這一講是概論性質(zhì)的，給大家做一個(gè)科技考古的全面介紹，便于大家在這幾天聽課時(shí)，思路更加清晰，領(lǐng)會更加全面。

　　英國的考古學(xué)家倫福儒先生寫的《考古學(xué)：理論、方法與實(shí)踐》自上個(gè)世紀(jì)90年代出版以后，成為歐美的高校中學(xué)習(xí)考古學(xué)的教科書。這本書寫得非常精彩，受到了老師和學(xué)生們的歡迎，數(shù)次再版。2014年，復(fù)旦大學(xué)文物與博物館學(xué)系的陳淳老師翻譯了這本書的第六版。這本書共分十六章，依次為考古學(xué)史、證據(jù)的多樣性、遺址與遺跡的調(diào)查與發(fā)掘、斷代方法與年代學(xué)、社會考古學(xué)、環(huán)境考古學(xué)、生計(jì)與食譜、工藝技術(shù)、貿(mào)易與交換、認(rèn)知考古學(xué)：藝術(shù)與宗教、人群的生物考古學(xué)、考古學(xué)的闡釋、五項(xiàng)個(gè)案研究、考古學(xué)與公眾、如何管理遺產(chǎn)、建立考古學(xué)的職業(yè)生涯。

　　這十六章中的第十章“認(rèn)知考古學(xué)：藝術(shù)與宗教”主要介紹精神領(lǐng)域的研究，第十四章“考古學(xué)與公眾”介紹考古學(xué)與公眾的關(guān)系，第十五章“如何管理遺產(chǎn)”則介紹如何對文化遺產(chǎn)進(jìn)行管理。這三章與科技考古沒有直接的關(guān)系。

　　除了這三章以外，第一章“考古學(xué)史”講到了在考古學(xué)的發(fā)展過程中，科技考古的方法引入之后，考古學(xué)怎么樣發(fā)展得更好、發(fā)展得更快。第二章“證據(jù)的多樣性”闡述了不單單依靠考古發(fā)掘出土的、我們?nèi)庋劭吹降娜斯みz跡和遺物的形狀來認(rèn)識古代歷史，強(qiáng)調(diào)了科技考古的介入，給考古研究提供了更多的證據(jù)。第三章“遺址與遺跡的調(diào)查與發(fā)掘”講到了在遺址發(fā)掘之前的遙感考古、物理勘探等科技考古方法的應(yīng)用。第五章“社會考古學(xué)”強(qiáng)調(diào)了人，講到了古DNA的研究。第九章“貿(mào)易與交換”講到除通過器物的形狀、紋飾等判斷貿(mào)易的交換之外。還需從化學(xué)成分上進(jìn)行分析和驗(yàn)證，這樣的認(rèn)識更加科學(xué)。第十二章“考古學(xué)的闡釋”介紹了應(yīng)用包括科技考古在內(nèi)的方法，研究考古發(fā)掘出土的各種遺跡和遺物。第十三章“五項(xiàng)個(gè)案研究”介紹了五個(gè)考古發(fā)掘和研究的經(jīng)典案例，每個(gè)案例都離不開科技考古的介入。第十六章“建立考古學(xué)的職業(yè)生涯”，提到了五位考古學(xué)家，其中有一位就是專門做冶金考古的考古學(xué)家。

　　除了這些以外，第四章“斷代方法與年代學(xué)”直接是闡述測定年代的研究。第六章是 “環(huán)境考古學(xué)”。第七章是“生計(jì)與食譜”，第八章是“工藝技術(shù)”，第十一章是“人群的生物考古學(xué)”，這五章講述的是純粹的科技考古研究。

　　通過這本書我們可以看到，進(jìn)入21世紀(jì)以來，科技考古的內(nèi)容越來越多地介入到考古學(xué)發(fā)展中來，有些直接融入考古學(xué)之中，有些單獨(dú)成為一個(gè)研究領(lǐng)域。這些都體現(xiàn)出科技考古的重要性，可謂是在整個(gè)世界范圍內(nèi)形成科技考古迅猛發(fā)展的潮流，浩浩蕩蕩。

　　我今天給大家講兩個(gè)方面的內(nèi)容：第一是科技考古名稱的由來、定義、特征及價(jià)值；第二是科技考古的內(nèi)容。

　　一、科技考古名稱的由來、定義、特征及價(jià)值

　　1924年，在北京大學(xué)研究所國學(xué)門的《考古學(xué)會簡章》中提到，用科學(xué)的方法調(diào)查、保存、研究中國過去人類之物質(zhì)遺跡及遺物，一切人類之意識的制作物與無意識的遺跡、遺物以及人類間接所遺留之家畜或食用之動物之骸骨、排泄物等均在調(diào)查、保存、研究范圍之內(nèi)。除考古學(xué)家外，應(yīng)網(wǎng)羅地質(zhì)學(xué)、人類學(xué)、金石學(xué)、文字學(xué)、美術(shù)史、宗教史、文明史、土俗學(xué)、動物學(xué)、化學(xué)……等各項(xiàng)專門學(xué)者，與熱心贊助本會會務(wù)者，協(xié)力合作。將近100年前，我們的前輩學(xué)者在認(rèn)識考古學(xué)、闡明考古學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，就強(qiáng)調(diào)了要借用自然科學(xué)的方法。

　　手鏟是考古學(xué)家下田野的必備工具。有一句話叫“手鏟釋天書”。在田野考古中，發(fā)掘各種各樣的遺跡和遺物都需要使用手鏟。手鏟可謂是考古學(xué)家與古代溝通的一個(gè)十分重要的工具。它在上個(gè)世紀(jì)發(fā)揮了重要的作用，現(xiàn)在還在發(fā)揮重要的作用，到今后，也必定會繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。我們運(yùn)用手鏟進(jìn)行發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)了古代的遺跡和遺物，比如墓葬、城門和宮殿的基址、各種器物等等，我們通過對這些人工遺跡和遺物的形狀及特征的研究，釋讀古代社會和歷史。但是，隨著學(xué)科的發(fā)展，在現(xiàn)代考古學(xué)中除了拿手鏟進(jìn)行發(fā)掘以外，開始使用更多的科技考古的方法，比如環(huán)境考古、人骨考古、動物考古、植物考古等等，除了認(rèn)識人工遺跡遺物的形狀特征以外，我們需要研究的對象越來越豐富了。科技考古的一個(gè)主要特征是需要借助各類實(shí)驗(yàn)室，要把多種儀器設(shè)備應(yīng)用于考古學(xué)研究之中，讓它們在考古學(xué)研究中發(fā)揮積極的作用，在很大程度上體現(xiàn)了理科的色彩。

　　通過這些新興的研究，除了原有的對人工遺跡遺物的形狀和特征的把握以外，我們還需要把握新的研究對象的形狀和特征，比如，古代地貌的形狀、農(nóng)作物的形狀、動物骨骼的形狀、人的骨骼的形狀、人和多種動物的碳氮穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)、人和動物的DNA譜系、金屬器的金相組織構(gòu)成、陶器的摻合料種類等等，這些都是我們需要全面認(rèn)識、需要詳細(xì)了解的形狀和特征，是我們開展研究的基礎(chǔ)材料。

　?。ㄒ唬┛萍伎脊琶Q的由來

　　正因?yàn)橛羞@些新興研究領(lǐng)域的介入，所以在上個(gè)世紀(jì)80年代，就出現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)室考古”這個(gè)詞。因?yàn)榭萍伎脊诺暮芏嘌芯渴切枰趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的，所以有些學(xué)者將其稱之為“實(shí)驗(yàn)室考古”。

　　但是 “實(shí)驗(yàn)室考古”這個(gè)名稱具有很大的局限性，科技考古的很多工作是需要在野外和考古研究人員一起完成的。比如環(huán)境考古的地貌調(diào)查，人骨、動植物遺存、冶金遺物的提取等等，都需要與考古發(fā)掘同步進(jìn)行，這些內(nèi)容用一個(gè)“實(shí)驗(yàn)室考古”是包含不了的。所以，上世紀(jì)80年代末，前輩學(xué)者就提出了“科技考古”這個(gè)詞。2005年，為了慶祝中國社會科學(xué)院考古研究所科技考古中心成立十周年，我主持出版了一本以書代刊的《科技考古（第一輯）》，書中邀請了11位中國科學(xué)院院士和11位考古學(xué)家進(jìn)行筆談，他們站在一個(gè)很高的層次上，對科技考古的發(fā)展做了高瞻遠(yuǎn)矚的展望，提出了精辟的指導(dǎo)性意見，強(qiáng)調(diào)了科技考古在考古學(xué)研究中的重要作用。2012年我又主持出版了 《科技考古的方法與應(yīng)用》，2009年我出版了專著 《科技考古文集》，2018年又出版了《中國科技考古導(dǎo)論》。這些書籍論述的都是科技考古。

　　隨著科技考古的發(fā)展，有些從事科技考古的學(xué)者覺得自己的價(jià)值應(yīng)該得到充分的認(rèn)識?！翱萍伎脊拧边@個(gè)名稱還不夠大，應(yīng)該叫“科技考古學(xué)”。為此出版了兩本專著：一本叫《科技考古學(xué)概論》，一本叫《科技考古學(xué)》。我認(rèn)為“科技考古學(xué)”這個(gè)名稱不夠恰當(dāng)。因?yàn)樽鳛橐婚T學(xué)科，是指一定科學(xué)領(lǐng)域或一門科學(xué)的分支，學(xué)科是與知識相聯(lián)系的一個(gè)學(xué)術(shù)概念，是相對獨(dú)立的一個(gè)知識體系，以此來衡量科技考古的涵義，顯然是不合適的。

　　再以后，又有學(xué)者提出了“多學(xué)科研究”一詞，用多學(xué)科研究來表示科技考古，現(xiàn)在使用的還比較廣泛。但仔細(xì)分析的話也不妥。因?yàn)椤岸鄬W(xué)科”意味著很廣泛的學(xué)科。從考古學(xué)來說，考古學(xué)是研究歷史的，首先要跟狹義的歷史學(xué)相結(jié)合；考古學(xué)研究涉及社會學(xué)，應(yīng)該跟社會學(xué)相結(jié)合；考古學(xué)研究往往要借鑒民族學(xué)的思路和資料，所以應(yīng)該跟民族學(xué)相結(jié)合；考古學(xué)首先應(yīng)該跟自己所屬的人文社會科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)學(xué)科相結(jié)合。把多學(xué)科等同于科技考古，對科技考古也好，對多學(xué)科也好，都是一個(gè)曲解。即科技考古不能等同于多學(xué)科，多學(xué)科比科技考古的含義要廣泛得多。我曾經(jīng)看到過一個(gè)報(bào)道叫“多學(xué)科合作治理城市擁堵”，考古學(xué)作為一門一級學(xué)科，一級學(xué)科的一個(gè)主要的研究方法，竟然是在各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域里面，就連城市擁堵里面都可以使用的一個(gè)方法，這顯然有悖于考古學(xué)這門一級學(xué)科的地位和內(nèi)涵。至少是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

