文章内容

　　编者按：近日，四川省文物考古研究院向社会公布了三星堆遗址最新发掘成果，又一批珍贵文物揭开神秘面纱，其中包括完整金面具、青铜“神坛”、神树纹玉琮等“国宝”，再次惊艳世人。除了形制精美、数量丰富的出土文物，考古发掘背后蕴藏的科学知识也成为人们关注的焦点。前不久，山东大学马克思主义学院举办“科技与人文面对面”专家论坛，邀请学校历史文化学院和化学与化工学院相关专家学者，从不同角度分享了考古中的相关专业知识，展现出科技考古中的无穷魅力。

邀请嘉宾：

历史文化学院 教授 王 芬

化学与化工学院教授 宋其圣

化学与化工学院教授 苑世领

化学与化工学院副教授 马 莹
主持人：马克思主义学院讲师 张 政

科学技术在考古中的应用

　　科学技术与考古学已经深度融合，有些技术在考古学研究中起到了关键性作用，比如涉及到古代遗存的年代这类基础性问题，就离不开绝对测年技术的运用。1940年代，时任美国芝加哥大学教授的威拉得·利比（Willard Frank Libby）发明了碳十四测年法，他也因此荣获1960年的诺贝尔化学奖。那么究竟什么是碳十四测年法？为什么这种方法能够在考古中发挥如此关键性的作用呢？
　　王芬：因为考古学研究的研究对象是复杂的古代社会，这就决定了考古学自带多学科交叉的属性。确定古代遗存的年代是考古学的核心任务，在绝对测年方法中，碳十四测年法最为常用。它又称放射性碳定年法，是一种利用死亡生物体中碳十四不断衰变的原理进行测年的技术。由于死亡的生物体在经过大约5730年后，其体内的碳十四会减少为原来的一半，因此可以根据其衰变规律计算出生物与大气停止交换的年代，进而得到生物死亡时的绝对年代。目前我们普遍采用AMS，即加速器质谱法，这是一种测定碳十四衰变程度的先进技术，它具有更高的灵敏性，并且所需样品量小、测量时间短、准确度高。
　　碳十四测年法有助于我们确立诸多时间节点，并为重建历史的连续过程、探寻这个过程中的联系和逻辑、阐释其中的原因及结果等奠定基础，促进考古学研究向纵深发展。例如，碳十四测年法也可以应用于人类化石研究，通过测定，将山顶洞人、河套人的活动范围和年限下探到四万年以内，修正了此前认为其生活在五万年之前的判断。另外，在“文明探源”等国家重大科研项目中，都大量采用碳十四的系统测样来确定绝对年代。
　　与树木年轮法、古地磁法等其它测定绝对年代的方法相比，碳十四测年法是目前最常用的测年技术手段。尽管它也存在误差，但随着科技的发展而不断进步，它的可靠性和有效性会不断增强。

化学知识对文物腐蚀、保护的应用

　　文物是历史文明的见证和载体，其价值不可言喻。然而目前文物的保存现状却令人担忧，除了客观自然条件的变化，人类实践活动与这一现象的产生也不无关系：如文物挖掘过程中的意外损伤、开发利用古遗址却保护不当等等。因此，文物的腐蚀与保护工作显得尤为重要，研究文物的腐蚀机制、保护文物是化学工作者义不容辞的责任。那么化学知识在防治文物腐蚀方面可以发挥怎样的作用呢？
　　宋其圣：首先，针对出土文物的腐蚀，我们可以利用化学知识了解其受腐蚀程度及原因，为后续的处理、研究和保存工作提供相对应的保护手段。自然环境对文物造成腐蚀的情况并不少见。例如，龙门石窟的壁画上常有一层白膜覆盖，研究发现，这种损害的成因是碳酸钙溶入含有二氧化碳的水并形成碳酸氢钙，经过蒸发和干燥后，沉淀物便凝结在壁画表面。同时，文物腐蚀也可能出现在开发之后。例如，云冈石窟被建设为旅游景点后，前来参观的游客数量大增，导致空气中二氧化碳含量升高，溶解于水的含氮含硫氧化物呈现酸性，与石像发生化学反应而造成腐蚀。
　　其次，化学化工及材料保护学领域的科技成果可以为文物保护所借鉴和应用。一般而言，新出土的漆木文物都饱含水分，容易发生干缩、变形、弯曲、脱皮、干裂等问题，因而必须脱水定形。明矾法就是漆木文物脱水定形的常用方法之一。这种方法利用明矾在不同温度下水溶性差别大的特点，先将饱含水分的漆木文物在浓度高的明矾溶液中煮沸数小时，然后趁热拿出冷却———明矾充分渗入文物内部后因溶解度减小而凝结，木质内部的多余水分得以排出。此外，这种方法也能起到加固文物的作用。
　　最后，化学在文物修复问题上也能做出重要的解答。例如，国内重大科研成果LC蓝墨水字迹显色固色剂、复写纸字迹恢复剂等9种恢复剂，帮助一大批褪色的文物恢复原貌，使众多古籍重现光彩。综上所述，我们可以看到，化学知识具有丰富的内涵，在文物保护、修复方面的运用让人眼前一新。

