1959年，中國科學(xué)院考古研究所（1977年改為中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所）副所長(cháng)夏鼐在辦公室遞給仇士華、蔡蓮珍一本書(shū)——美國科學(xué)家利比撰寫(xiě)的《放射性碳素測年方法》。
碳十四是碳的一種具有放射性的同位素，由于其半衰期長(cháng)達5700多年，且廣泛存在于有機物體內，因此可以根據死亡生物體內殘余的碳十四成分來(lái)推斷它存在的絕對年代。正是基于此，時(shí)任芝加哥大學(xué)教授的利比發(fā)明了碳十四年代測定法。這項發(fā)明引發(fā)了現代考古學(xué)的第一次革命。
1954年8月，夏鼐讀到了利比的這本書(shū)。隔年，他撰文介紹碳十四年代測定法的重要性，指出其應用可使史前考古的相對年代轉變?yōu)榻^對年代，同時(shí)推動(dòng)在國內盡快建立碳十四年代學(xué)實(shí)驗室。1959年，夏鼐把中國科學(xué)院原子能研究所（后改為中國科學(xué)院高能物理研究所）研究人員仇士華和蔡蓮珍調入考古所，碳十四年代學(xué)實(shí)驗室的籌建就此啟動(dòng)。1965年，該實(shí)驗室誕生首批科學(xué)數據，這一年也被視為中國科技考古學(xué)科的起始之年。
多個(gè)新石器時(shí)代考古學(xué)文化有了確切的年代序列
時(shí)間回到1959年，擺在仇士華、蔡蓮珍面前的是如何將《放射性碳素測年方法》中的理論轉化成可操作的實(shí)踐，這中間的不易可想而知。當時(shí)沒(méi)有現成的實(shí)驗設備，甚至很多元器件都難以買(mǎi)到。仇士華、蔡蓮珍夫婦從裁剪硅鋼片、繞制變壓器開(kāi)始，一個(gè)零件、一個(gè)儀器地研制。經(jīng)過(guò)幾年的努力，他們終于完成了各項設施的設計制造，實(shí)驗室正式運行。但疑問(wèn)隨即而來(lái)——如何驗證實(shí)驗結果的可靠性？
他倆想了一個(gè)辦法——讓考古學(xué)家把已知年代的文物樣品拿來(lái)做碳十四測定，看看測出的結果和文物的年代是否相符。仇士華選了3個(gè)樣品，通過(guò)背對背檢測，最終得出的數據都在文物專(zhuān)家已知的年代范圍之內，實(shí)驗終于達到了令人滿(mǎn)意的應用水平。
蔡蓮珍記得，在獲得成功的那一刻，她和仇士華想到公園散散步，卻發(fā)現累得走不動(dòng)?！白龉ぷ鞯臅r(shí)候感覺(jué)不出來(lái)累，一歇下來(lái)，感覺(jué)很疲倦，真是一點(diǎn)力氣都沒(méi)有了?！?/p>
就中國碳十四測定年代方法的建立和發(fā)展，中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所研究員、中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所考古科技實(shí)驗研究中心原主任袁靖撰文指出：“多少年來(lái)，考古界對于考古學(xué)文化的絕對年代是無(wú)法做出準確斷定的。夏鼐先生領(lǐng)導了中國碳十四測定年代方法的建立，并將其成功應用于史前考古研究之中。1977年，夏鼐先生發(fā)表了著(zhù)名的《碳-14測定年代和中國史前考古學(xué)》一文。他在文章中充分肯定了碳十四測年法的作用，利用經(jīng)過(guò)碳十四測定年代的近百個(gè)數據，全面整理了中原地區、黃河上游甘青地區、黃河下游地區、長(cháng)江中下游地區的新石器時(shí)代遺址的絕對年代，初步建立了中國史前多個(gè)文化的年代框架，使中國的多個(gè)新石器時(shí)代考古學(xué)文化有了確切的年代序列。這在中國科技考古史上永遠是一個(gè)經(jīng)典案例?！?/p>
從“學(xué)術(shù)荒原”跨越到“學(xué)科前沿”的轉型縮影
60年后，滿(mǎn)頭銀發(fā)、年逾90的仇士華、蔡蓮珍和接續其后、在科技考古領(lǐng)域耕耘的學(xué)者在日前于北京召開(kāi)的“傳承與創(chuàng )新：科技考古學(xué)科六十年”學(xué)術(shù)研討會(huì )上，共同回顧中國科技考古發(fā)展歷程，展望未來(lái)。
“幾十年的共同努力，碳十四測年技術(shù)水平不斷改進(jìn)，從氣體法、液體法到先進(jìn)的加速器方法。精確度、穩定性，樣品重量、數量，人員素質(zhì)，普及規模等都能充分滿(mǎn)足用戶(hù)要求。應用范圍也從考古學(xué)、地質(zhì)學(xué)，擴展到了需要年代依據的眾多學(xué)科?！辈躺徴湔f(shuō)，更令她感嘆的是科技考古的快速進(jìn)步和發(fā)揚光大，通過(guò)科技考古能夠發(fā)現的古代風(fēng)貌越來(lái)越鮮活。
