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《封神演义》中武王伐纣的故事,剔除神话色彩,就是一段真实的历史。
北京中华世纪坛的甬道有一条常年流水的水槽,水槽下面是用青铜板镌刻的逐年记录的中国历史,然而这里最远的纪年止步于公元前841年,即西周共和元年。也就是说,在公元前841年以前,无论是战争还是改朝换代的历史都没有纪年,是模糊不清的。中华民族五千年文明史仅有三千多年有史可查,正是因为这份缺憾,国际上有人竟然认为夏商周三代是一段虚构的历史。
为了解决这个问题,我国于1996年启动了一项史无前例的大型文化工程“夏商周断代工程”,目的就是要解决夏商周三代的年代问题,其中,发生在商、周之间的一场战争,成为“夏商周断代工程”中最为关键的环节,这就是历史上著名的“武王伐纣”,也称“武王克商”。
著名的核物理学家仇士华认为:武王克商在历史上是个很不确定的问题,司马迁写作《史记》的时候,就没说清这个年代。研究历史,年代是最重要的,没有年代,历史也就不好说了。而武王克商的年代是一个标志性的,因为它是周朝的开始。这个年代不确定,商的年代也不好定。
“夏商周断代工程”邀请了四位学者作为首席科学家,除考古、历史、天文方面的权威专家外,还邀请了这位核物理学家——仇士华。仇士华的主要任务是用碳-14测年技术给历史遗物测年,从而找到历史事件的年代范围。重大的文化工程为什么邀请核物理学家作为首席科学家呢?仇士华能够破解“武王伐纣”的年代之谜吗?碳-14测年在这项重大文化工程中究竟起什么作用?
1949年,美国化学家利比发明了一项重要技术:任何一块古代人类、动物的遗骨,或者古代人类留下来的木炭残屑,都可以通过测定其中的碳-14的含量来推定它的年代。在这之前,对于有文字记载以前的各种文化的绝对年代是没有办法作出正确判断的。碳-14测年技术是放射性碳素断代技术的简称,自这项技术发明后,全世界的史前考古学进入了新时代。
自然界中碳元素有三种同位素,即碳-12、碳-13和放射性同位素碳-14。碳-14与氧结合成二氧化碳后进入所有活组织,先为植物吸收,后为动物纳入。只要植物或动物生存着,它们就会持续不断地吸收碳-14,并在机体内保持一定水平的碳-14。而当有机体死亡后,即会停止吸收碳-14,其组织内的碳-14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定其剩下的放射性碳-14的含量,就可推断出其年代。
在中国,碳-14测年的研究是从上世纪50年代开始的。1955年,著名考古学家夏鼐最早向国内介绍了碳-14测年技术,并筹备建立一所碳-14实验室。
仇士华从复旦大学物理系毕业后,被核物理学家钱三强挑选到刚刚组建的原子能所,成为研究两弹的秘密工作者之一。1957年仇士华被划为右派,之后被夏鼐调到了考古研究所,和他一起调到考古所的还有一位同样被划为右派的女士,她是仇士华复旦大学的同学,也是他的妻子蔡莲珍。
现在位于北京东厂胡同的王府井大街27号,就是当年仇士华所在的考古研究所,在这里仇士华和妻子一起创建了中国第一所碳-14实验室。(图1)
经过6年的潜心研究,1965年,碳-14实验室终于建成,然而,此时仇士华却面临着一个难题,碳-14测出的数据如何得到检验?研究的成果又如何才能被考古学家接受呢?
仇士华想出一个办法,让考古学家把他们已知年代的文物样品拿来做碳-14测定,看测出的结果和文物的年代是否相符。
盲测开始了,对考古一窍不通的仇士华经历着一次他人生中具有重大意义的考试。仇士华选了3个样品,仔细测试,精确计算,得出的3个年代数据,全部在文物专家已知的年代范围之内。(图2)
盲测的成功,使考古学家了解和相信了碳-14测年技术可以为考古断代。1972年,河南的考古人员把50年代出土的石磨盘和石磨棒拿到北京,由于不知道这两件文物是什么年代的,当时的考古所所长夏鼐希望通过碳-14测年找到它们的年代。仇士华对同时出土的炭屑样品测年后,发现它们的年代竟然在七八千年前,由于当时已知中国最早的文化类型是6000年前的仰韶文化,这是不是说明在仰韶文化以前,中华民族还有更早的文化起源呢?