　　通過以上的介紹和分析，我認(rèn)為用“科技考古”這個(gè)詞來概括我們的研究是最合適的。

　　（二）科技考古的定義

　　我對科技考古的定義是：依據(jù)考古學(xué)的研究思路，借用自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的方法與技術(shù)，對考古遺址所在的區(qū)域進(jìn)行調(diào)查和取樣，對多種遺跡和遺物進(jìn)行鑒定、測試和分析，對各類與考古研究相關(guān)的資料進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)，從而在一定程度上認(rèn)識遺址或遺跡的空間信息、遺址的絕對年代、遺址的自然環(huán)境、人類自身與體質(zhì)相關(guān)的特征、人類的多種生存活動，以及生產(chǎn)和社會行為特征。這些探討可以進(jìn)一步獲取更多、更豐富的古代信息，拓展考古學(xué)研究的領(lǐng)域，深化考古學(xué)研究的內(nèi)容，提升考古學(xué)研究的效率、深度與精度。

　　考古學(xué)研究總是要強(qiáng)調(diào)特征。對各個(gè)時(shí)期的人工遺跡和遺物的研究，首先是把握它們的形狀特征。對科技考古而言，我們首先也要去把握它的特征，認(rèn)識科技考古研究與考古學(xué)其他研究的不同之處。我認(rèn)為科技考古有以下五個(gè)特征。

　　第一個(gè)特征，是從多個(gè)特定的角度對具體遺址、遺跡和遺物進(jìn)行探討，研究以往的考古學(xué)無法涉獵的領(lǐng)域。原來考古學(xué)做不到的，現(xiàn)在能做到了。比如年代學(xué)、環(huán)境考古、人骨考古、動物考古、冶金考古等等，都是憑借拿手鏟挖掘，研究人工遺跡和遺物的形狀特征的知識結(jié)構(gòu)無法開展的研究，需要其他學(xué)科的介入，才能夠進(jìn)行探討。

　　第二個(gè)特征，秉承“將今論古”的原則。各個(gè)研究領(lǐng)域的方法和理論基礎(chǔ)都是在自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的技術(shù)、方法和理論的基礎(chǔ)上建立的。這些方法和理論基礎(chǔ)是經(jīng)過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究，證明是行之有效的，是完全科學(xué)的。我們依據(jù)這些方法和理論基礎(chǔ)來做科技考古研究。

　　第三個(gè)特征，研究對象均出自考古發(fā)掘或與考古發(fā)掘相關(guān)，同時(shí)又分別具有地球科學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的屬性。即具有兩重屬性，首先，它是從古代考古遺址中挖掘出來的。另外一方面，包含了以上其他學(xué)科研究對象的物質(zhì)屬性。

　　第四個(gè)特征，各個(gè)研究領(lǐng)域的鑒定測試結(jié)果，都可以進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。即我們的證據(jù)是經(jīng)得起科學(xué)檢驗(yàn)的。這里舉一個(gè)例子，比如對于河南省偃師市二里頭遺址的屬性。中國社會科學(xué)院考古研究所的許宏研究員寫了一本《最早的中國》，講的就是二里頭遺址。二里頭遺址起自距今3700年左右，在那里發(fā)現(xiàn)了宮殿、居住址、冶金作坊、綠松石器作坊，還有最早的三足青銅器、精美的玉石器等等，文化內(nèi)涵十分豐富?？脊艑W(xué)家按照文化堆積把這個(gè)遺址分了四期，當(dāng)進(jìn)一步探討這個(gè)遺址到底是屬于夏還是屬于商時(shí)，就出現(xiàn)了爭議。學(xué)者們爭論過來，爭論過去，無法達(dá)成共識，這就是考古學(xué)研究的局限，現(xiàn)在解決不了。但是我們通過科技考古得到的研究結(jié)果，是可以進(jìn)行重復(fù)檢驗(yàn)的。比如，對同樣一個(gè)遺址出土的動物遺存，復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院動物考古實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果，和北京大學(xué)考古文博學(xué)院動物考古實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果應(yīng)該是基本一致的。如果有不一致的地方，那不是這邊錯(cuò)了，就是那邊錯(cuò)了，或者兩邊都錯(cuò)了?？萍伎脊诺难芯拷Y(jié)果基本上具有唯一性。我們必須通過重復(fù)研究取得基本一致的結(jié)果，這樣的研究才是科學(xué)的。科技考古的介入，在相當(dāng)大的程度上增強(qiáng)了考古學(xué)的科學(xué)性。

　　第五個(gè)特征，科技考古各個(gè)研究領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果，分別適用于對全國各個(gè)地區(qū)的考古遺址出土的同類遺跡遺物進(jìn)行研究。正因?yàn)槲覀兊睦碚摶A(chǔ)、方法和標(biāo)準(zhǔn)是一致的，我們的研究結(jié)果就可以放到全國的范圍內(nèi)去討論。只要設(shè)定科學(xué)的邊界條件，一個(gè)上海的考古遺址出土的動物遺存研究結(jié)果，可以跟黑龍江的考古遺址出土的動物遺存研究結(jié)果進(jìn)行比較。對8000年前的小米的研究結(jié)果，可以和4000年前的小米的研究結(jié)果進(jìn)行對比。歸納不同時(shí)空范圍內(nèi)的特征，在此基礎(chǔ)上追究形成這些特征的原因，揭示規(guī)律，進(jìn)入歷史研究的層次。

　　科技考古為什么能夠在考古學(xué)中廣泛地應(yīng)用開來，能夠得到迅速的發(fā)展，因?yàn)榭脊艑W(xué)的研究對象是古代的物質(zhì)遺存，它是從研究物質(zhì)的角度切入的。研究對象的這種物質(zhì)性特征，是我們能夠在考古學(xué)中運(yùn)用自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的關(guān)鍵，是我們能夠應(yīng)用科技考古進(jìn)行研究的一個(gè)最主要的依據(jù)。因?yàn)樽匀豢茖W(xué)就是研究自然界的物質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。我們應(yīng)用自然科學(xué)的相關(guān)方法去研究古代的物質(zhì)遺存，物理學(xué)和化學(xué)可以應(yīng)用于遺物的年代、結(jié)構(gòu)和成分的研究。生物學(xué)可以探討古代的人、動物和植物，地球科學(xué)可以研究當(dāng)時(shí)的自然環(huán)境，統(tǒng)計(jì)學(xué)可以對各種考古資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

　　那么，單純的自然科學(xué)研究跟科技考古研究相比，有什么共性？

　　第一，使用同樣的儀器設(shè)備。這個(gè)設(shè)備基本上不是為科技考古研究專門研發(fā)的，可能會有些小的改進(jìn)，更加適合應(yīng)用于考古學(xué)，但基本上不是專門為考古學(xué)研究研發(fā)的，我們所有的設(shè)備都同樣應(yīng)用在自然科學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域。

　　第二，依據(jù)同樣的分析原理，運(yùn)用同樣的技術(shù)手段，對有同樣的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)元素組成的對象進(jìn)行分析。

　　除了共性以外，還要講個(gè)性。單純的自然科學(xué)研究跟科技考古研究的區(qū)別是什么？

　　第一，分析的材料在時(shí)間上的差異性。單純的自然科學(xué)研究可以包括現(xiàn)代的，而且從某種程度上說主要是現(xiàn)代的，但也包括古代的。但是科技考古研究肯定是探討古代的，很少去做現(xiàn)代的。現(xiàn)在我們也強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)考古，用現(xiàn)在的手段，復(fù)原過去的生產(chǎn)過程，制作相同的實(shí)物。但這樣的研究主要是為了啟發(fā)我們的思路，完善我們的方法，充實(shí)我們的證據(jù)，而不是科技考古研究的主要目的，科技考古主要是研究古代的歷史。

　　第二，對研究結(jié)果解釋的思路不一樣。自然科學(xué)研究基本上是就事論事，做出來是什么就是什么，這是物質(zhì)的自然發(fā)展過程，跟人沒有關(guān)系。但是科技考古要考慮研究對象的考古背景，它在哪里出現(xiàn)，是人有意識地放置的，還是無意識的處理的。廢棄以后是否受到各種各樣的干擾？現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)是否真實(shí)地反映了當(dāng)時(shí)的歷史，要考慮到很多因素，有沒我們沒有有想到的因素在里邊起作用，即最根本的就是要考慮到古人的各種影響。

　　第三，研究目的不一樣。自然科學(xué)研究的目的就是研究自然界的物質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律，完成了對物質(zhì)的研究就是達(dá)到了目的。但是，科技考古研究要考慮的是解釋古代人類的行為，探討人的歷史是怎么形成的？為什么形成的？所以科技考古研究跟考古學(xué)一樣，完全是人文科學(xué)研究的一個(gè)領(lǐng)域，要探討人的活動特征，人的行為規(guī)律及當(dāng)時(shí)的歷史。

　　英國的地質(zhì)學(xué)家萊爾在 《地質(zhì)學(xué)原理》中提出“均變說”，其含義就是地球的變化從古至今是一致的，地球過去的變化只能通過現(xiàn)今的侵蝕、沉積和火山作用的物理和化學(xué)作用來認(rèn)識，現(xiàn)在是認(rèn)識過去的鑰匙。這就是將今論古，從現(xiàn)在去認(rèn)識過去，這是我們開展研究的一個(gè)基本原理。

　　這里做一些簡單的解釋。比如，我們認(rèn)識古代家豬的年齡時(shí)，依據(jù)的是現(xiàn)在觀察到的家豬半歲左右長出第一臼齒，一歲半左右長出第二臼齒，二歲半左右長出第三臼齒的規(guī)律。我們根據(jù)現(xiàn)代家豬的牙齒萌生與年齡的對應(yīng)關(guān)系去認(rèn)識古代家豬的年齡，即對遺址出土的豬頜骨上的牙齒萌生狀況推斷其年齡。還有，現(xiàn)代對不同類型的天然和人造材料的多種元素進(jìn)行定性與定量分析時(shí)，依據(jù)每種化學(xué)元素的原子或離子在熱激發(fā)或電激發(fā)下，發(fā)射具有特征的電磁輻射，輻射的波長與元素的種類、輻射的強(qiáng)度與元素的含量密切相關(guān)這個(gè)原理，其使用的儀器為電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。我們借助這臺儀器，就可以對古代陶瓷制品的制作工藝及原料種類、金屬器的合金配比技術(shù)等開展研究。這就是將今論古。即我們的判斷依據(jù)是為現(xiàn)代科學(xué)所證明的，我們的儀器是自然科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域在開展研究時(shí)使用的。

