器作坊,制骨作坊也以牛骨為多。如果說(shuō)二里頭遺址是門(mén)類齊全、初具規(guī)模,那么殷墟遺址則達(dá)到了規(guī)模化、規(guī)范化、系統(tǒng)化。
再把二里頭遺址和更早的龍山文化遺址進(jìn)行比較。我們發(fā)現(xiàn),龍山文化遺址有五谷,有4種家畜,出現(xiàn)了小型的簡(jiǎn)單的銅器,也有了陶禮器,但制作工藝與二里頭遺址存在明顯差距。龍山文化的玉石器多磨制,骨器以鹿骨為主。可以看出,龍山文化還處于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(jìn)行比較的話,可以看出,仰韶文化遺址中沒(méi)有小麥、大豆、黃牛、綿羊和銅器,陶器和石器的制作工藝更簡(jiǎn)單,骨器以鹿骨為主。顯而易見(jiàn)的是,仰韶文化、龍山文化、二里頭文化和殷墟文化是一脈相承的。
再以5個(gè)相近地區(qū)的遺址考古來(lái)進(jìn)行比較。西坡、二里頭、王城崗、新砦、瓦店遺址都位于今天的鄭州附近。公元前3500年至公元前2400年,屬于仰韶時(shí)代廟底溝類型的西坡遺址中,農(nóng)作物有粟、黍和水稻,家養(yǎng)動(dòng)物僅有狗和豬。公元前2200年至公元前1900年,屬于龍山文化的瓦店、王城崗和新砦等遺址的文化層里,出現(xiàn)了五谷和4種家畜。公元前1750年到公元前1500年,屬于二里頭文化的二里頭、王城崗、南洼、皂角樹(shù)和新砦等遺址的文化層里,都出現(xiàn)了剪羊毛的現(xiàn)象。
由此可見(jiàn),中華文明經(jīng)歷了一個(gè)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程,新的生產(chǎn)力要素不斷出現(xiàn)。雖然在不同的文化時(shí)期,中原地區(qū)有不同的政治中心,執(zhí)政的統(tǒng)治集團(tuán)也不一樣,但他們都是在比較統(tǒng)一的生產(chǎn)力水平基礎(chǔ)上運(yùn)轉(zhuǎn)的。
科技考古為我們更加精確地勾勒出古代中國(guó)的歷史細(xì)節(jié)。無(wú)論是回顧新中國(guó)考古的歷史,還是審視當(dāng)下,科技考古在考古學(xué)中都發(fā)揮著舉足輕重的作用。在中國(guó)考古學(xué)蓬勃發(fā)展的大好形勢(shì)下,科技考古必將大有可為。中華民族有著悠久的光輝歷史,通過(guò)包括科技考古在內(nèi)的全方位的考古學(xué)研究,中國(guó)學(xué)者一定能夠?yàn)檎故救祟惖奈拿靼l(fā)展史做出自己獨(dú)特的貢獻(xiàn),為建設(shè)中國(guó)特色、中國(guó)風(fēng)格、中國(guó)氣派的考古學(xué),更好地認(rèn)識(shí)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、博大精深的中華文明發(fā)揮自己的作用。
轉(zhuǎn)自:解放日?qǐng)?bào)
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