为了确定这个数据,仇士华又陆续拿到了同时出土的骨笛、石镰等很多文物,经过对这些样品测年发现,它们的年代都已超过了7000年。也就是说,通过碳-14测年发现了早于仰韶文化的新文化类型。
通过碳-14测年确定了年代的裴李岗文化,是新石器早期最先进的文化。由于最先出土地点在河南新郑市裴李岗村而得名。当时碳-14测年技术在国际上已普遍应用于考古领域,而用碳-14揭秘历史悬案最有名的莫过于上世纪80年代末,用碳-14测年技术鉴定耶稣裹尸布事件了。相传意大利西部城市都灵的镇市之宝“耶稣裹尸布”是耶稣遇难时留下的唯一遗物,但它到底是不是耶稣受难时的真正遗物呢?
1988年世界上三个权威实验室同时对这个裹尸布做了碳-14的测定,证明织就裹尸布的植物生长年代为公元1260年至1380年之间,是中世纪的产物,不可能是耶稣时代的东西。
破解了“耶稣裹尸布”悬案,使很多人惊讶于碳-14的神奇。同样是悬案,中国很多人并不认为碳-14可以破解“武王伐纣”的年代之谜,仇士华也清楚,用碳-14找到“武王伐纣”的年代不是一件容易的事。
仇士华说,我在考古所工作这么多年了,一直做年代课题,也知道武王克商的历史问题。武王克商的年代不是现在定不下来,司马迁作《史记》的时候就定不下来,以致后来有各种说法,归纳起来,大概有40多种。
在这40几种说法中,年代最早的为公元前1130年,最晚的为公元前1018年,前后竟相差112年。然而,历史上真实的武王伐纣时间只有一个,这个真实的年代如何断定?
仇士华说,我们以前测的结果都会有误差,准确的年代在100年之内就不错了。而武王伐纣的年代本来就有44种说法,比较起来,100年左右的测试结果没有新突破。要解决这个问题,必须缩短到几十年。
碳-14的局限性,主要表现在所测定的年代并不能精确到年,年代的误差可达100年甚至几百年。另外,由于大气中碳-14放射性水平不是恒定的,所以利用统一的现代碳标准计算出来的碳-14年代并不是我们日历的年代。碳-14年代如何转换成日历年代呢?
仇士华说,这个问题是靠树的年轮来解决的,树一年长一轮,一棵长了五千年的树,就代表五千年来大气中碳-14的水平。
社科院考古研究所研究员 张雪莲说,碳-14测定之后,获得的是碳-14年代,必须转化为日历年代才有意义,我们通过树轮校正曲线得到日历年代。树轮校正曲线的纵坐标是碳-14年代,横坐标是日历年代,做碳-14测定后,通过树木年轮校正曲线就可以获得日历年代。(图3)
树轮校正曲线解决了碳-14年代和日历年代的转化问题,但是武王伐纣距今已经几千年了,它的真实时间如何寻找呢?此后的很长时间,武王伐纣的年代之谜一直盘桓在仇士华心中。他阅读了大量外文资料,发现国际上开始应用高精度树轮校正曲线,如果在考古发掘的过程中能够提供系列样品测年,再经过高精度树轮校正曲线校正,测出的年代范围便可以大大缩小。这个方法是否可行?又去哪里找到这样的样品来验证这个方法呢?