　　自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的科學(xué)原理、儀器設(shè)備、研究過程及研究結(jié)果，經(jīng)得起科學(xué)的重復(fù)和檢驗(yàn)，由此證明了這些學(xué)科的科學(xué)性和實(shí)用性。這樣就可以保證我們應(yīng)用自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的方法和技術(shù)對古代遺跡遺物進(jìn)行研究時(shí)，在理論指導(dǎo)上的合理性，在實(shí)際操作方法上的科學(xué)性，因此就能保證最后結(jié)論的可靠性。

　　貫徹將今論古的原則，為我們實(shí)事求是地認(rèn)識過去，令人信服地解釋過去，奠定了基礎(chǔ)。

　　新石器時(shí)代分為不同的地區(qū)，不同的地區(qū)有不同的文化，一個(gè)文化是怎么形成的？考古學(xué)家首先根據(jù)一個(gè)遺址出土的房址、墓葬、灰坑、石器、陶器、金屬器等等人工遺跡遺物的形狀特征進(jìn)行概括。如果說一個(gè)地區(qū)的多個(gè)遺址出土的遺跡和遺物的形狀特征基本上是相似的，就可以概括為一個(gè) “考古學(xué)類型”。范圍再大一點(diǎn)，多個(gè)類型具有大致相似的遺跡和遺物，就形成了一個(gè)“考古學(xué)文化”。

　　通過多年對遺跡和遺物的形狀特征的研究，我們認(rèn)識了公元前1800年到公元前1500年左右的二里頭文化的面貌。關(guān)于二里頭文化是屬于夏，還是屬于商，卻一直沒有定論，這個(gè)爭論還將持續(xù)下去，如果依據(jù)現(xiàn)有的材料，繼續(xù)爭論是沒有意義的，不會形成共識。那么，需要補(bǔ)充更多的新材料，進(jìn)行新的探討。從這個(gè)角度說，科技考古應(yīng)該發(fā)揮當(dāng)仁不讓的重要作用。這是一個(gè)大問題，我們需要去回答。

　　而科技考古介入進(jìn)來，我們可以做哪些事情呢？

　　首先是遺址的絕對年代。通過碳十四年代測定，認(rèn)定二里頭遺址及屬于二里頭文化的各個(gè)遺址自開始到廢棄的絕對年代，構(gòu)建由多個(gè)遺址組成的二里頭文化一、二、三、四期的年代框架。

　　其次是自然環(huán)境狀況和變遷。通過環(huán)境考古研究，認(rèn)識古人建造二里頭都邑及各個(gè)聚落時(shí)的自然環(huán)境狀況，當(dāng)時(shí)的地貌和水文，當(dāng)時(shí)的自然資源狀況。

　　其三是古人的體質(zhì)、基因和食譜特征。當(dāng)時(shí)人的體質(zhì)特征有哪些特點(diǎn)，他們的基因譜系，他們的食譜。通過一個(gè)一個(gè)個(gè)體的全面研究，可以獲取宏觀的認(rèn)識，也可以掌握具體到個(gè)人的信息。

　　其四是古人類獲取食物資源的活動。他們獲取什么樣的食物資源？用什么方式獲取？探討當(dāng)時(shí)的生業(yè)水平，研究生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的關(guān)聯(lián)性。

　　其五是生產(chǎn)工藝。日用陶器的生產(chǎn)方式、陶禮器的生產(chǎn)方式、三足青銅器首次出現(xiàn)的過程、玉石器的制作工藝等等，都在研究范圍之內(nèi)。最終也落實(shí)在研究生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的關(guān)聯(lián)性。

　　通過這些研究，把握二里頭文化的時(shí)間跨度及一至四期的具體年代，認(rèn)識二里頭文化存在時(shí)期的地貌特征，歸納當(dāng)時(shí)人的具體狀況、當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力水平，在這樣的基礎(chǔ)上再去做考古學(xué)的比較研究，即與早于二里頭時(shí)期和晚于二里頭時(shí)期的考古學(xué)文化進(jìn)行對比，我們在討論二里頭文化屬性時(shí)的依據(jù)、思考和認(rèn)識都可能有明顯的提高。

　　考古發(fā)掘和研究實(shí)際上就是探討歷史?！扒八氖贰薄妒酚洝贰ⅰ稘h書》、《后漢書》、《三國志》 都是對古代歷史的描述。這些歷史書籍里很重要的一部分內(nèi)容是對人物的描述，本紀(jì)、列傳都是講帝王將相的具體故事。考古做不到這么細(xì)致，很難講到具體的人物，考古很難看到“樹木”，但是考古可以看到“森林”。

　　每次考古發(fā)掘都是為了揭示具體的一群古代居民，在特定的時(shí)間范圍內(nèi)，于特定的地區(qū)所從事的一部分活動，撰寫一段歷史。歷史需要我們考古學(xué)家去參與撰寫，尤其是史前史。關(guān)于歷史時(shí)期的內(nèi)容我們有古代文獻(xiàn)記載，而關(guān)于數(shù)千年的史前史，即原始社會的歷史，鮮有文字記載，即便有古史傳說，那畢竟不是信史。史前的歷史必須由考古學(xué)家依靠發(fā)掘出土的遺跡和遺物來寫，在撰寫過程中，必須借助科技考古的方法，在對人工遺跡和遺物進(jìn)行形狀研究的基礎(chǔ)上，開展全方位的觀察、測試、分析、探討，進(jìn)行考古學(xué)的思考，提升研究的層次，真正進(jìn)入歷史研究這個(gè)層面，一點(diǎn)一點(diǎn)地填補(bǔ)中國原始社會歷史中的諸多空白。

　　概括起來說，在堅(jiān)持考古學(xué)傳統(tǒng)的地層學(xué)和類型學(xué)研究方法的基礎(chǔ)上，更加科學(xué)、更加系統(tǒng)、更加廣泛、更加有效地運(yùn)用科技考古的研究方法，開展資料的收集和研究工作，已經(jīng)成為當(dāng)前衡量一個(gè)國家考古學(xué)研究水平的極為重要的標(biāo)尺。在這樣的基礎(chǔ)上開展研究，考古學(xué)的研究成果得到了全方位的充實(shí)和深化，不但考古學(xué)的學(xué)術(shù)地位得到整體的提升，歷史學(xué)、民族學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)等人文社會科學(xué)學(xué)科，地球科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)、自然科學(xué)史等自然科學(xué)學(xué)科的研究人員，都可以從考古學(xué)的研究成果中獲取珍貴的資料和有益的啟示。

　　二、科技考古的內(nèi)容

　　科技考古的介入，促使考古學(xué)的學(xué)術(shù)價(jià)值得到了全方位的提升?？萍伎脊旁诳脊艑W(xué)大思路的指引下，以考古學(xué)的目標(biāo)為自身的目標(biāo)，發(fā)揮了科技考古在考古學(xué)研究中不可或缺的重要作用。在進(jìn)行這方面的整體介紹時(shí)，先要重點(diǎn)推出兩本書。一本是《科技考古的方法與應(yīng)用》，一本是《中國科技考古導(dǎo)論》。

　　第一本書《科技考古的方法與應(yīng)用》主要是面向田野考古學(xué)家的，這是一本工具書，分為十章。第一章是總體闡述。后面九章基本涉及到自然科學(xué)相關(guān)學(xué)科的方法在考古學(xué)中的全面應(yīng)用。各章是互相關(guān)聯(lián)的，可以幫助考古研究人員和科技考古研究人員在發(fā)掘工作開始時(shí)就做到全局在胸，做好整體工作規(guī)劃，以便有效地開展工作。各章又是獨(dú)立成章的，絕大部分章節(jié)的內(nèi)容都涉及對每個(gè)研究領(lǐng)域的概述、在田野考古中采集標(biāo)本及應(yīng)該注意的事項(xiàng)，以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的工作步驟，也有些章節(jié)依據(jù)研究方向或研究方法分別闡述。盡管體例上稍有不同，但是所有章節(jié)都是緊扣各個(gè)研究領(lǐng)域在考古學(xué)中的具體應(yīng)用這個(gè)主題，都包括了在考古學(xué)中應(yīng)用成功的實(shí)例，以期幫助相關(guān)研究人員更深刻地認(rèn)識各種科技考古方法的內(nèi)容、意義及自己如何在其中發(fā)揮作用，同時(shí)也可以幫助大家有針對性地做好對某類遺跡或遺物的采樣和研究。這本書能夠給廣大田野考古研究人員、科技考古研究人員及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供幫助。讓大家通過本書，能夠在考古實(shí)踐中設(shè)計(jì)好發(fā)掘和研究的計(jì)劃，做好因地制宜的野外調(diào)查和發(fā)掘，正確地采集各種相關(guān)的遺物，科學(xué)地完成室內(nèi)的測試、鑒定和分析工作。從更廣泛的視角著眼，獲取更豐富的資料，圍繞考古學(xué)研究的目標(biāo)進(jìn)行多層次、多角度的探討，真正取得具有創(chuàng)新價(jià)值的成果。

　　第二本書《中國科技考古導(dǎo)論》的獨(dú)到之處有四點(diǎn)：一是研究領(lǐng)域齊全和充實(shí)，當(dāng)今中國科技考古研究中涉及的主要方面在本書中均有論述，內(nèi)容涉及到每個(gè)研究領(lǐng)域的目標(biāo)、思路、方法和實(shí)踐，便于大家全面認(rèn)識科技考古。二是以考古學(xué)研究的目的為指導(dǎo)，以具體的考古學(xué)問題為導(dǎo)向，對數(shù)十年來科技考古各個(gè)領(lǐng)域的眾多研究成果分門別類做了系統(tǒng)的歸納，突出重點(diǎn)和亮點(diǎn)，幫助大家通過典型實(shí)例認(rèn)識科技考古的重要地位。三是每章都有“思考”這部分內(nèi)容，在肯定研究成果的基礎(chǔ)上，提出科技考古各個(gè)領(lǐng)域今后需要努力開拓和完善的科學(xué)思路和具體措施，進(jìn)一步展示科技考古的學(xué)術(shù)價(jià)值及未來發(fā)展的巨大空間。四是以我們完成的河南省偃師市二里頭遺址的科技考古研究為實(shí)例，令人信服地建構(gòu)起在中華文明早期發(fā)展的核心地區(qū)，包括時(shí)間框架、自然環(huán)境狀況、人的體質(zhì)狀況、農(nóng)業(yè)和手工業(yè)狀況的歷史，這是國內(nèi)迄今為止聚焦單個(gè)遺址的最為前沿和最為齊全的科技考古研究成果，不但填補(bǔ)了諸多古代文獻(xiàn)記載和考古研究的空白，而且全方位地顯示了科技考古在具體遺址研究乃至于考古學(xué)整體研究中的重要作用。

