出品：科普中國

作者：陳典（中國科學院大學）

監製：中國科普博覽

一位英國考古學家曾說：“考古學的第一部分是搜尋古代的珍寶，第二部分是科學工作者縝密的探究，還有一部分是創造性的想象。”

考古工作的最終目的，是在古代“珍寶”的基礎上充分地探究、合理地想象，從(cong) 而複原古代社會(hui) 的生活圖景。科技的力量注入考古學，為(wei) 考古研究注入新活力，讓不能說話的文物開口。

科技考古，一言概之，是以考古學研究的思路為(wei) 指引，把自然科學等相關(guan) 學科的方法和技術應用於(yu) 考古發掘和研究之中。計算機、生物學、化學、地質學等前沿學科，源源不斷地將新技術注入遺址發掘、研究分析、文物修複、展示傳(chuan) 播等考古“全鏈條”中，發揮著日益顯著的支撐推動作用。

（左）1986年，工作人員在三星堆遺址考古發掘現場2號“祭祀坑”內(nei) 清理文物；（右）2021年，考古人員在三星堆遺址考古發掘現場3號“祭祀坑”內(nei) 借助各種技術設備進行工作。

（圖片來源：中國政府網）

我們(men) 在科技考古這個(ge) 領域中，既能見證古代與(yu) 現代的交匯，體(ti) 會(hui) 到不同學科融會(hui) 貫通的奇妙，還能感受到科技的不斷創新所帶來的無限可能。

揭示“滄海桑田”——環境考古

人類社會(hui) 在逐步演進的同時，自然環境經曆了巨大的變化。古人在不同的環境下生存，自然引發了許多問題：古代的自然環境是怎樣的？它經曆了哪些變化？這些環境變化如何與(yu) 當時的人類活動相互關(guan) 聯？這就是環境考古學誕生的背景。

環境考古基於(yu) 古代遺址中的各種證據，如植物、動物遺骸、地層和氣候數據，來還原古代環境，進而深入研究古代社會(hui) 與(yu) 自然環境的複雜關(guan) 係。

其中，聚落和生業(ye) 是人類活動與(yu) 自然環境關(guan) 聯最大的兩(liang) 個(ge) 方麵。聚落是指古代人類的居住地點，它們(men) 的選擇受到土地條件和安全因素的影響。聚落周圍的自然環境，如水源、食物資源，都在一定程度上決(jue) 定了聚落的位置和生存方式。

良渚古城外圍水利係統

（圖片來源：澎湃新聞）

生業(ye) 是指古代人們(men) 的經濟活動，包括農(nong) 業(ye) 、養(yang) 殖、捕獵和采集。這些活動在很大程度上取決(jue) 於(yu) 所處的自然環境，如氣候、土壤質地和植被。農(nong) 業(ye) 興(xing) 起後，人類開始栽種作物，這又受到了氣候和土壤條件的製約。

環境是決(jue) 定性的嗎？

有些人認為(wei) 環境隻是影響因素之一，人類活動更多地取決(jue) 於(yu) 認知和決(jue) 策。然而，無論如何，人類活動都會(hui) 與(yu) 自然環境發生關(guan) 聯。比如，人們(men) 可能會(hui) 選擇在某個(ge) 地點建立聚落，或者在某塊土地上種植莊稼，這就導致了明確的人地關(guan) 係。透過這些抉擇，我們(men) 不僅(jin) 可以更加深入地理解古代文明，並且還能從(cong) 中汲取寶貴的教訓。

當然，環境考古還能揭示地球曾經遭遇過的氣候變化和自然災害，這些星空体育官网入口网站和數據可以幫助我們(men) 預測未來的環境變化。古代自然災害的痕跡也提醒著我們(men) ，自然的力量是無法低估的，我們(men) 需要未雨綢繆，製定有效的災害管理策略，以便在麵對未來的挑戰時能夠從(cong) 容應對。

“識骨尋蹤”——人骨考古與(yu) 動物考古

骨頭包括人骨和獸(shou) 骨，是考古遺址中出土較多的遺存之一。考古學家通過清洗、分裝、測量、統計、分析等工作，可以從(cong) 古代遺骸中提取搜集到很多信息。