仇士华说,近代长白山曾经有一次火山喷发,那次喷发很厉害,火山灰覆盖着的大树已经碳化了。但仍有年轮,正好作为系列样品来做这个实验,我们得出的数据误差是13年。(图4)
这验证了碳-14为系列样品测年是可靠的,也就是说,要测武王伐纣的年代,只要找到一个遗址,其中有先周和西周两个时期的样品,就可以组成一个系列进行测年,从而确定“武王伐纣”的年代范围。
为配合碳-14测年,考古工作者开始寻找遗址并细心留意系列样品。当年负责这项工作的考古队长徐良高和考古工作人员们把目光不约而同地投向了同一个地方。
徐良高说,碳-14测年最重要的是必须由考古方面提供背景比较清楚的系列性样品。
位于陕西的丰镐遗址是周人的第二个都城遗址,是西周重要的都城遗址。周文王出于战略考虑将都城迁至沣河西岸史称丰京,周武王时又迁至沣河东岸史称镐京,丰镐涵盖了文王和武王两个时代,也就涵盖了武王伐纣的年代。但丰镐都城后来是怎么湮没的,历史上并没有详细记载。明清以来,许多学者曾试图找到丰镐的具体位置都未能如愿,丰镐都城遗址就像西方特洛伊古城一样从人们的视线中消失了。1997年,徐良高等考古人员在丰镐遗址的马王村开始大规模发掘。
徐良高说,我们同时对墓葬和遗址进行发掘,其中对遗址部分我们用开探方的办法,在一号探方中,就解决了从先周晚期到西周中期系列地层的取样。
在这个清晰的考古学地层中,发掘出了三类测试样品:第一类是动物的骨头;第二类是木炭;第三类是碳化的小米。
这些样品的出现让考古人员兴奋不已。仇士华说,考古学家确认了样品出土地层的历史时期。这样,采样合适,成功率就高了。尤其是碳化小米,更有利于碳-14测年的准确性。
仇士华还选用树木外层的样品测年,测定的年代与小米的差不多。这就有把握了,最终将丰镐遗址的年代定在公元前1050年到1020年之间,30年的范围之内。
30年的范围,将之前44种说法中的112年一下子缩短了82年。
怎样证明测年结果是准确的呢,仇士华认为不应只在这一个地方做。他决定找其它的地方再进行碳-14测年,再论证。所以又在琉璃河、安阳两个地方进行测试。
殷墟在河南安阳,是商代最后一个都城遗址,这里是很理想的测年地点。安阳殷墟年代在考古上被分作四期,最晚的第四期出土文物的碳-14测年为公元前1080年～1040年,这段时间在武王伐纣之前。而位于北京琉璃河的燕国遗址是西周最早的分封地,这个遗址的年代一定在武王伐纣之后。
在对琉璃河出土的系列样品测年后,碳-14测出的数据是在公元前1040年到1006年,与安阳殷墟的测年结果年代吻合。
碳-14测定为“武王伐纣”的年代划定了范围,从100多年准确到了30年,这是夏商周断代工程的重大突破。天文学家们根据天象记录,再结合西周时的金文历谱,进行了详细计算和推导,天文、历史、考古等多学科的专家共同选定武王伐纣的时间为公元前1046年。武王伐纣之年确定了,很多断代工作立刻找到了支点。从这一年往后的西周和往前的夏、商的年代都可以顺次地推算出来,通过对历史文献的研究,对文化遗址的发掘,以及对古文字和古天文学记录的鉴定,公元2000年《夏商周年表》面世。这个年表把中国的历史纪年向前延伸了1200多年,夏商周三代没有确切纪年的历史空白被填补了。
仇士华说,这仍不能说是准确的确定,只能是选定,因为定不死。这个年代范围大家都认可了,可究竟是哪一年不好说。只能说根据测定,有把握的年代范围就是上下30年。目前碳-14测年法只能达到这个水平了。
“夏商周断代工程”汇聚了历史学、考古学、天文学等多学科的200多位专家学者,先后完成了9个课题、44个专题研究。工程弥补了中国历史5000年文明史仅有3000多年有史可查的缺憾,也打破了夏商周三代是虚构历史的说法。2001年,这桩千古学术悬案尘埃落定,而仇士华夫妇也已两鬓斑白,他们与中国碳-14的研究相伴一生,从花样年华到满头白发,两位老人为中国碳-14的研究和发展付出了毕生心血。
作为一个核物理学家,仇先生把中国的考古事业带进了一个新领域。