　　我今天主要介紹《中國科技考古導(dǎo)論》這本書里十二個(gè)部分的內(nèi)容。

　?。ㄒ唬┻b感考古和物探考古

　　遙感考古主要指借助常規(guī)攝影傳感器，獲取考古遺址的影像資料，再運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形和圖像處理技術(shù)進(jìn)行增強(qiáng)處理，并根據(jù)廣譜成像規(guī)律和遺址范圍內(nèi)的地表狀況的相互關(guān)系，對其色調(diào)、紋理、圖案及時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行研究，以制定遺址或現(xiàn)象的位置、分布和形狀等特征，為科學(xué)地確認(rèn)遺址和遺跡奠定基礎(chǔ)。物探考古主要指借助儀器，探測遺址內(nèi)由于人工遺跡或遺物形成的特殊屬性，判定遺跡或遺物的位置、分布和形狀等特征。遙感考古與物探考古都是在不開展考古發(fā)掘的前提下，利用遙感和地球物理的探測方法在特定的區(qū)域中尋找地面和地下的考古遺存，確定考古遺存的幾何形態(tài)及空間分布范圍等，為考古發(fā)掘和文化遺產(chǎn)保護(hù)等工作的順利進(jìn)行做好前期準(zhǔn)備。

　　這里舉兩個(gè)實(shí)例。一是中國社會科學(xué)院考古研究所的劉建國研究員通過收集殷墟范圍內(nèi)的考古資料、不同時(shí)期的航空影像與美國陸地衛(wèi)星的TM（Thematic Mapper）影像等，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對遙感影像進(jìn)行了多重處理和分析，結(jié)合實(shí)地考古鉆探工作，發(fā)現(xiàn)地下的夯土基址等考古遺跡，在地表土壤干燥而裸露季節(jié)，能夠在TM影像上形成較為明顯的遺跡標(biāo)志，特別是中紅外波段的TM影像對地下遺跡有很好的反映效果，能夠反映出地下遺跡的總體布局情況。除小屯東北的殷墟宮殿區(qū)范圍之外，仍然存在有較大面積的建筑基址。四盤磨東南應(yīng)該有很多建筑基址，四盤磨西南很可能是墓葬區(qū)。這些判定對于考古學(xué)家開展田野考古工作是一個(gè)很好的啟示。

　　第二個(gè)實(shí)例是中國社會科學(xué)院考古研究所的鐘建副研究館員應(yīng)用垂直梯度磁力儀對青海省民和縣喇家遺址進(jìn)行探測，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)地點(diǎn)磁場強(qiáng)度異常，經(jīng)探鏟確認(rèn)是一個(gè)窖穴，通過發(fā)掘出土各種陶器、石器30余件。這是磁法勘探中的一個(gè)經(jīng)典案例。

　?。ǘ┠甏鷾y定

　　碳十四測定年代的最基本原理是放射性元素碳十四的衰變規(guī)律。自20世紀(jì)50年代碳十四測定年代的方法建立以后，多年來一直使用常規(guī)碳十四測定年代的方法進(jìn)行測年。自21世紀(jì)以來，加速器質(zhì)譜（簡稱AMS）計(jì)數(shù)法逐漸成為測定年代最為主流的方法，一般稱為加速器質(zhì)譜碳十四（AMS-14C）測年，國內(nèi)外現(xiàn)在都通用這種方法。樹木年輪定年就是確定樹木年輪的時(shí)間順序，其可以精確到年，甚至到某個(gè)季節(jié)。在特定地區(qū)的考古研究中，可以借助這個(gè)方法較為準(zhǔn)確地判定木質(zhì)遺物的年代。考古學(xué)首先要解決的問題是確定各個(gè)考古遺址的絕對年代，測定年代的方法可以分為碳十四測定年代和樹木年輪定年兩種。通過確定每個(gè)遺址的絕對年代，可以逐步構(gòu)建分布在不同地區(qū)的考古學(xué)文化和類型的時(shí)間框架，為開展考古學(xué)中各個(gè)文化、類型、遺址及各種文化現(xiàn)象的比較研究確立一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)尺。

　　復(fù)旦大學(xué)位于上海，上海位于長江三角洲地區(qū)。這里以長江三角洲地區(qū)新石器時(shí)代考古學(xué)文化的時(shí)間框架為例。依據(jù)碳十四測定年代的結(jié)果，我們大致可以排列出長江三角洲地區(qū)的河姆渡文化約為公元前5000～公元前4000年、馬家浜文化約為公元前5000～公元前3900年、崧澤文化約為公元前3900～公元前3300年、良渚文化約為公元前3300～前2100年、廣富林文化約為公元前2000年前后。

　　在樹輪定年方面的一個(gè)實(shí)例是中國社會科學(xué)院考古研究所的王樹芝研究員通過對青海省都蘭縣熱水古墓群的45個(gè)祁連圓柏木材樣本進(jìn)行樹木年輪定年研究，由此確定10號墓葬的建立年代為公元611年，21號墓葬的建立年代為公元685年，14號墓葬的建立年代為公元691年，19號墓葬的建立年代為公元713年，3號墓葬的建立年代為公元732年，23號墓葬的建立年代為公元753年，8號墓葬的建立年代為公元784年。這個(gè)精確到具體年份的墓葬順序排列僅僅依靠碳十四測定年代是無法做到的，因?yàn)樘际臏y定年代往往有正負(fù)幾十年的誤差。

　?。ㄈ┕臘NA研究

　　古DNA研究是通過從古代生物遺存中獲取DNA序列并進(jìn)行分析，認(rèn)識古代生物的種屬、譜系、體質(zhì)、生理和病理等，用分子生物學(xué)的證據(jù)探討考古學(xué)的具體問題。古DNA的研究主要涉及古生物的線粒體DNA、Y染色體DNA和常染色體DNA等。線粒體DNA具有母系遺傳、高突變率、拷貝數(shù)多、分子結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，所以被廣泛地應(yīng)用于古DNA研究中。相比線粒體DNA，Y染色體DNA亦不發(fā)生重組，呈嚴(yán)格的父系遺傳，但其非重組區(qū)有30M的區(qū)域，可以包含更多的遺傳標(biāo)記，用于記錄群體歷史的信息。Y染色體的這些特點(diǎn)使其成為研究父系群體歷史的最有效的工具。相比線粒體和Y染色體只能提供母系和父系群體歷史信息，常染色體DNA蘊(yùn)含著祖先群體的全部歷史信息，因此，開展包括線粒體、核DNA（性染色體和常染色體）在內(nèi)的全基因組測序是目前古DNA研究中的前沿領(lǐng)域。而高通量測序技術(shù)為全方位地開展研究提供了技術(shù)支撐。

　　關(guān)于DNA研究我們舉三個(gè)實(shí)例。比如，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的崔銀秋教授等對新疆地區(qū)多個(gè)青銅時(shí)代至鐵器時(shí)代的墓地出土的人骨進(jìn)行線粒體DNA研究，其結(jié)果證實(shí)在先秦時(shí)期的新疆地區(qū)，歐洲人種的東進(jìn)規(guī)模與數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出蒙古人種的西進(jìn)規(guī)模與數(shù)量，但歐洲人種的東進(jìn)勢頭卻始終沒有越過新疆東部地區(qū)。蒙古人種的大規(guī)模西進(jìn)應(yīng)是出現(xiàn)在漢代或是更晚的時(shí)期。與先秦時(shí)期相比，漢代以后蒙古人種西進(jìn)的規(guī)模與數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于歐洲人種的東進(jìn)，這可能與匈奴、突厥和蒙古等民族的不斷西遷有關(guān)。

　　再有，吉林大學(xué)邊疆考古研究中心的蔡大偉等對內(nèi)蒙古、河南、寧夏和山東等地區(qū)九處遺址的46匹古代馬骨進(jìn)行了線粒體DNA分析，提出4點(diǎn)認(rèn)識：1，中國古代馬的母系遺傳呈現(xiàn)高度多樣性，包含現(xiàn)代全部家馬的7個(gè)世系，對現(xiàn)代家馬線粒體DNA基因池的形成具有重要的貢獻(xiàn)，并且與中國現(xiàn)代家馬存在母系遺傳的連續(xù)性；2，中國家馬的起源既有本地馴化的因素，也受到外來家馬線粒體DNA基因流的影響；3，世系F是起源于東亞的古老世系，與蒙古馬密切相關(guān)，但是目前尚未知其野生祖先；4，中國古代馬雖與普氏野馬沒有直接的母系遺傳關(guān)系，但二者共屬于世系A(chǔ)。

　　還有，復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院聘任的文少卿博士通過對屬于仰韶文化中期廟底溝文化的陜西省西安市楊官寨遺址墓地出土的85例人骨進(jìn)行古DNA分析，發(fā)現(xiàn)其中母系來源的多樣性極高，父系遺傳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，初步認(rèn)為當(dāng)時(shí)社會是以父系親緣關(guān)系為紐帶，顯示距今5000多年的楊官寨遺址已出現(xiàn)男性為主導(dǎo)的社會組織關(guān)系；再從墓葬分布情況來看，墓壙之間距離近的，基因的親緣關(guān)系也較近，當(dāng)時(shí)可能是按照親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近來劃定墓葬位置的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對于我們認(rèn)識5000多年前西安地區(qū)的社會結(jié)構(gòu)具有重要價(jià)值。另外，文少卿博士還通過對陜西省鳳翔縣雍山血池秦漢祭祀遺址的7號長坑中26匹幼馬馬骨的古DNA分析，發(fā)現(xiàn)其母系來源的多樣性極高、馬匹中雄性略多、栗色馬占大多數(shù)、馬匹的爆發(fā)力和靈活度一般。這些似乎顯示出當(dāng)時(shí)馬匹的來源地不止一處，對祭祀用馬的性別、毛色要求并不嚴(yán)格。這些發(fā)現(xiàn)豐富了我們關(guān)于秦漢時(shí)期皇家祭祀用馬方式的認(rèn)識。

