精美的玉猪龙、神秘的红山女神像……在牛河梁遗址,碳十四测年将中华文明起源向前推进五六百年,刷新学界对中华文明起源的认识。
在二里头、殷墟遗址,科技考古专项研究重现夏代农耕文明的生动图景,揭示出当时手工业技术体系的主要特点。
在江汉平原,数字遥感、地理信息系统、卫星影像等多种技术手段不断加持下,史前古城布局与人地关系愈发清晰。
一年来,实验室以穿透千年的目光与扎实的实证力量,为重现中华文明早期历史图景书写下了浓墨重彩的一笔。依托国家重大文化工程,他们以殷墟、二里头、陶寺等核心遗址为支点,在文明起源、农业起源、中华民族共同体形成与中外文明交流等重大理论命题上不断突破,一批具有原创意义的成果由此加速涌现。从探源到领航,科技考古正推动中国考古学从宏观叙事迈向微观求证、从传统经验迈向科学体系,以沉稳的力量拓展认识人类文明起源与早期发展的新视野。
依托国家重大项目
重绘中华文明早期历史图景
作为国家级重点实验室的中坚力量,实验室始终将自身发展融入国家文化强国建设的大局之中。围绕“中华文明探源工程”“考古中国”等国家级重大文化工程,实验室以高度的使命感深度参与、主动担当,让前沿科技与考古实践在更广阔的领域深度交汇。借助不断更新的技术体系和持续拓展的研究视野,为厘清中华文明的起源与发展脉络注入了坚实力量。
李志鹏对河南安阳殷墟王陵区祭祀坑牺牲进行清理
中华文明起源是国内外学术界关注的重大科学问题,在中华文明探源工程中,实验室从年代框架、环境演变、人群迁徙、资源流通、技术发展、生业模式等多个维度推出系统性研究成果,保证项目顺利结项验收。碳十四实验室负责人陈相龙告诉记者,对牛河梁遗址的测年将中华文明起源过程中古国时期第一阶段的年代追溯至距今5800—5300年,让社会各界对中华文明起源有了新的认知。
在“考古中国·夏文化研究”项目中,实验室科研人员通过科技考古手段,与考古学家一起,重构了夏代以“五谷(粟、黍、稻、大豆、麦)齐备”“四畜(猪、狗、黄牛、羊)并养”为主要特征的复杂化农业经济系统,系统论证了二里头都邑已出现涵盖制陶、制骨、铸铜、绿松石、朱砂作坊在内的手工业集群。“这些工作对厘清中国早期国家形态、实证中华文明突出特性具有重要作用。”陈相龙说。
在殷墟王陵区的祭祀坑中,工作人员清理出了数量庞大的动物骨骼和遗迹,包括马、牛、羊、象、鹿等多个种类。“我们围绕动物饲养、管理、流通等问题开展了古DNA、多同位素、蛋白质组学、残留物分析等研究工作,以此深入揭示晚商时期跨区域的经济文化联系、权力运作机制以及王室信仰体系。”动物考古实验室负责人李志鹏介绍说。
农业的起源与发展是文明起源与国家形成的基础。木材考古实验室负责人王树芝主持的国家重点研发计划“中国北方旱作农业起源、形成与发展研究”积聚了科技考古领域多个方向的科研力量。植物考古学者通过对大植物遗存的鉴定与分析勾勒出了黍、粟等农作物栽培与驯化的过程。动物考古学者对动物遗存的骨骼形态开展的系统研究,构建了动物资源获取方式从渔猎至家畜驯养的漫长发展过程,以及家猪和家狗驯化与饲养的区域特点。环境考古研究人员利用多种指标再现了古代遗址的环境与地貌,为探讨人地关系提供了坚实的基础。碳十四测年专家综合碳十四年代数据、同位素分析结果以及聚落形态,总结了距今10000—5000年北方旱作农业起源与早期发展过程的关键时间节点。