北京中华世纪坛的甬道有一条常年流水的水槽,水槽下面是用青铜板镌刻的逐年记录的中国历史,然而这里最远的纪年止步于公元前841年,即西周共和元年。也就是说,在公元前841年以前,无论是战争还是改朝换代的历史都没有纪年,是模糊不清的。中华民族五千年文明史仅有三千多年有史可查,正是因为这份缺憾,国际上有人竟然认为夏商周三代是一段虚构的历史。
为了解决这个问题,我国于1996年启动了一项史无前例的大型文化工程“夏商周断代工程”,目的就是要解决夏商周三代的年代问题,其中,发生在商、周之间的一场战争,成为“夏商周断代工程”中最为关键的环节,这就是历史上著名的“武王伐纣”,也称“武王克商”。
著名的核物理学家仇士华认为:武王克商在历史上是个很不确定的问题,司马迁写作《史记》的时候,就没说清这个年代。研究历史,年代是最重要的,没有年代,历史也就不好说了。而武王克商的年代是一个标志性的,因为它是周朝的开始。这个年代不确定,商的年代也不好定。
“夏商周断代工程”邀请了四位学者作为首席科学家,除考古、历史、天文方面的权威专家外,还邀请了这位核物理学家——仇士华。仇士华的主要任务是用碳-14测年技术给历史遗物测年,从而找到历史事件的年代范围。重大的文化工程为什么邀请核物理学家作为首席科学家呢?仇士华能够破解“武王伐纣”的年代之谜吗?碳-14测年在这项重大文化工程中究竟起什么作用?
1949年,美国化学家利比发明了一项重要技术:任何一块古代人类、动物的遗骨,或者古代人类留下来的木炭残屑,都可以通过测定其中的碳-14的含量来推定它的年代。在这之前,对于有文字记载以前的各种文化的绝对年代是没有办法作出正确判断的。碳-14测年技术是放射性碳素断代技术的简称,自这项技术发明后,全世界的史前考古学进入了新时代。
自然界中碳元素有三种同位素,即碳-12、碳-13和放射性同位素碳-14。碳-14与氧结合成二氧化碳后进入所有活组织,先为植物吸收,后为动物纳入。只要植物或动物生存着,它们就会持续不断地吸收碳-14,并在机体内保持一定水平的碳-14。而当有机体死亡后,即会停止吸收碳-14,其组织内的碳-14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定其剩下的放射性碳-14的含量,就可推断出其年代。
在中国,碳-14测年的研究是从上世纪50年代开始的。1955年,著名考古学家夏鼐最早向国内介绍了碳-14测年技术,并筹备建立一所碳-14实验室。
仇士华从复旦大学物理系毕业后,被核物理学家钱三强挑选到刚刚组建的原子能所,成为研究两弹的秘密工作者之一。1957年仇士华被划为右派,之后被夏鼐调到了考古研究所,和他一起调到考古所的还有一位同样被划为右派的女士,她是仇士华复旦大学的同学,也是他的妻子蔡莲珍。
现在位于北京东厂胡同的王府井大街27号,就是当年仇士华所在的考古研究所,在这里仇士华和妻子一起创建了中国第一所碳-14实验室。(图1)
经过6年的潜心研究,1965年,碳-14实验室终于建成,然而,此时仇士华却面临着一个难题,碳-14测出的数据如何得到检验?研究的成果又如何才能被考古学家接受呢?
仇士华想出一个办法,让考古学家把他们已知年代的文物样品拿来做碳-14测定,看测出的结果和文物的年代是否相符。
盲测开始了,对考古一窍不通的仇士华经历着一次他人生中具有重大意义的考试。仇士华选了3个样品,仔细测试,精确计算,得出的3个年代数据,全部在文物专家已知的年代范围之内。(图2)
盲测的成功,使考古学家了解和相信了碳-14测年技术可以为考古断代。1972年,河南的考古人员把50年代出土的石磨盘和石磨棒拿到北京,由于不知道这两件文物是什么年代的,当时的考古所所长夏鼐希望通过碳-14测年找到它们的年代。仇士华对同时出土的炭屑样品测年后,发现它们的年代竟然在七八千年前,由于当时已知中国最早的文化类型是6000年前的仰韶文化,这是不是说明在仰韶文化以前,中华民族还有更早的文化起源呢?