化学与考古学结合的发展前景

　　四川广汉三星堆遗址重要考古发现与研究成果，吸引了无数人的目光。一件件精美绝伦的文物展示着考古工作的独特魅力，更彰显出中华文明的灿烂辉煌。借助各种各样的化学手段，考古工作者才得以详细地研究古文物，进一步证实我国古代文化成就之斐然。可以说，化学领域的成果促进考古学的精细发展，考古学的需求也推动了化学的进步。
　　苑世领：针对化学与考古学结合的发展前景，我想以陶器为例向大家说明。陶器在考古文物发掘中占据重要地位，不仅仅是因为其数量最多，更是由于陶器作为人类使用合成方法最早制造出的器物，蕴藏着诸多历史的奥秘。古代陶器制品有空隙，吸水率高，因此后人得以通过缝隙中的物质发现陶器的用途，这就需要化学参与其中。例如，相对松软的黏土只有在高于370°C时才会变硬，而由黏土烧制成的陶器会更加坚硬、放置时间更长久；因此，我们可以通过化学元素来解决陶器的功能、产地问题。
　　宋其圣：化学为研究中国传统文化提供了一个新的视角。以炼金术为例，世界最早的青铜器起源于距今约6000年的古巴比伦两河流域，中国最早的青铜器则始于距今约3000多年的夏商时期。对发掘出的考古文物进行化学检验后，我们发现，与现代采用黄铜矿为主要原料的炼铜方法不同，古代铜的冶炼大多利用孔雀石。除此之外，黄铜、白铜、青铜等合成金属的成分都能够通过化学手段分析得出，这对于文物保护也是大有益处的。
　　王芬：考古学一开始就与自然学科的关系密不可分。上世纪90年代的中国，科技与考古的融合方兴未艾；今天，考古学与其他学科的交叉正当其时。以山东大学为例，校内考古实验室有二十多个，多学科交叉方向包括植物、动物、体质人类学、石器、陶瓷等等。随着“新考古学”的发展，更多自然科学的方法和手段被应用到考古中来，考古学者和自然科学各领域的专家密切合作，产出了众多影响深远的成果。未来，我们期待会有更多的跨学科合作的机遇。

师生互动

　　对于如何看待考古成果与大众接受之间的矛盾问题，王芬认为，考古学界未能占领舆论的高地，导致盗墓虚幻小说畅行，把考古与盗墓混为一谈，令人痛心。考古学本身规范严谨，因此难免与大众之间产生鸿沟；但是，如何运用浅显的语言把科学的成果回馈大众也是今天考古学进一步发展必须思考的问题。
　　针对马王堆汉墓女尸千年不腐是否与中国古典科技对化学技术的运用有一定关联这一问题，王芬认为不腐女尸的秘密更多在于埋藏环境——封闭潮湿、寒冷低温、空气含量少都会大大减轻尸体的腐蚀程度。
　　还有一位来自新疆和田的同学结合家乡的文物状况，提问目前可以利用什么现代方法更好地保护露天文物。宋其圣解答，从化学的角度来讲，要控制氧气含量、温度、湿度等使其容易风化的因素；王芬进一步补充，认为国家不断加大保护力度和资金支持也是露天文物保护的重要物质基础。

努力建设中国气派的考古学

　　习近平总书记强调：“考古工作是展示和构建中华民族历史、中华文明瑰宝的重要工作。认识历史离不开考古学。”随着考古研究不断取得重大进展，中华文明起源和发展的历史脉络愈发清晰，中华文明的灿烂成就及其对世界文明的重大贡献愈加凸显，中华民族的凝聚力和自豪感也因此不断增强。
　　近年来，国家对考古学科高度重视，习近平总书记多次发表重要论述，提出“考古工作是一项重要文化事业，也是一项具有重大社会政治意义的工作”。以习近平总书记的相关讲话精神为指导，我国考古工作规划水平不断提高，先后开启“考古中国”等一批重大项目，投入更多资源培养考古学专业人才。
　　山东是中华文明重要的发祥地之一，有着悠久的历史和灿烂的文化。山东地区的考古工作一直在全国占有重要地位，对大辛庄遗址、焦家遗址、北阡遗址的发掘不断取得重要成果，在国际上也产生了相当大的影响力。
　　在山东省的考古工作中，山东大学可谓功不可没。考古系师生扎根祖国大地，共发掘80多处古代遗址，取得8项年度全国十大考古新发现。此外，2020年12月，山东大学博物馆入选国家一级博物馆名单，成为目前全国高校唯一的历史考古类国家一级博物馆。化学学科是山大历史上最悠久的学科之一，也是山大首个进入ESI排名千分之一的学科。随着现代科学技术的应用，考古与化学不断交汇而产生了新的生机活力，二者也在实践中不断产生新的可探讨的课题。
　　在新时代高举文化自信的大旗，实现中华民族伟大复兴，科技是坚实支撑。考古与化学，是两个互相交叉、又互相提供资源的领域。化学技术的引入为考古工作提供了坚实的技术支撑：越王勾践剑良好的保存现状、“纸一千绢八百”的保存奇迹……这些令人叹为观止的考古发现都能从化学角度找到科学的解释。
　　进入新发展阶段，山东大学将牢记习近平总书记给《文史哲》编辑部全体编辑人员回信嘱托，自觉承担起深入阐释中华文明、弘扬中华优秀传统文化的重要责任，培养一代又一代专业的考古研究者，为建设“中国特色、中国风格、中国气派的考古学”作出山大贡献。

　　（陈雪飞 吕璐维 整理）