来源:《中国文物报》2013-8-2 悦读
吉林大学 林 沄
考古学和传统的历史学一样,目的都在于复原历史的真相,探究不同时、地人类历史活动的一般法则和各自的特殊性。所不同者,传统历史学研究的是文字记载,考古学研究的是与人类活动有关的物证(物本身和物的存在状态)。因此,考古学一开始就吸收了自然科学的方法来研究各种物证。最显著的,是将地质学研究地层的方法,发展为有自身特点的层位学;将生物学构建生物进化谱系的方法,改建为有自身特点的类型学。随着科学不断发展,研究物证的各种科技方法,越来越多样化,从物证获取的人类活动信息也越来越丰富,因而,科技考古自然而然地成为考古学研究中最有广阔天地的分支。
从1985年才从事科技考古的王昌燧教授,是在这个领域里勇于开拓的领军人物。在短短的28年中,他和他的团队在陶瓷、冶金、玉器、建材、生物、农业、有机残留和盐业八个方面都取得了不乏原创性的研究成果,在近期出版的《科技考古进展》一书中,用生动的文笔将这些成果介绍给读者,读来确实使人耳目一新,不免想谈两点感想。
第一个感想是:科技考古要有长足的发展,科技方面的专家一定要钻进考古里去。像王昌燧教授,就善于发现考古学中的热点问题,进行思索,提出疑问。提出新的解决问题的思路,设计新的模拟实验,使用新的检测方法和分析手段,所以才能取得一个个重要的创新成果。
比如,原始瓷的发源地问题,“北瓷南源”说和多源说就是考古学中的一个热点。虽然有的科技专家,已用中子活化技术检测了郑州、荆南寺、盘龙城、铜鼓山、吴城的陶片、硬陶和原始瓷的化学元素成分,通过主成分析和聚类分析,发现五地陶片的元素组成有各自不同的特征,而各地原始瓷的元素组成却十分接近,且和吴城陶片的成分相近。由此证明“北瓷南源”有科学根据。但王昌燧却认为这种分析结果实际上混淆了陶器、瓷器原料的本质不同,即便它们在化学成份上呈现一定的相似性,也纯属偶然。
早在开展这一课题之初,他曾亲赴江西考察吴城遗址出土的原始瓷样品,发现这些样品质量甚差,表面的釉层已几乎脱尽,较之商代早期郑州商城的原始瓷样品大为逊色。正是这一事实坚定了他再探原始瓷产地的信心和决心。具体研究时,他采用显微图像处理技术,分析原始瓷的岩相显微结构,发现不同地区出土原始瓷所含石英颗粒的粒度分布明显不同,有力证明了各地原始瓷有着不同的原料配方,与此同时,结合微量元素聚类分析和瓷釉熔剂分析的结果,从多个角度支持了原始瓷产地的多元说。
又如,中国冶金术是本土独立起源,还是源自西亚,也是考古学的一大热点。对于我国黄河流域新石器时代遗址出土的黄铜器物,20世纪80年代初已经作过用铜锌共生矿模拟冶炼原始黄铜的实验。这次实验,只是破除了一些考古学者认为在新石器时代条件下不可能冶炼出黄铜的成见,却并未解决黄河流域的早期黄铜器物究竟是用何种方法冶炼出来的问题。针对这一考古学上重大的问题,王昌燧的团队根据早期黄铜冶炼工艺的三种推断,再次进行了多次模拟实验,最后得到结论:利用孔雀石、炉甘石和木炭,在800∽900℃时即可经固体还原法获得块状黄铜。温度到950℃时,可获得熔融黄铜。若用铜片、炉甘石和木炭,则在800∽900℃时,获得的冶炼产品仅外围形成黄铜组织,中间仍为纯铜,若温度提高到950℃,则整块铜片都成为熔融黄铜。他们又进一步用同步辐射微束X射线荧光分析方法测试姜寨出土黄铜片与模拟实验所获得的熔融黄铜样品和块状黄铜样品,锌元素和铅元素的面分析表明,姜寨黄铜片的锌、铅分布和固体还原法所获块状黄铜样品类似,明显不同于熔融所得黄铜中的锌、铅分布规律。
由此可以推测,姜寨黄铜片是在900℃左右的较低温度下由固体还原法炼得。说明中国和西亚一样,最早的人工冶炼金属,都是用热煅法或固体还原法等“简单”技术获得,因而可能是有各自不同起源的。这样就把科技检测和分析所着重要解决的问题和考古学研究所需更紧密的结合起来了。
类似的例子还有很多,就不一一列举了。王昌燧教授用自己的实践表明,把现代科技引进考古学,科技工作者要了解考古学的人文理念,要针对不同考古资料的特点,对技术方法进行选择、调整和改造,这样才能解决具体的学术问题,同时也就在课题平台上实现了不同学科之间的融合交叉。
当前中国考古学正在由盛行考古学文化区系类型的研究,转向复原古代社会的技术经济、社会生活、上层建筑以及社会和历史环境的关系等更深层次的研究。课题的多样化导致对获得不同类型的资料和信息的多种技术方法的需求。只有像王昌燧教授这样针对考古学的人文目的,将新的科技方法组成有效体系的科技工作者越来越多,考古学才能更快、更健康的发展。