为了确定这个数据,仇士华又陆续拿到了同时出土的骨笛、石镰等很多文物,经过对这些样品测年发现,它们的年代都已超过了7000年。也就是说,通过碳-14测年发现了早于仰韶文化的新文化类型。
通过碳-14测年确定了年代的裴李岗文化,是新石器早期最先进的文化。由于最先出土地点在河南新郑市裴李岗村而得名。当时碳-14测年技术在国际上已普遍应用于考古领域,而用碳-14揭秘历史悬案最有名的莫过于上世纪80年代末,用碳-14测年技术鉴定耶稣裹尸布事件了。相传意大利西部城市都灵的镇市之宝“耶稣裹尸布”是耶稣遇难时留下的唯一遗物,但它到底是不是耶稣受难时的真正遗物呢?
1988年世界上三个权威实验室同时对这个裹尸布做了碳-14的测定,证明织就裹尸布的植物生长年代为公元1260年至1380年之间,是中世纪的产物,不可能是耶稣时代的东西。
破解了“耶稣裹尸布”悬案,使很多人惊讶于碳-14的神奇。同样是悬案,中国很多人并不认为碳-14可以破解“武王伐纣”的年代之谜,仇士华也清楚,用碳-14找到“武王伐纣”的年代不是一件容易的事。
仇士华说,我在考古所工作这么多年了,一直做年代课题,也知道武王克商的历史问题。武王克商的年代不是现在定不下来,司马迁作《史记》的时候就定不下来,以致后来有各种说法,归纳起来,大概有40多种。
在这40几种说法中,年代最早的为公元前1130年,最晚的为公元前1018年,前后竟相差112年。然而,历史上真实的武王伐纣时间只有一个,这个真实的年代如何断定?
仇士华说,我们以前测的结果都会有误差,准确的年代在100年之内就不错了。而武王伐纣的年代本来就有44种说法,比较起来,100年左右的测试结果没有新突破。要解决这个问题,必须缩短到几十年。
碳-14的局限性,主要表现在所测定的年代并不能精确到年,年代的误差可达100年甚至几百年。另外,由于大气中碳-14放射性水平不是恒定的,所以利用统一的现代碳标准计算出来的碳-14年代并不是我们日历的年代。碳-14年代如何转换成日历年代呢?
仇士华说,这个问题是靠树的年轮来解决的,树一年长一轮,一棵长了五千年的树,就代表五千年来大气中碳-14的水平。
社科院考古研究所研究员 张雪莲说,碳-14测定之后,获得的是碳-14年代,必须转化为日历年代才有意义,我们通过树轮校正曲线得到日历年代。树轮校正曲线的纵坐标是碳-14年代,横坐标是日历年代,做碳-14测定后,通过树木年轮校正曲线就可以获得日历年代。(图3)
树轮校正曲线解决了碳-14年代和日历年代的转化问题,但是武王伐纣距今已经几千年了,它的真实时间如何寻找呢?此后的很长时间,武王伐纣的年代之谜一直盘桓在仇士华心中。他阅读了大量外文资料,发现国际上开始应用高精度树轮校正曲线,如果在考古发掘的过程中能够提供系列样品测年,再经过高精度树轮校正曲线校正,测出的年代范围便可以大大缩小。这个方法是否可行?又去哪里找到这样的样品来验证这个方法呢?