　?。ㄋ模┓€(wěn)定同位素研究

　　穩(wěn)定同位素研究就是通過對古代人骨和動物骨骼進(jìn)行碳氮穩(wěn)定同位素分析和鍶同位素分析，應(yīng)用碳十三（δ13C）和氮十五（δ15N）這兩種穩(wěn)定同位素分析的方法測定考古遺址出土的人骨和動物骨骼的碳十三值和氮十五值并進(jìn)行研究，可以幫助我們科學(xué)地確定古代人類和動物的食譜，探討其形成的原因，最終認(rèn)識人的行為特征。而鍶同位素分析即通過測定樣品中的鍶同位素比值，確定其所包含的地域特征。應(yīng)用鍶同位素分析的方法，對考古遺址出土的人和動物遺存進(jìn)行分析，可以幫助我們科學(xué)地確定考古遺址中出土的人和動物是本地的還是外來的，再進(jìn)一步探討其形成的原因。

　　穩(wěn)定同位素研究發(fā)軔于上個(gè)世紀(jì)80年代，經(jīng)過30多年的研究，成果相當(dāng)可觀。這里談兩點(diǎn)大的收獲。一是多位中外研究人員分別通過對新石器時(shí)代晚期（距今7000年～5000年左右）至青銅時(shí)代多個(gè)遺址出土的人骨和動物骨骼進(jìn)行碳氮穩(wěn)定同位素分析，取得不少認(rèn)識，可以歸納為以下七點(diǎn)：1，發(fā)現(xiàn)遼寧省北票縣喇嘛洞遺址，內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市興隆洼遺址，甘肅省秦安縣大地灣遺址二期、金塔縣火石梁和缸缸洼遺址，青海省民和縣喇家遺址，陜西省銅川市瓦窯堡、西安市半坡、姜寨、渭南市康家遺址，河南省靈寶縣西坡、偃師市二里頭、鄭州市商城、安陽市殷墟遺址，山西省襄汾市陶寺遺址，山東省煙臺市長島和茌平縣教場鋪遺址等位于北方地區(qū)的遺址中出土的人骨均是以C4類植物為主，可能是粟類。2，江蘇省金壇縣三星村遺址、上海市崧澤遺址和浙江省余姚市河姆渡遺址等位于南方地區(qū)的遺址則以C3類為主，可能是稻類。3，青海省大通縣上孫家寨遺址、甘肅省玉門市火燒溝遺址和新疆維吾爾自治區(qū)哈密市焉不拉克遺址等位于西北地區(qū)的遺址則明顯的表現(xiàn)為C3類和C4類兩種植物兼有，其中C4類可能是粟類，但是C3類可能是麥類。4，從氮十五的分析結(jié)果看，三星村、長島、火燒溝、焉不拉克等遺址的人骨的氮十五值較高，顯示出當(dāng)時(shí)攝取的營養(yǎng)級較高，但三星村、長島和火燒溝與焉不拉克的肉食來源可能不同，三星村、長島為魚類的可能性較大，后兩者為陸相動物的可能性較大。而其他遺址出土人骨的營養(yǎng)級均較低。從食譜的分析結(jié)果看，沒有發(fā)現(xiàn)男性和女性之間存在明顯的差異。5，通過對湖北省鄖縣青龍泉遺址和河南省南陽市溝灣遺址從仰韶文化期到石家河文化期的先民的食物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)C4類植物（粟）和C3類植物（水稻）的比例發(fā)生明顯變化，這種變化與新石器時(shí)代南方地區(qū)和北方地區(qū)考古學(xué)文化的交流和古環(huán)境變遷密切相關(guān)。6，通過對山東省日照市兩城鎮(zhèn)遺址龍山時(shí)代的人骨進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)兩城鎮(zhèn)先民主要以C3類食物（水稻）為食。7，在河南省偃師市二里頭遺址出土的人骨個(gè)體中，除大多數(shù)均為C4類為主之外，還有數(shù)例是以C3類為主，這種不同的結(jié)果反映出當(dāng)時(shí)可能存在人的流動，生活在南方地區(qū)的人到了二里頭遺址，雖然二里頭遺址的人工遺物中也發(fā)現(xiàn)了與南方地區(qū)的考古學(xué)文化交流的現(xiàn)象，但無法證實(shí)這僅僅是物的流動還是包括人的流動，食譜分析的結(jié)果提供了當(dāng)時(shí)人流動的證據(jù)。古人的這些食物是通過勞動獲得的，上述食性研究結(jié)果對于我們認(rèn)識不同時(shí)期、不同地區(qū)古人的生業(yè)方式和特征提供了重要的證據(jù)。

　　第二個(gè)大的收獲是多位學(xué)者通過對陜西省靖邊縣五莊果墚、河南省鄭州市新砦、安陽市鄣鄧、偃師市二里頭、山西省襄汾市陶寺和安徽省蚌埠市雙墩等遺址出土的動物骨骼進(jìn)行碳氮穩(wěn)定同位素分析，認(rèn)為北方地區(qū)的先民給狗和家豬的飼料主要為與小米相關(guān)的C4類植物，氮十五值較高；而位于淮河流域的先民在飼養(yǎng)家豬時(shí)可能也喂一些水稻的副產(chǎn)品。通過對內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市興隆溝遺址的狗和豬骨進(jìn)行碳氮穩(wěn)定同位素分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)刈耘d隆洼文化到紅山文化，狗和豬的食譜以屬于自然植被的C3類為主，直到小河沿文化之后，才開始用屬于C4類的粟類食物飼養(yǎng)家豬。通過對山西省襄汾市陶寺遺址出土的幾種家養(yǎng)動物進(jìn)行碳氮穩(wěn)定同位素分析，發(fā)現(xiàn)除了狗和豬的食譜與上述研究結(jié)果相同之外，黃牛的食物中接近C4類植物，而綿羊的食物中接近屬于自然植被的C3類植物，黃牛和綿羊的氮十五值均符合食草動物的特征；這些家養(yǎng)動物的食性差異與當(dāng)?shù)鼐用竦娘曫B(yǎng)方式相關(guān)。還有一點(diǎn)值得注意的是通過對陜西省靖邊縣五莊果墚遺址鼠類的碳氮穩(wěn)定同位素分析，發(fā)現(xiàn)鼠類也以C4類植物為主，氮十五值較高，其食譜明顯與人類活動相關(guān)。對于家養(yǎng)動物的食性研究結(jié)果不但可以印證古人的獲取食物資源的生業(yè)方式，而且可以認(rèn)識古人飼養(yǎng)不同家養(yǎng)動物的技術(shù)特征及其演進(jìn)過程。

　?。ㄎ澹┯袡C(jī)殘留物分析

　　有機(jī)殘留物分析是指從保存在古代遺跡和遺物中沒有特定的形態(tài)特征、肉眼無法識別的固體或液體殘留物上采集樣品，提取有機(jī)物，利用科學(xué)的檢測方法進(jìn)行定性定量分析，判斷殘留物的生物來源，從而了解古代先民對生物的加工、利用和相關(guān)載體的功能等。該研究有助于探討古代社會的經(jīng)濟(jì)形態(tài)、喪葬習(xí)俗乃至于意識形態(tài)。

　　有機(jī)殘留物分析是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。在中國科學(xué)院大學(xué)已經(jīng)開展起來了。中國科學(xué)院大學(xué)的楊益民教授等使用蛋白質(zhì)組學(xué)方法對新疆維吾爾自治區(qū)小河墓地中距今3600年前的固體牛奶制品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)塊狀物和顆粒狀物質(zhì)具有不同的蛋白質(zhì)組成：顆粒狀物質(zhì)的蛋白質(zhì)組成接近全奶，而塊狀物的乳清蛋白含量較低，主要成分是酪蛋白，這說明塊狀物是奶酪。隨后，他們又在奶酪中鑒定出開菲爾乳酸菌和酵母菌，并據(jù)此推斷先民先釀制一種特殊的發(fā)酵乳開菲爾，再經(jīng)過脫脂處理和乳清分離，最后得到開菲爾奶酪。此項(xiàng)研究將開菲爾奶酪的制作歷史上溯到距今約3600年，為探討開菲爾奶酪的起源和傳播提供了重要依據(jù)。這個(gè)研究成為探討東西方文化交流的一個(gè)很有意思的內(nèi)容。

　　（六）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，對人類文化遺址及其周邊地區(qū)的古代自然環(huán)境進(jìn)行綜合研究，系統(tǒng)地了解古代人類的生存環(huán)境（包括地貌、氣候、水文、土壤和動植物資源等）及其時(shí)空變化的規(guī)律，并結(jié)合考古學(xué)文化的研究，揭示自然環(huán)境與人類文化的關(guān)系，探討自然環(huán)境如何影響古代人類文化的形成與發(fā)展，以及人類在適應(yīng)自然環(huán)境的過程中，如何在自身生存和發(fā)展的同時(shí)，又給自然環(huán)境帶來的負(fù)面影響。環(huán)境考古研究的目的就是為了全面、具體地闡述和解釋古代的自然環(huán)境和人類行為的相互作用。其研究主要包括二個(gè)部分：重建古代的自然環(huán)境；探討古代的人地關(guān)系。

　　這里舉三個(gè)實(shí)例。一是中國社會科學(xué)院考古研究所的王輝博士通過對河南省禹州市瓦店遺址及周圍地區(qū)的研究，揭示了瓦店遺址周圍不同地貌單元的地層框架及河流地貌的演化過程。進(jìn)而結(jié)合環(huán)嵩山地區(qū)的區(qū)域資料，將瓦店遺址晚更新世以來的地貌演化劃分為6個(gè)階段。在距今4000年左右的王灣三期文化時(shí)期，瓦店附近的潁河處于中全新世堆積階段，臺地面與河床之間的高差較小，呈現(xiàn)出“水鄉(xiāng)”的特點(diǎn)。正是在這樣的自然景觀基礎(chǔ)上，瓦店先民建造了環(huán)壕聚落，并在臺地上發(fā)展了旱稻混作的生業(yè)類型。王輝博士對4000年前的地貌復(fù)原給我們帶來了全新的認(rèn)識，對認(rèn)識當(dāng)時(shí)的生業(yè)特征也是重要的啟示。

