科學(xué)技術(shù)證明中華文明五千年

2019年７月6日, 中國(guó)“良渚古城遺址”獲準(zhǔn)列入世界遺產(chǎn)名錄。

對(duì)于中國(guó)文明史，到底是連綿五千年還是三千年，中外學(xué)者一直有著激烈的爭(zhēng)論。歐美學(xué)者普遍認(rèn)為中國(guó)有文字記載證明的文明只有三千年。良渚古城遺址申遺的成功，不僅代表中國(guó)世界遺產(chǎn)數(shù)量（55處）躍居世界第一位，更意味著良渚文明獲得了世界的認(rèn)可，從而以事實(shí)證明中國(guó)文明起源和國(guó)家形成于距今五千年前。

一、考古發(fā)現(xiàn)“良渚古城遺址”

對(duì)于良渚文明的考古發(fā)掘，從1936年至今，已經(jīng)經(jīng)歷了83年時(shí)間。上世紀(jì)九十年代中期浙江省杭州市良渚遺址群被國(guó)務(wù)院公布為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，劃定了約近35平方公里的保護(hù)范圍，加強(qiáng)了考古發(fā)掘研究，還被國(guó)家文物局列入中國(guó)申報(bào)《世界遺產(chǎn)名錄》預(yù)備清單。

按照現(xiàn)在的定義，能被稱為國(guó)家的標(biāo)志就是區(qū)域劃分，有行政合法性，也就是合法權(quán)力，而良渚王城的發(fā)現(xiàn)恰好證明了這一點(diǎn)，有了王城，就有了區(qū)域的劃分也就有了權(quán)力中心，意味著一個(gè)國(guó)家的誕生。

良渚王城由宮殿區(qū)（39萬(wàn)平方米）、內(nèi)城（含宮殿區(qū)約2.8平方公里）、外城（約3.51平方公里）呈向心式三重布局組成，內(nèi)城由墻體圍合，設(shè)8座水城門、1座陸城門，內(nèi)城和外城的布局跟我國(guó)中原地區(qū)城市建造一脈相承，由此推測(cè)良渚文明跟中原是有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系的。

最能體現(xiàn)良渚智慧的則是良渚的水利系統(tǒng)，良渚人通過(guò)修建水壩打造了一個(gè)非常復(fù)雜的水利系統(tǒng)，由谷口高壩、平原低壩和山前長(zhǎng)堤的11條人工壩體和天然山體、溢洪道構(gòu)成。初步估算，整個(gè)水利系統(tǒng)形成面積約13平方公里的水庫(kù)，庫(kù)容量超過(guò)6000萬(wàn)立方米，是中國(guó)迄今發(fā)現(xiàn)最早的大型水利工程遺址，也是目前已發(fā)現(xiàn)的世界上最早的堤壩系統(tǒng)之一。良渚的水利系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)旱澇的功能，在雨水多的時(shí)候可以通過(guò)水壩調(diào)節(jié)，讓水能夠盡快泄掉，不至于淹到王城；而到了干旱的時(shí)候，又可以通過(guò)水壩來(lái)蓄水，解決水源的問(wèn)題，而成就這一切的就是良渚人獨(dú)特的發(fā)明：「草裹泥」。「草裹泥」即草混雜著淤泥，包成一塊塊的泥包。在上世紀(jì)七八十年代，北方很多農(nóng)村還用的是草裹泥的磚頭蓋的房子，而這門技術(shù)可能就是從良渚傳下來(lái)的。