仇士华说,近代长白山曾经有一次火山喷发,那次喷发很厉害,火山灰覆盖着的大树已经碳化了。但仍有年轮,正好作为系列样品来做这个实验,我们得出的数据误差是13年。(图4)
这验证了碳-14为系列样品测年是可靠的,也就是说,要测武王伐纣的年代,只要找到一个遗址,其中有先周和西周两个时期的样品,就可以组成一个系列进行测年,从而确定“武王伐纣”的年代范围。
为配合碳-14测年,考古工作者开始寻找遗址并细心留意系列样品。当年负责这项工作的考古队长徐良高和考古工作人员们把目光不约而同地投向了同一个地方。
徐良高说,碳-14测年最重要的是必须由考古方面提供背景比较清楚的系列性样品。
位于陕西的丰镐遗址是周人的第二个都城遗址,是西周重要的都城遗址。周文王出于战略考虑将都城迁至沣河西岸史称丰京,周武王时又迁至沣河东岸史称镐京,丰镐涵盖了文王和武王两个时代,也就涵盖了武王伐纣的年代。但丰镐都城后来是怎么湮没的,历史上并没有详细记载。明清以来,许多学者曾试图找到丰镐的具体位置都未能如愿,丰镐都城遗址就像西方特洛伊古城一样从人们的视线中消失了。1997年,徐良高等考古人员在丰镐遗址的马王村开始大规模发掘。
徐良高说,我们同时对墓葬和遗址进行发掘,其中对遗址部分我们用开探方的办法,在一号探方中,就解决了从先周晚期到西周中期系列地层的取样。
在这个清晰的考古学地层中,发掘出了三类测试样品:第一类是动物的骨头;第二类是木炭;第三类是碳化的小米。
这些样品的出现让考古人员兴奋不已。仇士华说,考古学家确认了样品出土地层的历史时期。这样,采样合适,成功率就高了。尤其是碳化小米,更有利于碳-14测年的准确性。
仇士华还选用树木外层的样品测年,测定的年代与小米的差不多。这就有把握了,最终将丰镐遗址的年代定在公元前1050年到1020年之间,30年的范围之内。
30年的范围,将之前44种说法中的112年一下子缩短了82年。
怎样证明测年结果是准确的呢,仇士华认为不应只在这一个地方做。他决定找其它的地方再进行碳-14测年,再论证。所以又在琉璃河、安阳两个地方进行测试。
殷墟在河南安阳,是商代最后一个都城遗址,这里是很理想的测年地点。安阳殷墟年代在考古上被分作四期,最晚的第四期出土文物的碳-14测年为公元前1080年～1040年,这段时间在武王伐纣之前。而位于北京琉璃河的燕国遗址是西周最早的分封地,这个遗址的年代一定在武王伐纣之后。
在对琉璃河出土的系列样品测年后,碳-14测出的数据是在公元前1040年到1006年,与安阳殷墟的测年结果年代吻合。
碳-14测定为“武王伐纣”的年代划定了范围,从100多年准确到了30年,这是夏商周断代工程的重大突破。天文学家们根据天象记录,再结合西周时的金文历谱,进行了详细计算和推导,天文、历史、考古等多学科的专家共同选定武王伐纣的时间为公元前1046年。武王伐纣之年确定了,很多断代工作立刻找到了支点。从这一年往后的西周和往前的夏、商的年代都可以顺次地推算出来,通过对历史文献的研究,对文化遗址的发掘,以及对古文字和古天文学记录的鉴定,公元2000年《夏商周年表》面世。这个年表把中国的历史纪年向前延伸了1200多年,夏商周三代没有确切纪年的历史空白被填补了。
仇士华说,这仍不能说是准确的确定,只能是选定,因为定不死。这个年代范围大家都认可了,可究竟是哪一年不好说。只能说根据测定,有把握的年代范围就是上下30年。目前碳-14测年法只能达到这个水平了。
“夏商周断代工程”汇聚了历史学、考古学、天文学等多学科的200多位专家学者,先后完成了9个课题、44个专题研究。工程弥补了中国历史5000年文明史仅有3000多年有史可查的缺憾,也打破了夏商周三代是虚构历史的说法。2001年,这桩千古学术悬案尘埃落定,而仇士华夫妇也已两鬓斑白,他们与中国碳-14的研究相伴一生,从花样年华到满头白发,两位老人为中国碳-14的研究和发展付出了毕生心血。
作为一个核物理学家,仇先生把中国的考古事业带进了一个新领域。