第二个感想是:王昌燧教授的这本书,并非只是他个人的研究成果,而是他领导的整个团队的成果汇编。在该书的“我的科教感悟——代前言”中,王昌燧先生指出,“科技考古为自然科学与社会科学交叉融合的学科,可视为交叉融合领域最为广阔的学科。如果说交叉学科通常需要‘团队作战’,那么容易理解,相比于其他交叉学科,科技考古则更需要‘团队作战’”。而王昌燧先生正是建设了一个充满活力的科研团队,并领导这个团队不断前行的优秀带头人。
以重新测定早期陶器的烧成温度为例,起初,王昌燧先生只是对仙人洞遗址出土陶器报道的烧成温度为740~840℃比大溪文化陶器的烧成温度还略高,产生了疑问。于是在给研究生讲课之机,动员有兴趣的同学开展模拟实验和分析。终于使一位硕士研究生刘歆益从模拟实验入手,对这个问题产生了浓厚的兴趣。发现就地选取富含岩石碎屑的黏土作原料,制成的“陶器”在400℃即可烧制成形,而400~500℃时物理性能最佳。这个温度显然大大低于所发表的仙人洞早期陶器被测定的烧成温度。当初测定仙人洞陶器烧成温度的方法,是国外学者经过数十年的探索而建立的热膨胀方法。但是刘歆益通过陶器的模拟制备与测试分析发现,只有当陶器原始烧成温度大于870℃时,该方法方能得出可靠的结果,而当陶器原始烧成温度低于870℃时,则无论陶土原料取自何地,无论烧成温度多低,其至是未加温的黏土,只要是用热膨胀方法,所测结果均为870℃左右!后来,王先生的另一位研究生认真检索文献后发现,早在1969年,英国牛津大学的一位教授通过实验已经指出过,对于原始烧成温度低于玻璃相形成温度的陶器,采用常规的热膨胀方法是无法测定其原始烧成温度的。这样看来,用热膨胀方法来测定仙人洞陶器的烧成温度,在方法上就是不当的,因而结果也就是不可靠的。
在发现问题后,王昌燧先生并未止步,而是鼓励和支持刘歆益探索测定低温烧制陶器的原始烧制温度的可能性。不久,刘歆益发现,若陶器的烧成温度在400∽800℃之间,当热膨胀方法的测试温度低于其原始烧成温度时,所得热膨胀曲线直线部分的高度位置基本稳定,当测试温度一旦高于原始烧成温度,再次测定时,此直线线段将有规律的下移。其后,经过系内几届师生的努力,建立了用热膨胀方法对陶瓷器原始烧成温度测定的修正公式,完善、健全了测定低温陶器原始烧成温度的新方法。即用多次重复加热的方法,利用热膨胀仪仍可测得低温陶器的原始烧成温度,但不是某一温度点,而是原始烧成温度的范围。
用这种新方法测定了北京门头沟区东胡林遗址出土早期陶器的烧成温度,三枚样品为450∽500℃,一枚样品为500∽550℃。这一结果显然比仙人洞已发布的烧成温度更令人信服。
这个例子生动地说明,一个屡有创新成果的团队,并不是全靠其领军人物个人头脑中的“灵光一现”,而是要带头人有一种敏锐的眼光,随时能在五光十色的考古新成就中发现疑问,而且善于使之成为团队成员的研究课题。而难能可贵的是在于培养和鼓励年青一代去打硬仗,练本事,组织团队的力量去完善和充实研究的课题。这样在出成果的同时,也就培养出新人,带出来一支队伍。
在该书的“代前言”中,王昌燧教授说:“多年实践使我感悟到,作为学科带头人或学术带头人,自我‘修炼’至关重要,最重要的是人品和学术水平。”他认为“人品更为重要”,作了较详细的说明,而我在这里却想强调的是,在学术水平上,王昌燧教授有一个重要的优点,就是博览群书,全方位考察国际科技考古的进展情况,注意各个方面新的技术方法的出现,这样才能对中国科技考古中应加强哪些薄弱环节,应该抓什么课题,有更加敏锐的眼光;更有效地为现实的考古课题找到适当的技术和方法来解决问题。所以才能在包含多个研究领域的庞大团队中起到领军的作用。这是十分可贵的,也是当今我国科技考古发展所特别需要的。
在认真拜读王昌燧教授的《科技考古进展》一书的同时,又看到了《华夏考古》今年第2期上发表的《先商文化时期家畜饲养方式初探》、《吉家院墓地出土青铜器的矿料来源初探》两文,以及《考古》今年第6期上的《中国古代家鸡的再探讨》,都是王昌燧教授以及团队参予的新的研究成果。因此,真心为王昌燧教授在科研和教育两方面不断取得新成就高兴,也为中国科技考古事业的发展前景充满了美好的憧憬!