　　第二個(gè)實(shí)例是關(guān)于河南省偃師市二里頭遺址，二里頭遺址現(xiàn)在位于洛河和伊河之間，地勢狹促，并不具備都城的地勢特征。但在公元前1800年左右，實(shí)際狀況卻并非如此。根據(jù)北京大學(xué)城市與環(huán)境系的夏正楷教授等的研究，二里頭遺址附近的伊洛河曾經(jīng)發(fā)生過多次改道。距今4000年左右的特大洪水導(dǎo)致古洛河的決口和改道，使得二里頭遺址北側(cè)的洛河斷流，成為廢棄河道，從而在二里頭遺址以北形成一個(gè)范圍廣大的沖積平原。二里頭遺址的所在地成為位于伊洛河北岸沖積平原最南端的一個(gè)高地，高地四周為地勢平坦、土地肥沃的泛濫平原，向北一直延伸到連綿起伏的邙山，滔滔伊洛河水從高地南側(cè)流過，這樣一個(gè)從宏觀上看依山傍水的地勢大有王者之氣。在遺址廢棄之后，歷史時(shí)期發(fā)生的洛河改道最終形成了現(xiàn)在的水系格局。由此可見，重建古地貌、古水系對我們認(rèn)識古代歷史至關(guān)重要。

　　第三個(gè)實(shí)例是中國科學(xué)院的陳發(fā)虎院士等通過對青藏高原東北部53處遺址的炭化谷物、動物骨骼和牙齒進(jìn)行年代測定，發(fā)現(xiàn)在距今5200年以前，只有狩獵采集者季節(jié)性地生活在高原上，并能到達(dá)海拔4300米的高原腹地。后來，隨著種植小米的人群遷入，最早的村落開始出現(xiàn)，但人類主要居住在海拔2500米以下的河湟谷地中。到距今4000～3600年間，農(nóng)作物中出現(xiàn)了來自于西亞地區(qū)的大麥和小麥，在一些遺址中，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅透吆柠滎愖魑餅橹?。而從距?600年前開始，隨著麥類作物在農(nóng)業(yè)中所占比例的顯著增加以及飼養(yǎng)羊和牦牛，古人在全新世晚期氣溫下降的背景下，開始大規(guī)模地常年定居于海拔3000米以上乃至4000米的高海拔地區(qū)。這個(gè)研究重建了古代先民向青藏高原擴(kuò)展的過程。

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　　人骨考古的研究對象來源于考古發(fā)掘出土的人類化石或骨骼。通過測量學(xué)及非測量性狀的研究、牙齒人類學(xué)研究、古病理、古DNA、碳氮穩(wěn)定同位素、鍶同位素等各種研究，全面探討古代人群的各種狀況。其內(nèi)容包括：人群的種族形態(tài)、飲食、營養(yǎng)和健康、社會身份、風(fēng)俗習(xí)慣和古人口統(tǒng)計(jì)學(xué)以及遺傳學(xué)等方面。人骨考古與人類的生活方式、文化、技術(shù)、行為和經(jīng)濟(jì)模式的變化具有密切的聯(lián)系，對研究不同時(shí)期人群的形成、分化、發(fā)展過程、體質(zhì)特征、營養(yǎng)健康、社會風(fēng)俗以及遺傳特征等具有非常重要的作用，是全面復(fù)原古代人類社會的歷史面貌不可或缺的重要組成部分。

　　人骨研究聚焦創(chuàng)造古代歷史的人的體質(zhì)特征，幾十年來成果頗豐。這里舉三個(gè)實(shí)例。比如，吉林大學(xué)邊疆考古研究中心的朱泓教授等將眾多考古遺址出土的人骨分別命名為古中原類型、古華北類型、古蒙古高原類型、古東北類型、古西北類型和古華南類型等六種 。其中屬于古中原類型的人群主要包括仰韶文化、大汶口文化、廟底溝二期文化、山東龍山文化、河南龍山文化的居民及殷商先民中的平民和西村組、瓦窯溝組所代表的周人。這一古代類型的居民在先秦時(shí)期曾廣泛分布在黃河中下游地區(qū)。此外，在其中心分布區(qū)以外的一些地方也可以發(fā)現(xiàn)他們的蹤跡。屬于古華北類型的居民在先秦時(shí)期的內(nèi)蒙古長城地帶廣有分布，應(yīng)該是該地區(qū)最主要的原始土著，其中心分布區(qū)可能是在內(nèi)蒙古中南部到晉北、冀北一帶的長城沿線。此外，就目前的資料而言，該類型的居民也擴(kuò)散到西遼河流域。屬于古蒙古高原類型的居民的體質(zhì)特征還保留在年代較晚的蒙古高原地區(qū)的匈奴人及年代更晚的鮮卑人、契丹人和蒙古人中，成為這些民族的主導(dǎo)性群體遺傳因素。這一古代類型的居民主要分布在先秦時(shí)期的內(nèi)蒙古長城地帶及其周圍的遼闊草原地區(qū)，即現(xiàn)今的蒙古國及我國內(nèi)蒙古地區(qū)。屬于古東北類型的居民在東北地區(qū)先秦時(shí)期的分布相當(dāng)廣泛，至少是東北地區(qū)遠(yuǎn)古時(shí)期最主要的的土著類型之一。屬于古西北類型的居民主要分布在黃河流域上游的甘青地區(qū)，向北可擴(kuò)展到內(nèi)蒙古自治區(qū)的居延地區(qū)，向東在稍晚時(shí)期可滲透進(jìn)陜西省的關(guān)中平原及其鄰近地區(qū)。屬于古華南類型的人群以浙江省余姚縣河姆渡、福建省閩侯縣曇石山、廣東省佛山縣河宕、廣東省南?？h魷魚崗、廣西壯族自治區(qū)桂林市甑皮巖等遺址的顱骨組為代表。這種類型的居民在先秦時(shí)期可能主要分布在中國南方沿海地區(qū) 。他們一般和現(xiàn)代東南亞一帶的居民，如印度尼西亞人及美拉尼西亞人等大洋洲的現(xiàn)代土著比較接近。這是對生活在古代中國各個(gè)地區(qū)的人群特征的全景式勾畫。

　　第二個(gè)實(shí)例是吉林大學(xué)邊疆考古研究中心的魏東博士等對新疆維吾爾自治區(qū)哈密市黑溝梁墓地出土人骨的創(chuàng)傷研究表明，當(dāng)時(shí)使用不同形制的武器已經(jīng)是很普遍的現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)哈密地區(qū)與黑溝梁墓地古代居民共存的人群之間或在黑溝梁墓地古代人群的內(nèi)部，曾發(fā)生過激烈的爭斗，創(chuàng)口集中在人體的顱頂部與下肢下端。這個(gè)研究揭示了一段殘酷的歷史。

　　第三個(gè)實(shí)例是中國社會科學(xué)院考古研究所的王明輝博士通過對山東省滕州市前掌大墓地出土的人骨進(jìn)行了跪踞面的研究，發(fā)現(xiàn)左右第一跖骨上部前端跖骨頭后側(cè)形成一圓形勺狀凹坑，河南省安陽市殷墟婦好墓出土的玉人跪坐姿勢顯示出當(dāng)時(shí)人的跪坐方式，即當(dāng)時(shí)人在跪坐時(shí)雙膝并攏著地，雙腳并攏，臀部坐于腳跟上，雙腳的腳尖朝向前面的姿勢，長期用這樣的姿勢跪坐，就會形成上述的骨骼變形。類似現(xiàn)象還出現(xiàn)在山西省垣曲縣商城出土的人骨中。這個(gè)研究從骨骼形態(tài)上對當(dāng)時(shí)人的坐姿給予實(shí)證，豐富了我們的認(rèn)識。

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　　動物考古學(xué)屬于考古學(xué)的研究范疇，其研究對象包括考古遺址出土的無脊椎動物和脊椎動物這兩種動物遺存?？脊胚z址中出土的無脊椎動物主要是屬于腹足綱的螺類和屬于瓣鰓綱的兩枚貝殼這兩大類。而脊椎動物則主要包括魚類、爬行類、鳥類和哺乳類等四種。動物考古根據(jù)均變論的“將今論古”的原則研究古代動物遺存。根據(jù)動物分類學(xué)的原理認(rèn)定動物種屬、組成及演化關(guān)系；根據(jù)動物解剖學(xué)的原理判斷動物的形態(tài)特征；根據(jù)動物地理學(xué)的原理確定各種動物的分布范圍；根據(jù)動物生態(tài)學(xué)的原理判斷各種動物的多種行為特征。而埋藏學(xué)和文化生態(tài)學(xué)則為我們探討古代動物遺存的出土背景、研究古代人類與動物相關(guān)的各種行為提供科學(xué)依據(jù)和社會學(xué)的啟示。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合考古學(xué)的文化背景進(jìn)行探討，認(rèn)識古代人類利用動物資源的行為，研究動物在古代人類的物質(zhì)文化和精神文化中的作用和地位，構(gòu)建人與動物同行的歷史。

　　我通過多年的研究，可以確認(rèn)中國古代的狗、豬、牛、羊馬、雞等家養(yǎng)動物分別起源或出現(xiàn)于不同的時(shí)間和不同的地點(diǎn)，但絕大多數(shù)家養(yǎng)動物都首先出現(xiàn)于中國的北方地區(qū)。中國古代家畜的起源和出現(xiàn)的過程可以分為兩種模式：一種是中國古代居民在與一些野生動物長期相處的過程中，根據(jù)自己的需要逐步控制它們，把它們變?yōu)榧倚蟆Ａ硪环N是古代居民通過文化交流的過程，從其他地區(qū)直接引進(jìn)已經(jīng)成為家畜的動物。古代人類將野生動物馴化為家養(yǎng)動物，體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的人類利用自然和改造自然的能力。中國古代各種家養(yǎng)動物的起源、出現(xiàn)及發(fā)展，不但保證了人類穩(wěn)定地獲取多種肉食資源及奶制品等，而且在促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和手工業(yè)生產(chǎn)、增強(qiáng)軍事作戰(zhàn)能力、推動交通運(yùn)輸?shù)确矫嬉舶l(fā)揮了重要的作用。另外，在禮制建設(shè)和古人的精神領(lǐng)域中也有獨(dú)到的用途。

　　我發(fā)現(xiàn)各個(gè)地區(qū)的古代先民獲取肉食資源的方式各有特征。中國新石器時(shí)代的居民由完全依賴于自然環(huán)境提供的動物資源的依賴型，到開始開發(fā)某些野生的動物資源，把它們作為家養(yǎng)動物的初級開發(fā)型，再到主要依靠這類開發(fā)的家養(yǎng)動物資源獲取肉食的開發(fā)型，這一系列生存活動行為的變化是在肉食量需求的增長及居住地周圍自然環(huán)境所能提供動物資源的多少這種制約下被動地形成和發(fā)展的。這個(gè)過程可以稱之為“被動發(fā)展論”。先秦時(shí)期各個(gè)地區(qū)居民獲取肉食資源的方式在延續(xù)各自新石器時(shí)代的傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展。隨著人口的增加、社會的進(jìn)步，家畜飼養(yǎng)業(yè)在各個(gè)地區(qū)分別得到進(jìn)一步的鞏固、發(fā)展或推廣、普及，這是與中國自然環(huán)境的狀況、文化和歷史的具體發(fā)展過程密切相關(guān)的。