權(quán)力和行政還體現(xiàn)在墓葬上，反山和瑤山墓葬遺址的出土證明了良渚王的存在。反山墓地是一處修建于人工特意營(yíng)建的獨(dú)立高臺(tái)之上的高等級(jí)墓地，等級(jí)最高的12號(hào)墓在南排居中，迄今所見(jiàn)的完整“神人獸面”神徽都出自該墓。反山出土了大量的精美玉器，還出土了象征權(quán)力的玉琮王及玉鉞，推測(cè)這可能就是良渚王的陵墓。瑤山遺址位于城址外東北方向約5公里的一處山丘頂部，是一處祭壇和高等級(jí)墓葬的復(fù)合遺址，屬于良渚文化早期。他的特殊之處就是瑤山原本是良渚人的祭壇，但隨著政治中心的遷移，這個(gè)祭壇被廢棄，而成為了貴族們的墓葬遺址。祭壇上共清理13座良渚墓葬，出土隨葬品754件（組），其中玉器共出土678件（組）。從良渚文化墓地看當(dāng)時(shí)貧富分化已非常明顯，等級(jí)差別已經(jīng)出現(xiàn)。大墓中的琮、璧、鉞等成組玉器的出現(xiàn)，則是禮儀制度出現(xiàn)的重要標(biāo)志，表明當(dāng)時(shí)統(tǒng)治者內(nèi)部已有了嚴(yán)格的禮儀等級(jí)制度。在良渚文化的一些玉器和陶器上，還出現(xiàn)了為數(shù)不少的刻劃符號(hào)，這些符號(hào)在形體上已接近了早期的文字，是良渚文化進(jìn)入文明時(shí)代的重要標(biāo)志。

良渚古城以規(guī)模宏大的古城、功能復(fù)雜的水利系統(tǒng)、分等級(jí)墓地（含祭壇）等一系列相關(guān)遺址，以及具有信仰與制度象征的系列玉器，揭示了中國(guó)新石器時(shí)代晚期在長(zhǎng)江下游環(huán)太湖地區(qū)曾經(jīng)存在過(guò)一個(gè)以稻作農(nóng)業(yè)為經(jīng)濟(jì)支撐的、出現(xiàn)明顯社會(huì)分化和具有統(tǒng)一信仰的區(qū)域性國(guó)家。

圖1：良渚古城遺址分布地圖。

二、用科學(xué)技術(shù)手段證明“良渚古城遺址”的年代

考古發(fā)現(xiàn)了一個(gè)城，那么考古學(xué)家如何考證出良渚遺址的年代呢？

考古發(fā)現(xiàn)良渚古城內(nèi)有一個(gè)糧倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)有燃燒后的碳化稻谷。這證明當(dāng)時(shí)的良渚人已經(jīng)馴化和種植了水稻，證明良渚已經(jīng)進(jìn)入了稻作農(nóng)耕文明。而發(fā)掘發(fā)現(xiàn)的碳化稻谷也為現(xiàn)代科學(xué)年代堅(jiān)鑒定提供了可靠的樣品。