首先，對於(yu) 人骨而言，研究者可以進行性別和年齡的鑒定，這使我們(men) 可以了解古代社會(hui) 的性別分工和年齡結構。通過進一步分析古代人骨上的病理、創傷(shang) 和異常形態，我們(men) 能夠推斷古代人們(men) 的身體(ti) 健康狀況，以及他們(men) 與(yu) 其他人群或環境之間的互動關(guan) 係。

二裏頭發掘出土有刻畫符號的骨質遺存

（圖片來源：澎湃新聞）

此外，基於(yu) 骨骼化學成分，我們(men) 可以獲知古人的飲食結構和生存環境，探討當時社會(hui) 在食物占有、分配、地位等級方麵的差異，以及是否存在某些特殊的飲食習(xi) 慣。

而對於(yu) 獸(shou) 骨而言，透過表麵狀態的觀察，考古學家可以判斷它是否有諸如被刀砍、砸擊、牙齒啃咬或形態變異等痕跡，斷裂處的痕跡是否為(wei) 新碴，進而推斷骨頭主人生前的部分經曆，例如是被狩獵宰殺還是被豢養(yang) 屠宰，是否被人役使等。

鍾家港遺址出土的豬骨

（圖片來源：中國社會(hui) 科學院考古研究所）

除了觀察以外，考古學家會(hui) 將鬆散的骨頭拚接起來，看是否能夠還原完整的骨骼形狀。

在獲得盡可能多的骨頭信息後，考古學家可以總結相關(guan) 的遺址裏主要出土了哪些動物？動物的年齡分布如何？性別比例如何？這些動物是否被人類使用過？這些信息有助於(yu) 揣摩古人是如何獲取肉食的，是通過漁獵還是飼養(yang) ？規模如何，是否用於(yu) 祭祀、陪葬，或者作為(wei) 騎乘、勞役工具，甚至是寵物？

所有這些看似微小的骨頭，都承載著精彩的故事。

舉(ju) 例來說，馬在古代文明中扮演著重要角色。商周時期，馬骨常被發現在祭祀場所，但它們(men) 的埋葬方式卻有所不同。商人通常會(hui) 整齊地排列馬骨，因為(wei) 他們(men) 來自黃河下遊，馬匹來自西北或北方，非常珍貴。

工作人員對考古遺址出土的馬骨遺存進行現場鑒定

（圖片來源：中國社會(hui) 科學院考古研究所）

而周人則更“奢侈”，他們(men) 有充足的馬場，所以馬骨排列比較雜亂(luan) 。這種差異反映了商與(yu) 周在馬匹使用上的不同態度。

此外，車馬坑也提供了寶貴線索。商朝常用一車兩(liang) 馬，而周朝則使用一車四馬。這反映了周人更高效的軍(jun) 事戰鬥方式。在朝歌大戰中，周人擊敗了商人，四匹馬拉的車打敗兩(liang) 匹馬拉的車，這一勝利與(yu) 他們(men) 對馬匹使用的差異有關(guan) 。

探尋“農(nong) 業(ye) 根源”——植物考古

不同於(yu) 植物學，植物考古學是為(wei) 了認識古代人類與(yu) 植物的相互關(guan) 係，從(cong) 而複原古人的生活方式，解釋人類文化的發展與(yu) 過程。

植物考古學主要研究考古發現中與(yu) 古代人類活動相關(guan) 的古代植物遺存。

通常而言，古代植物遺存分為(wei) 兩(liang) 種：大植物遺存和微體(ti) 植物遺存。大植物遺存包括植物的根、莖、葉、花、果實和種子。微體(ti) 植物遺存則有孢粉、植矽體(ti) 和澱粉粒等微小植物化石。

植物考古學在中國近幾十年來蓬勃發展，它廣泛應用於(yu) 史前和先秦考古，以解釋古代人類文化的發展曆程。

江西宜黃鍋底山遺址出土主要植物遺存

（圖片來源：中國社會(hui) 科學院考古研究所）

植物遺存的提取和檢測一直是一大難點。以往的人工揀選費時費力、效率低下，浮選技術的運用則是植物考古學的一大進步。因為(wei) 幹燥的植物遺存一般比土壤顆粒更輕，且比重低於(yu) 水，浮選土樣置入水中就可以讓絕大部分植物遺存與(yu) 土壤的分離並浮於(yu) 水麵。