从文明探源到农业起源、从实验室到考古探方,实验室科研人员始终以坚定的学术追求、顽强的科研作风和深厚的家国情怀为指引,在扎实细致的研究中不断拓展对中华文明的科学认知。他们以科技为笔、以实证为基,为实验室引领学科前沿、推动构建中国考古学自主知识体系筑牢了坚实的技术根基。
聚焦关键考古命题
联合攻关取得系列成果
史前治水文明、古代手工业体系的构建以及中华民族共同体形成是关乎文明根基的重大课题。一年来,实验室以跨学科协作之力持续推进科技考古联合攻关,随着多项研究的深入展开,一批拓宽新视野、深化认识的成果相继涌现,为揭示中华文明的深层结构与演进逻辑再添重要篇章。
中国古代先民究竟是通过怎样的手段治理水患,实现温饱自足和子嗣繁衍的?近年来,江汉平原史前治水文明成为考古研究的一个重要焦点。数字考古实验室负责人刘建国领衔的研究团队,运用数字遥感、地理信息系统、卫星影像与无人机三维建模等多种技术手段,整合田野考古资料,探讨江汉平原史前古城的布局与人地关系。刘建国介绍,他们利用遥感技术获得影像,进行空间分析,梳理了从油子岭文化时期单个聚落的简单挡水设施,到石家河文化时期连接多个古城的区域性水利工程,同时通过多重材料分析,更好地将江汉平原史前治水文明的发展脉络、人地关系问题解释清楚。数字考古实验室负责人廖奕楠认为,“史前先民治水过程中,江汉平原地区形成了文明化进程的独特路径,为探索中华文明多元一体格局的形成提供了重要的区域样本”。
古代动物标准标本库收藏中国最早家猪遗存
这一年,在手工业技术方面,实验室冶金、玉器、陶瓷玻璃等方向的科技考古成果同样捷报频传。冶金考古专家通过探索二里头遗址青铜铸造技术、青铜器产地及矿料来源等关键科学问题,厘清了中原王朝形成之初青铜技术的基本发展脉络。玉器考古研究者通过对玉器进行微痕分析讨论玉器加工技术的发展路径,并综合玉料颜色、矿物组成和微量元素组合特征总结考古遗址出土古代玉器溯源研究的技术路线。这些方法在讨论二里头文化、齐家文化出土玉器的制作工艺与产地等方面取得了新的收获。有关早期蜻蜓眼玻璃珠的研究是陶瓷玻璃考古实验室的主要研究方向之一,研究人员综合微量元素分析、显微CT等技术方法,对新疆天山沿线公元前一千纪前期墓葬出土蜻蜓眼的原料来源、制作工艺及传播路径展开研究,确定其原料和技术或与地中海东岸黎凡特地区密切相关,这为讨论“前丝绸之路”的存在提供了关键佐证。
“考古学研究的目的之一是复原人类的过去,人骨考古研究则为探索古代人群的体质特征、健康状况、迁徙活动及社会结构提供了直接线索。”中华民族共同体研究科技考古联合实验室负责人张旭告诉记者,近年来,人骨考古研究人员对内蒙古中南部东周时期多个遗址出土人骨的颅骨形态进行了系统研究,揭示了该地区人群互动经历了从中原移民、北方部族迁入到多民族融合的过程。目前,针对不同时代、不同地域人群遗传结构的研究正在进行,相信未来会进一步厘清不同区域古代先民的遗传关系与互动过程,为探讨中华民族共同体形成过程中不同族群的融合机制提供分子考古学层面的有力支撑。
数字化赋能 技术创新引领学科跨越
面对数字化浪潮,将考古标本与海量科技数据进行系统化整合,有助于为未来考古研究奠定数字基础。一年来,实验室“中华文明科技考古资源标准库”建设正在加速推进,下设多个科技考古领域子库。其中,动物遗存标本库和数据库建设项目作为国家文物局首批试点单位,已率先建成。