現(xiàn)在公認(rèn)的年代測(cè)定，使用的是碳同位素C14。

宇宙線射線進(jìn)入大氣后，與大氣原子核發(fā)生作用，產(chǎn)生中子。這些中子又會(huì)擊中大氣中的氮?dú)庠雍?，發(fā)生核反應(yīng)：中子被大氣中的穩(wěn)定氮原子核N14（由7個(gè)質(zhì)子和7個(gè)中子組成）吸收，同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)子，新生原子核由6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子組成，是碳14（表示為C14 ）（因?yàn)橛?個(gè)質(zhì)子，所以是碳元素C，又因?yàn)橘|(zhì)子和中子總數(shù)是14，所以是碳C14 。我們知道，自然界中的碳元素原子核，是由6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子組成的C12，是穩(wěn)定不衰變的。而C14是由6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子組成。由于C14和C12一樣有6個(gè)質(zhì)子，屬于同一種元素“碳”，在元素周期表中位于同一位置，稱為“同位素”。C14化學(xué)性質(zhì)與C12相同。與C12一樣，C14也與大氣中的氧氣生成CO2分子，被植物通過(guò)光合作用吸收。動(dòng)物食用植物，人類食用植物和動(dòng)物。這樣碳14就在整個(gè)生物鏈中流通。當(dāng)植物、動(dòng)物和人類死亡的時(shí)候（稻谷被收割，樹(shù)木被砍伐）后，就不再吸收CO2。其生長(zhǎng)期間已經(jīng)吸收的C14以5692年的半衰期經(jīng)過(guò)β-衰變?yōu)镹14《C14 →N14+β-》，其中β-射線的能量是156keV。N14與自然界中的穩(wěn)定氮原子相同，不會(huì)再衰變。因?yàn)橛钪婢€研究得知35000年以來(lái)宇宙線強(qiáng)度基本恒定；也就是說(shuō)35000年以來(lái)大氣中的C14含量基本恒定，活的植物每年吸收的CO2分子中的C14含量基本恒定。所以一旦植物被收割（或樹(shù)木被砍伐），其所含C14含量就以5692年的半衰期減少。當(dāng)一個(gè)半衰期之后，就只剩下一半的C14，第二個(gè)半衰期之后就只剩下四分之一的C14，以此類推。所以測(cè)試樣品中剩余C14的含量就可以知道樣品的年齡。理論上C14的含量不斷減少但永遠(yuǎn)不會(huì)為零只是無(wú)限接近零。但是對(duì)于50000年之前的樣品，C14含量非常少，所以測(cè)試結(jié)果基本就不可靠。

美國(guó)科學(xué)家Willard F. Libby 因?yàn)榘l(fā)明C14年代鑒定法而獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。其中，宇宙線物理研究的成果，以及微量放射性的物理測(cè)量技術(shù)，是這些發(fā)明不可缺少的基礎(chǔ)。放射性碳測(cè)年技術(shù)的應(yīng)用已有60年了，它徹底改變了考古學(xué)。C14測(cè)年迄今仍是一項(xiàng)強(qiáng)大可靠的、廣泛適用的技術(shù)，對(duì)于考古學(xué)家和其他科學(xué)家來(lái)說(shuō)極其寶貴。

由于宇宙射線的強(qiáng)度有微小變化，所以大氣中生成C14的速率及含量會(huì)有一些小變化。因此C14測(cè)年的得到的年齡與樣品真實(shí)的年齡存在一定的誤差。

樹(shù)木年輪測(cè)定結(jié)果在放射性碳測(cè)年的初期起到了重要作用。樹(shù)木年輪提供了檢查C14測(cè)年方法的準(zhǔn)確性所需要的年齡已知材料。在20世紀(jì)50年代后期，幾位科學(xué)家（特別是荷蘭人Hessel de Vries）能夠根據(jù)樹(shù)輪的碳測(cè)年收集的結(jié)果確認(rèn)放射性碳年齡和日歷年齡之間的差異。樹(shù)輪根據(jù)樹(shù)木年輪學(xué)測(cè)定。

目前，樹(shù)輪仍用于校正放射性碳測(cè)年結(jié)果。不同日歷年齡的樹(shù)木年輪庫(kù)現(xiàn)在可以提供持續(xù)至過(guò)去1.1萬(wàn)年的記錄。提供樹(shù)輪的放射性碳校正。

原則上，通過(guò)比較某含碳樣品的放射性碳含量和一個(gè)已知日歷年齡的年輪放射性碳含量，就可以準(zhǔn)確確定樣品的年齡。如果樣品的放射性碳含量和樹(shù)輪的一樣，則可以有把握地得出它們的年齡相同的結(jié)論。

良渚古城發(fā)掘樣品的C14年代鑒定，證明了良渚文化的年代為距今5300-4300年，持續(xù)發(fā)展約1000年，確定無(wú)疑地證明了中國(guó)有五千年文明史。

良渚古城遺址證明了中國(guó)五千年文明的存在，而神秘的良渚還有更多的秘密等待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，相信隨著考古的推進(jìn)，利用先進(jìn)的科技手段，中國(guó)文明史將會(huì)表現(xiàn)出更加的完善和多樣。