通過浮選，我們(men) 確認了中國有著長達萬(wan) 年的水稻和粟黍栽培曆史。從(cong) 新石器時代中期開始，隨著古人活動的拓展，中國古代農(nong) 業(ye) 模式逐漸由“南稻北粟”發展為(wei) “五穀豐(feng) 登”（“五穀”有多種說法，包括粟、黍、水稻、小麥、大豆、大麻等主要穀物）。

新石器早中期粟作農(nong) 業(ye) 起源相關(guan) 遺址分布圖

（圖片來源：中國社會(hui) 科學院考古研究所）

具體(ti) 而言，在早期的華夏文明中，粟和黍是北方旱作農(nong) 業(ye) 的主要糧食作物。它們(men) 在北方地區的幹旱氣候中生長良好，成為(wei) 古代中國北方農(nong) 業(ye) 的支柱。

然而，隨著時間的推移，粟黍的主導地位也發生動搖。因為(wei) 在中原地區，稻穀和大豆的種植逐漸普及提高了糧食作物的產(chan) 量。而適應寒冷幹旱的小麥也傳(chuan) 入中國北方，導致了北方地區灌溉係統的發展，加速了文明化的進程。

**稻穀、小麥、粟、黍、大豆等多種農(nong) 作物的廣泛種植，使得中國逐漸建立了多樣化的農(nong) 業(ye) 係統。**這些農(nong) 業(ye) 技術的進步加強了農(nong) 業(ye) 生產(chan) 力，有助於(yu) 人口增長和城市的興(xing) 起。此外，它們(men) 也為(wei) 政治和經濟中心的形成奠定了基礎，最終為(wei) 秦漢帝國的建立創造了條件。

“古物鑒別”——無機文物分析

陶瓷、金屬、玉器等古代無機文物也是考古學中重要的研究對象，通過科技研究的手段，我們(men) 可以深入了解這些文物的製作工藝、曆史背景以及對古代社會(hui) 的影響。

陶瓷器在古代文明中扮演著重要的角色，它們(men) 既是實用的生活工具，又是藝術品。

科技考古通過對古代陶瓷的測試和分析，可以確定陶瓷的年代、成分、結構，甚至呈色機理。這些信息幫助我們(men) 了解古代陶瓷的製作工藝、原料來源以及文化傳(chuan) 承。例如，通過分析古陶瓷的化學成分，可以追溯古代陶瓷的產(chan) 地，揭示了古代陶工如何選擇和加工陶土。

清 康熙 景德鎮窯青花果樹紋雙管瓶

（圖片來源：澎湃新聞）

古代金屬器物，如青銅器、鐵器、金銀器等，代表了古代冶煉和金屬工藝的傑出成就。科技考古在研究這些金屬文物時，采用多種測試和分析方法，將實地考察、現存傳(chuan) 統工藝的調查與(yu) 實踐、文獻資料的研究以及古代工藝的複原相結合。

這樣的綜合研究不僅(jin) 有助於(yu) 了解中國古代金屬技術的發展曆程，還為(wei) 探討不同地區的文化交流、技術傳(chuan) 播以及社會(hui) 發展提供了重要線索。

玉器在中國文化中具有特殊地位，它們(men) 不僅(jin) 是裝飾品，還承載了宗教和儀(yi) 式的功能。

研究人員使用先進的分析技術，來確定玉器的確切材質，以及材質的純度和來源。通過材質的鑒定，我們(men) 可以了解古代社會(hui) 的資源分布，構建玉石貿易網絡。

不僅(jin) 如此，玉器的製作是一項複雜的工藝，涉及切剖、雕刻、鑽孔、磨光等多個(ge) 步驟。現在已經可以使用數字建模和3D打印技術來複原古代工藝流程。

文保科技部內(nei) 部

（圖片來源：故宮博物院官網）

結語

考古學的發展已經越來越倚重自然科學和相關(guan) 學科的方法和技術。這種趨勢有助於(yu) 提供更全麵、更準確的信息，增進我們(men) 對古代文明的理解，還有助於(yu) 文物保護和文化遺產(chan) 的傳(chuan) 承。

科技考古擁抱各種新興(xing) 技術，將不同領域的專(zhuan) 業(ye) 星空体育官网入口网站融合在一起，為(wei) 在世界學術舞台上講好中國考古學的故事發揮著越來越大的作用。

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