確實(shí)，科技在考古中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色——動(dòng)物考古，多維度、多層次地研究古代社會(huì )對動(dòng)物資源的開(kāi)發(fā)利用、動(dòng)物在古代社會(huì )和文化中扮演的角色；植物考古，探索中國農業(yè)起源和早期發(fā)展脈絡(luò )，找尋作物傳播的路線(xiàn)和機制，為早期國家形成的農業(yè)基礎提供證據；人骨考古，厘清中國境內古代人類(lèi)的演化脈絡(luò )，初步構建古代人群體質(zhì)特征的時(shí)空譜系，復原不同歷史階段人群的健康狀況、生計模式與社會(huì )分工；數字考古，引領(lǐng)最新空間信息技術(shù)革新，揭示史前治水面貌；木材考古，為解析古代歷史、文化和社會(huì )，提供獨特視角；古DNA研究，破解人種和族群關(guān)系……
“以數字考古新進(jìn)展為例，伴隨著(zhù)測繪、遙感、三維重建、激光雷達掃描等現代空間信息技術(shù)的發(fā)展，考古測繪技術(shù)已經(jīng)完成從點(diǎn)信息、面信息的獲取，向三維空間信息全要素獲取與深度處理的飛躍。人工智能的應用提升了數據處理速度和數據利用率，拓展了數據的應用深度和廣度?！敝袊鐣?huì )科學(xué)院考古研究所研究員劉建國說(shuō)。
回望歷史，中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所黨委書(shū)記梅忠堂認為中國社會(huì )科學(xué)院科技考古學(xué)科發(fā)展有3個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)：1965年，當時(shí)的中國科學(xué)院考古研究所建立了國內首個(gè)碳十四實(shí)驗室，開(kāi)啟了科技考古專(zhuān)業(yè)化征程；1995年，考古科技實(shí)驗研究中心組建，實(shí)現了從“分散探索”到“系統整合”的歷史性跨越；2024年，科技考古與文化遺產(chǎn)保護重點(diǎn)實(shí)驗室揭牌，重組18個(gè)子實(shí)驗室與5個(gè)聯(lián)合實(shí)驗室，研究領(lǐng)域涵蓋碳十四年代學(xué)、古DNA、同位素分析、殘留物分析、環(huán)境考古、人骨考古等，從而構建起涵蓋多領(lǐng)域的全鏈條科研體系。
正如中國社會(huì )科學(xué)院副秘書(shū)長(cháng)、中國歷史研究院常務(wù)副院長(cháng)馬援所言，中國社會(huì )科學(xué)院科技考古學(xué)科60載的發(fā)展歷程，是新中國科技考古完成從“學(xué)術(shù)荒原”跨越到“學(xué)科前沿”的轉型縮影。
中國科技考古已成世界科技考古重要組成部分
中國科技考古的發(fā)展并非一家機構的單打獨斗，而是科研機構、院校攜手前行。
以北京大學(xué)科技考古學(xué)科發(fā)展為例，就有一條屬于自己的發(fā)展軌跡。據北京大學(xué)考古文博學(xué)院副院長(cháng)兼科技考古教研室主任崔劍鋒介紹，1973-1975年，在中國科學(xué)院考古研究所的幫助下，該校建成國內第一家低本底液體閃爍計數法碳十四實(shí)驗室，開(kāi)啟國內高校由文科主導的文理交叉實(shí)驗室先河；1998年，年代學(xué)實(shí)驗室分為文物保護實(shí)驗室和科技考古實(shí)驗室；進(jìn)入2000年以后，研究方向開(kāi)始擴展到定量考古、陶瓷科技考古、冶金考古、動(dòng)物考古、植物考古等。
“新時(shí)代以后，隨著(zhù)古DNA、殘留物分析等更先進(jìn)技術(shù)引發(fā)的考古學(xué)研究的新的革命，北大科技考古也適時(shí)而動(dòng)，引進(jìn)相關(guān)的科研人才，建立其相應的研究方向。值得一提的是，2023年，考古科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室（北京大學(xué)）立項，經(jīng)過(guò)3年建設，于2025年通過(guò)驗收?！贝迍︿h說(shuō)。
中國國家博物館考古部建立的遙感與航空攝影考古中心，吉林大學(xué)成立的包括體質(zhì)人類(lèi)學(xué)與遺傳基因研究、地理信息系統在考古中的應用、環(huán)境考古學(xué)、動(dòng)物考古學(xué)等在內的邊疆考古研究中心，北京科技大學(xué)的科技史與文化遺產(chǎn)研究院，山東大學(xué)的科技考古教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，復旦大學(xué)成立的科技考古研究院等，都是中國科技考古發(fā)展這幅畫(huà)卷不可或缺的部分。
中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院教授王昌燧表示，早在20世紀80年代，我國的碳十四測年研究業(yè)已取得舉世矚目的成就，而陶瓷考古和冶金考古水平則已穩居世界前列。近40年的長(cháng)足發(fā)展，我國的科技考古已成為世界科技考古的重要組成部分。如今，環(huán)境考古、農業(yè)考古和生物考古早已成為科技考古的主流，隨著(zhù)古DNA、古蛋白、有機殘留物以及植物微體化石等分析方法的有效推廣，科技考古捷報頻傳。
“展望未來(lái)，同步輻射、散裂中子源等大科學(xué)裝置，特別是AI技術(shù)在考古領(lǐng)域的成功應用，將為中國考古學(xué)的發(fā)展注入新活力?！蓖醪菡f(shuō)。