　　我還發(fā)現(xiàn)在屬于商代早期的河南省偃師商城遺址的祭祀?yún)^(qū)里存在大量用豬祭祀的證據(jù)，在河南省鄭州商城發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的豬，在商代各期的遺址里發(fā)現(xiàn)用狗祭祀的實(shí)例，這些都可以看做是一種自中國新石器時(shí)代以來的祭祀行為的延續(xù)。值得注意的是商代早期有一定數(shù)量的祭祀坑中存在把牛、羊和豬肢解后埋在一起的現(xiàn)象。鄭州商城遺址還發(fā)現(xiàn)了使用完整的牛祭祀。真正使用大量的牛進(jìn)行祭祀的實(shí)例發(fā)現(xiàn)于河南省鄭州市小雙橋遺址，而大量使用羊進(jìn)行祭祀的實(shí)例發(fā)現(xiàn)于河南省安陽市殷墟。商代晚期在祭祀中使用的馬并非本地所產(chǎn)。家馬在商代被引入中原地區(qū)，很快被商代貴族所接受。馬作為一種奔跑迅速，可以駕車的動物，在當(dāng)時(shí)可能具有相當(dāng)特殊的地位。故商王死后要隨葬車和馬，在王陵里有大量的馬坑，進(jìn)行祭祀?？梢婋S著時(shí)間的發(fā)展，祭祀品中的動物種類增多，數(shù)量也在增加。這些變化有助于區(qū)分獻(xiàn)祭者的身份。以大量?；蚺Ｅc其它動物的組合作犧牲，比用豬作犧牲，能夠更加具體地反映出等級制度。車馬葬與大規(guī)模的人牲是商代晚期王權(quán)和祖先崇拜的最高表現(xiàn)形式。通過動物祭祀，我們可以了解商代統(tǒng)治特征的明顯變化。

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　　植物考古涉及大植物遺存、木材、植硅體和淀粉粒等四種遺存的研究。通過在田野考古中建立科學(xué)的取樣方法及浮選法，確立考古遺址出土的各種農(nóng)作物及其它植物、樹種、植硅體和淀粉粒的科學(xué)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，通過對考古遺址中出土的植物遺存進(jìn)行定性定量的分析和研究，認(rèn)識包括采集、栽培、祭祀、文化交流及利用木材等方面在內(nèi)的古代人類與植物的各種關(guān)系，探討其形成的原因、規(guī)律性特征及在中國歷史發(fā)展進(jìn)程中的作用和影響。

　　通過多年來多位學(xué)者的研究，我們對中國古代各個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)狀況有了全面的認(rèn)識，以下按照不同的地區(qū)分別闡述。在東北地區(qū)的北部，在新石器時(shí)代一直以采集的方式獲取植物性食物，從青銅時(shí)代開始，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物。而東北地區(qū)的南部至少從新石器時(shí)代中期的興隆洼文化開始出現(xiàn)少量農(nóng)作物，其中以黍?yàn)橹?、粟為輔，當(dāng)時(shí)獲取植物性食物的方式以采集為主。在新石器時(shí)代晚期的紅山文化中種植粟和黍的行為發(fā)展緩慢，而在遼東半島的小珠山文化中開始逐漸成為主要的獲取植物性食物的方式。到青銅時(shí)代，主要分布在遼河下游地區(qū)的高臺山文化以種植粟等農(nóng)作物為主。主要分布在西遼河地區(qū)的夏家店下層文化以種植粟和黍?yàn)橹?。從夏家店上層文化至燕文化時(shí)期，農(nóng)業(yè)呈穩(wěn)定發(fā)展的趨勢 。

　　在黃河上游地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代早期的遺址。屬于新石器時(shí)代中期的大地灣一期文化中發(fā)現(xiàn)少量的黍，獲取植物性食物的方式以采集為主。在屬于新石器時(shí)代晚期的仰韶文化發(fā)現(xiàn)了大量的黍和粟，在新石器時(shí)代晚期的前段到后段經(jīng)歷了從以黍?yàn)橹鞯揭运跒橹鞯霓D(zhuǎn)變過程。在新石器時(shí)代晚期（距今約5000年左右）發(fā)現(xiàn)除粟類遺存外，還包括水稻遺存。到新石器時(shí)代末期的馬家窯文化和之后的齊家文化以粟作農(nóng)業(yè)為主。到卡約文化時(shí)期（其上限相當(dāng)于商代早期），發(fā)現(xiàn)大麥可能是當(dāng)時(shí)最重要的農(nóng)作物，小麥和粟的數(shù)量都明顯少于大麥。黃河中游地區(qū)（包括華北地區(qū)）在新石器時(shí)代早期獲取植物性食物的方式以采集為主，出現(xiàn)初期的種植黍的行為。在新石器時(shí)代中期似乎仍然以采集為主獲取植物性食物，但是磁山文化出現(xiàn)數(shù)量較多的黍，粟的數(shù)量不多。到新石器時(shí)代晚期的仰韶文化除以粟為主之外，還發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的水稻。到新石器時(shí)代末期的龍山文化除粟、黍、水稻之外，又發(fā)現(xiàn)大豆。到二里頭文化時(shí)期，出現(xiàn)小麥。到商周時(shí)期，種植以粟類為主的五種農(nóng)作物的方式穩(wěn)定發(fā)展。黃河下游地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代早期的遺址。在新石器時(shí)代中期的北辛文化已經(jīng)開始種植粟、黍和稻等農(nóng)作物，但采集所得仍然是主要的食物來源。到新石器時(shí)代晚期的大汶口文化以種植粟、黍和稻等農(nóng)作物為主。到新石器時(shí)代末期的龍山文化的農(nóng)作物中，除粟、黍和稻之外，還發(fā)現(xiàn)小麥。

　　淮河上游地區(qū)在新石器時(shí)代早期以采集的方式獲取植物性食物。到新石器時(shí)代中期，地理位置偏北的裴李崗文化出現(xiàn)粟、黍和水稻；而地理位置偏南的賈湖文化出現(xiàn)水稻，但數(shù)量均不多，當(dāng)時(shí)主要以采集的方式獲取植物性食物資源。到新石器時(shí)代晚期，仰韶文化以種植粟為主，種植黍和水稻為輔，農(nóng)業(yè)在這一階段開始成為先民獲取植物性食物資源的最主要方式。到新石器時(shí)代末期，龍山文化延續(xù)這種種植方式，在農(nóng)作物中新增加了大豆。中游地區(qū)在新石器時(shí)代中期的順山集文化和雙墩文化中出現(xiàn)水稻，但數(shù)量不多，當(dāng)時(shí)主要以采集的方式獲取植物性食物。這個(gè)地區(qū)缺乏新石器時(shí)代晚期的資料。新石器時(shí)代末期的大汶口文化晚期和龍山文化以種植粟、黍和水稻為主，粟和水稻的比例基本相當(dāng)或略有差異 。

　　在長江上游地區(qū)缺乏新石器時(shí)代早期至中期的資料。在新石器時(shí)代晚期，成都平原于距今約5100年～4600年發(fā)現(xiàn)黍的數(shù)量占絕對優(yōu)勢，有少量的粟。在距今4600年～4300年，水稻由出現(xiàn)、再發(fā)展到占據(jù)絕對優(yōu)勢，并出現(xiàn)零星的黍和粟 。在新石器時(shí)代末期的寶墩文化發(fā)現(xiàn)以種植水稻為主，也發(fā)現(xiàn)少量的粟。成都平原的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)從新石器時(shí)代晚期到末期似乎經(jīng)歷了以黍和粟為主到以稻米為主的轉(zhuǎn)變過程。三峽地區(qū)新石器時(shí)代末期發(fā)現(xiàn)的植物遺存顯示農(nóng)作物以黍和粟為主，僅有少量稻米 。長江中游地區(qū)在新石器時(shí)代早期以采集的方式獲取植物性食物，當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)少量的栽培稻。新石器時(shí)代中期的彭頭山文化主要以采集的方式獲取植物性食物，栽培稻的數(shù)量開始增多。新石器時(shí)代晚期的大溪文化在距今6000年～5000年左右逐漸形成以種植水稻為主，還包括種植少量的粟，采集方式還占有一定的比例。到新石器時(shí)代末期的屈家?guī)X文化和石家河文化以種植水稻為主，還包括種植少量的粟。長江下游地區(qū)在新石器時(shí)代早期以采集的方式獲取植物性食物，當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)少量的栽培稻。新石器時(shí)代中期的跨湖橋文化主要以采集的方式獲取植物性食物，栽培稻的數(shù)量開始增多。新石器時(shí)代晚期的河姆渡文化、馬家浜文化和崧澤文化在距今6000年～5000年左右逐漸形成以種植水稻為主、采集行為還占有一定的比例的方式。到新石器時(shí)代末期的良渚文化和廣富林文化以種植水稻為主。

　　華南地區(qū)在新石器時(shí)代早期至晚期的前段以采集的方式獲取植物性食物。大約距今6000年至4500年前后，水稻種植已經(jīng)出現(xiàn)在這一地區(qū) 。相比黃河流域、淮河流域和長江流域的農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，華南地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r明顯滯后。

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　　冶金考古利用金相分析、同位素分析、微量元素分析和電鏡觀察等多種觀察、檢測和分析方法，對古代遺址出土的與獲取礦料、冶煉、鑄造和鍛造相關(guān)的遺跡和遺物進(jìn)行研究，全面認(rèn)識古代冶金技術(shù)的形成和發(fā)展過程。青銅是銅和錫的合金，有時(shí)還含有鉛。作為中國古代文明的象征之一，中國的青銅器以其美輪美奐的造型和高超的制作技術(shù)聞名于世，青銅冶鑄技術(shù)也促進(jìn)了中華早期文明的發(fā)展進(jìn)程。鐵器雖其貌不揚(yáng)，但因其比青銅器有著更好的使用性能及更高的技術(shù)要求而得以開創(chuàng)一個(gè)新的時(shí)代，特別是中國古代發(fā)明的生鐵冶煉及利用生鐵制鋼的技術(shù)，不僅是世界冶金史上的一大創(chuàng)造，也為秦漢帝國的建立提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。對青銅器、鐵器、金銀器和其他古代使用的金屬及其制作技術(shù)進(jìn)行研究，不僅可以了解中國古代金屬技術(shù)的發(fā)展歷程，而且可以探討有關(guān)不同地區(qū)的文化交流、技術(shù)傳播以及社會發(fā)展的問題。冶金考古是中國古代歷史研究中不可或缺的一個(gè)組成部分。