打开“中国动物遗存标本数据库”界面,记者看到,一张动物考古地图上标注了不同地点的动物考古发现,各种动物骨骼和遗骸构成了多样化的动物标本,配合动物考古相关的文献资料和专题样本采集,清晰展示了目前中国动物考古全貌。据工作人员介绍,动物考古标本库收藏了涵盖全国200余个遗址的数十万件动物骨骼标本,数据库则录入了包括动物种属、骨骼部位、年龄、性别、测量数据,以及基于动物标本测试获取的碳十四测年、古DNA、碳氮稳定同位素和锶同位素等科学数据。
目前实验室碳十四年代学、植物考古、木材考古、人骨考古、冶金考古等数据库建设也在同步推进,计划三年内形成覆盖主要考古文化谱系、包含多维度科技指标的综合性数据平台,实现数据检索、时空建模、可视化展示等功能,为科学研究、文物保护及文化决策提供坚实支撑。
陈相龙表示,中华文明科技考古资源标准库建设,不仅要以标本库和数据库的方式系统呈现科研成果,更要从国家层面探索形成一套科学、规范、统一的数据采集、存储、共享与分析标准。其核心目标在于打通不同区域、时期和团队间的数据壁垒,实现信息高效互通与整合,推动科技考古数据的系统化管理和最大化利用,加速我国科技考古向数据密集型、智能驱动型发展转型。
中华文明科技考古资源标准库是创新引领学科未来发展的生动实践,而科技考古的创新远不止于此,还体现在研究技术、研究思路等多个层面。实验室在科技考古领域布局了高精度碳十四测年、多同位素分析等一系列技术创新项目,积极探索前沿技术在考古研究中的更多应用场景,推动考古学向更高精度、更大尺度、更深层次迈进,为建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学注入强劲的科技动力。
深化国内外合作
打造科技考古协同创新格局
实验室自成立以来,立足国家级科研平台的战略定位,以跨国合作研究、国际学术交流与全球成果传播为抓手,多渠道织就国际科技考古合作网络,以中国自主的学术理论向世界阐释中华文明的起源与早期发展之路,展现中国考古学的独特视角与思想贡献,不断提升中国考古学在全球学术版图中的影响力与话语权。
以文会友,四海同心。今年9月,在第十一届国际冶金史大会上,冶金考古实验室负责人刘煜增补为国际冶金史大会执行委员会委员,并在会上详细介绍了中国冶金考古的最新发展与方法创新,在世界冶金考古领域发出中国学者声音。这一年,多位科研人员在国际知名考古学刊物发表研究成果,与哈佛大学、剑桥大学、华盛顿大学、日本奈良文化财研究所等国外知名学术机构持续开展深度合作与对话,推动农业起源与文明起源等前沿研究走向国际舞台。依托考古所海外考古发掘项目,团队不断拓展跨国合作的深度与广度,服务“一带一路”文化互通,推动跨国科研从“项目合作”向“体系共建”加速升级。
面对考古学与历史学对多学科深度融合的迫切需求,实验室积极策划与国内多所高校和科研机构的合作,整合考古学、历史学、生物学、化学、地学、物理学、材料学与计算机科学等多学科资源,统筹组建五大联合实验室——中华文明探源科技考古联合实验室、夏商文明科技考古联合实验室、中华民族共同体研究科技考古联合实验室、大数据与人工智能科技考古联合实验室、“一带一路”科技考古联合实验室,构建起“目标导向、分工协作、资源共享”的协同创新机制。
通过联合攻关,推动科研组织方式从“单一学科研究”向“跨学科系统攻关”转型,初步形成设备共享、课题联合申报、成果联合署名等协作机制。专家学者们一致表示,这些做法为解决单一学科无法突破的复杂问题提供了制度保障,也为构建中国考古学自主知识体系注入了源源不断的跨学科动力。
(中国社会科学记者 段丹洁 任冠虹)