　　這里舉兩個(gè)實(shí)例。一是北京大學(xué)考古文博學(xué)院的陳建立教授認(rèn)為，西亞和東歐地區(qū)早在7000年前就開始冶鑄青銅，用兩塊石質(zhì)或泥質(zhì)單面范合在一起澆注金屬制品，發(fā)展了失蠟法鑄造和鍛造技術(shù)。就青銅冶鑄技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間而言，中國并不算早，而且在中國早期銅礦開采、冶煉和鑄造中也能找到來自西方的技術(shù)因素，但當(dāng)青銅冶煉技術(shù)通過區(qū)域交流進(jìn)入以河南省、山西省和陜西省為中心的中原地區(qū)時(shí)，中原地區(qū)在新石器時(shí)代晚期就已經(jīng)具備的控制高溫和制模翻范技術(shù)的制陶知識積累基礎(chǔ)上，迅速地吸收、消化并改進(jìn)提高傳入的青銅冶煉技術(shù)，創(chuàng)造了輝煌的青銅器陶范鑄造技術(shù)，顯示了中原文化兼容并蓄、博采眾長的優(yōu)點(diǎn)。夏商周三代物質(zhì)文明的集大成者青銅器，特別是種類繁多、造型優(yōu)美和紋飾獨(dú)特的禮樂器，堪為中國青銅文化的一大特色，三代青銅器的模塊化或標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)及其管理也是復(fù)雜社會管理中的重要一環(huán)。冶鑄技術(shù)對于中華文明的起源具有重要的推動作用。

　　第二個(gè)實(shí)例是陳建立教授認(rèn)為，生鐵技術(shù)體系的建立亦是如此。來自西方的塊煉鐵技術(shù)傳播到中原地區(qū)后，在西周晚期和春秋早期集中出現(xiàn)了隕鐵、塊煉鐵和生鐵制品，這并不是偶然現(xiàn)象，必有其內(nèi)在的原因。生鐵冶煉技術(shù)的產(chǎn)生及其體系的建立，是塊煉鐵技術(shù)與青銅器陶范鑄造技術(shù)相結(jié)合的必然結(jié)果，也是中原文化吸收外來技術(shù)進(jìn)行再創(chuàng)造的結(jié)果，再次體現(xiàn)了兼容并蓄、博采眾長的中華文明特質(zhì)。而生鐵冶煉技術(shù)的發(fā)明及利用生鐵制鋼技術(shù)體系的建立，以及由此導(dǎo)致的先秦兩漢時(shí)期的農(nóng)業(yè)革命，改善了人類的生存條件，增加了人口，發(fā)展了教育，提高了人的素質(zhì)，為秦漢帝國的形成奠定了基礎(chǔ)。

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　　陶瓷器科技考古是探討陶瓷器的起源、原料、制作工藝及技術(shù)發(fā)展過程，認(rèn)識新石器時(shí)代以來陶器的發(fā)明和使用對人類生活產(chǎn)生的影響，瓷器的發(fā)明與不斷創(chuàng)新對社會進(jìn)步的作用，研究陶瓷器的起源、原料和制作工藝反映的人類行為特征，更好地揭示古代陶瓷器的科技與文化內(nèi)涵。

　　這里分別以陶器和瓷器研究為例。經(jīng)過多位學(xué)者的研究，可以確認(rèn)新石器時(shí)代早期的陶器在制作技術(shù)上至少有三個(gè)特點(diǎn)，即捏塑法成型、平地堆燒和低溫?zé)?。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的周仁院士等對黃河流域新石器時(shí)代和殷周時(shí)期陶器的燒成溫度進(jìn)行分析后指出，灰陶和紅陶的燒成溫度為950～1050℃，黑陶的燒成溫度約在1000℃左右，殷墟時(shí)期硬陶的燒成溫度高達(dá)1180℃，而山西省侯馬市戰(zhàn)國侯馬遺址釉陶的燒成溫度甚至高達(dá)1230℃，顯示中國古代陶瓷燒制技術(shù)不斷進(jìn)步，其應(yīng)當(dāng)與窯爐的改進(jìn)有著密切的關(guān)系。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的李家治研究員則進(jìn)一步指出，新石器時(shí)代陶器的燒成溫度均在1000℃以下，一般約為950℃；到了商周時(shí)期，印紋硬陶燒成溫度已提升到1200℃左右。陶器的燒成溫度也是窯爐和高溫技術(shù)發(fā)展的重要體現(xiàn) 。中國社會科學(xué)院考古研究所的彭小軍博士等研究了長江中游地區(qū)史前時(shí)期的三十余處陶窯，認(rèn)為長江中游地區(qū)先后經(jīng)歷了同穴窯、橫穴窯和豎穴窯之間的替代演變，并伴隨著陶窯形制的變化，其細(xì)部結(jié)構(gòu)尤其是建造方式等方面也表現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征。

　　對于瓷器的研究證實(shí)，由于不同產(chǎn)地、不同時(shí)代的古陶瓷在原料來源、原料配方和處理技術(shù)的變化和不同，其最終的化學(xué)組成模式也存在相應(yīng)的特點(diǎn)和差異。因此，可以利用古陶瓷化學(xué)組成的差異來進(jìn)行古陶瓷的斷源和斷代。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所利用X射線熒光分析（EDXRF）方法開展了瓷器斷源和斷代研究，其以中國數(shù)十個(gè)窯系和類別的瓷器的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫（近萬組數(shù)據(jù)）為比對標(biāo)準(zhǔn)，并研制了針對古陶瓷化學(xué)元素測定的標(biāo)準(zhǔn)樣品，建立了一整套分析方法，利用多元統(tǒng)計(jì)分析處理數(shù)據(jù)，取得了一定進(jìn)展。

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　　玉石器科技考古就是探討器物的材質(zhì)、來源和制作過程。在探討原料的獲取和玉石器制作工藝的基礎(chǔ)上，可以認(rèn)識當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平、工藝流程，進(jìn)而討論當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)關(guān)系特征，最終參與社會狀況的研究。

　　這里分別以玉器和石器研究為例。首都師范大學(xué)的錢益匯教授通過對河南省偃師市二里頭遺址出土石器的研究，確認(rèn)當(dāng)時(shí)的石料種類有32種，以砂巖最多，安山巖、灰?guī)r、片巖、輝綠巖和白云巖等各占一定的比例。二里頭附近分布較多的是砂巖、灰?guī)r、白云巖、石英巖和輝綠巖等，就近取材的方式應(yīng)當(dāng)是二里頭人開采石料最方便快捷的資源獲取模式。不同時(shí)期的石料種類和利用率差異很大，尤其是二里頭四期，總量明顯增加，石料利用率達(dá)到最大化。在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們對石料這一重要資源特性的認(rèn)知度越來越高，在開發(fā)石料的過程中，總能根據(jù)工具的功能特性選擇合適的石材，以提高生產(chǎn)效率和使用效率。當(dāng)時(shí)被二里頭聚落控制的不同等級聚落都有可能承擔(dān)石材輸送和石器初步加工生產(chǎn)的任務(wù)。

　　香港中文學(xué)校鄧聰教授等通過對山東省臨朐縣西朱封、河南省偃師市二里頭遺址出土的玉器開展微痕分析，認(rèn)為龍山時(shí)代晚期玉器的開料和二次加工雖存在砂繩切割技術(shù)，但以鋸片切割技術(shù)為主，后者呈現(xiàn)出尺寸漸大的發(fā)展趨勢，為二里頭文化大型片狀玉器的出現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。中國社會科學(xué)院考古研究所的葉曉紅等通過對河南省桐柏縣月河一號春秋墓出土玉器的陰刻紋飾進(jìn)行微痕分析，認(rèn)為當(dāng)時(shí)的陰刻工藝普遍使用了添加解玉砂的旋轉(zhuǎn)砣具技術(shù)，并推測商代晚期陰刻紋飾的盛行，可能與陰刻工具已經(jīng)發(fā)生變革有關(guān)。這個(gè)認(rèn)識為確定中國古代砣具出現(xiàn)的時(shí)間提供了實(shí)證性證據(jù)，意義重大。

　　科技考古十二個(gè)部分的研究目的、最為典型的研究成果都簡明扼要地介紹完了。對于科技考古各個(gè)主要領(lǐng)域的更為詳細(xì)的闡述，在接下來的幾天的授課過程中，將有各位老師給大家做詳盡的講解。這里再回到萊爾的《地質(zhì)學(xué)原理》，這本書里面有一段很精彩的話語，形象地展現(xiàn)了我們現(xiàn)在做考古、做科技考古的價(jià)值和我們的感悟。他說：“我們雖然僅僅是地球表面上的過客，并被束縛在有限的空間，經(jīng)過的時(shí)間也很短促，然而人類的思想，非但可以推測到人類目光所不能看到的世界，而且還可以追溯到人類出現(xiàn)以前無限時(shí)期內(nèi)所發(fā)生的事情，對深海的秘密或地球的內(nèi)部也都可以洞察無遺；我們和詩人所描寫的創(chuàng)造宇宙的神靈同樣自由，在所有的陸地上，所有的海洋里和高空中遨游?！?/p>

　　多年的考古發(fā)掘?yàn)槲覀兊目萍伎脊叛芯糠e累了非常豐富的資料，今后的考古發(fā)掘還將為我們的科技考古研究提供更多的新的資料，我們要用科學(xué)的理論作為指導(dǎo)，用科學(xué)的方法作為工具，從考古資料中全方位地獲取珍貴的信息，認(rèn)真地開展研究，與考古研究人員共同凝練我們的研究成果，逐步把我們中華民族的那段燦爛的歷史，眾多有趣的故事都重現(xiàn)出來、復(fù)原出來。我們要和考古研究人員一起，努力承擔(dān)起為中華民族修家譜、寫歷史的重任。

　　謝謝大家！

　　*本文為袁靖先生在復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院開設(shè)的FIST課程（Fudan Intensive Summer Teaching，復(fù)旦大學(xué)夏季集中授課）“中國科技考古的發(fā)展與前沿研究”的講座講稿。