熟知考古碳十四年代學曆史的學者都很了解，自1949年美國學者威拉德·利比（Willard Frank Libby）發現碳十四這種放射性同位素可以用來測定含碳考古遺物的年代以來，碳十四年代學經曆了三次革命，即碳十四革命、校正曲線革命和AMS革命。在歐洲，碳十四年代學引發了所謂“碳十四革命”并推翻了長久以來占據統治地位的通過類型學建立的歐洲史前時間框架，并間接引發了新考古學（New Archaeology）、社會考古學（Social Archaeology）等過程主義考古學思想的誕生。

在中國考古學界，自夏鼐先生1977年在《考古》雜志上發表的那篇著名的《碳-14測定年代和中國史前考古學》一文至今已經過了四十五年，在這期間随着世紀之交的夏商周斷代工程的開展，貝葉斯方法（Bayesian Statistics）和加速器質譜法（AMS）被引入中國。二十一世紀以來，中國考古學相關的碳十四測年數據量相比二十世紀而言有着顯著增長。随着中華文明探源工程的開展，相對更加清晰的中國史前考古學年表被建立起來，并确定了距今6000-5800年、距今5300年和距今3800年等幾個中國文明發展過程中的關鍵時間點。此外，由于加速器質譜法所需樣品量少，以中國社會科學院考古研究所考古科技實驗研究中心碳十四實驗室和北京大學考古文博學院第四紀年代學實驗室為代表的面向考古碳十四測年的實驗室探索和發展了針對不同含碳物質的前處理方法，大大拓展了可測年樣本的種類。北京大學考古文博學院第四紀年代學實驗室在2005年舉辦的第五次國際碳十四比對中進入了全球碳十四測年實驗室前5%的行列，意味着北京大學的實驗室在碳十四測年的精密度和準确度方面都處于國際領先。

然而另一方面，每年海量的碳十四數據産生的同時，對于這些數據如何進行使用和研究方面仍然存在一些問題。如一些考古學家分不清數據的精密度和準确度之間的關系，不能很好地理解樣本的“代表性”或“年代指征性”問題，經常性地主觀判斷某數據“偏早”或“偏晚”而将其舍棄而沒有注意到相對年代和絕對年代之間具有不同的“時間觀”。此外，碳十四年代學僅僅被用來确定絕對年代，使用碳十四數據來研究區域文化發展不平衡性和文化變遷速率、變遷模式以及變遷動因等可能的研究方向被無視。在此，筆者希望通過對數據的精密度和準确度之間的關系問題、樣本代表性問題、研究尺度與研究方法問題、相對年代和絕對年代的兩種時間觀問題進行分析和解說，并希冀本文可以廓清考古學者對于如何使用碳十四數據進行研究的困惑以及對于未來考古碳十四年代學研究方向進行展望。

陳鐵梅先生和陳建立先生在《簡明考古統計學》中很好地闡明了精密度和準确度這兩個概念。在此，筆者将結合碳十四數據對這兩個概念進行進一步闡述。碳十四數據的精密度一般是指數據經過樹輪校正後的誤差範圍，而準确度一般是指碳十四測年數據的年代分布是否涵蓋了“真實的”樣本形成年代。學者們一般傾向于認為常規法測的數據不如加速器法測的數據“準”，但是測年數據誤差的大小隻是代表着精密度，而不代表準确度，準确度與系統誤差有關系。現在加速器法測年往往會把已知年代的标準樣品與考古樣品同時制成石墨靶進行碳十四含量測定，因此測年的準确度可以被很好地控制。

對于測年樣本的代表性問題，考古學界已經有所認識。考古學界早就認識到一次葬的墓葬共時性最好，是很好的“時間艙”，而灰坑内遺物的共時性要略差，地層中出土的遺物的共時性更差。同時，發表于2018年第2期的《考古》雜志上的一項多學科的對于鄧州八裡崗遺址仰韶文化多人二次合葬墓M13的研究顯示五個進行測年的随葬豬下颌骨年代差最大可達400多年，意味着墓葬中的遺物也可能有較大時間差。因此，樣本代表性問題其實是樣本的年代和欲測年的曆史事件的年代之間的匹配程度的問題。如學界常常使用連續堆積的地層中的含碳物質進行測年并使用貝葉斯統計進行處理，然而，如果該含碳物質的形成年代“早于”其進入地層堆積的年代或者“晚于”其進入地層堆積的年代，則即使使用了貝葉斯統計進行分析也會得到不正确的年代結果。因此，使用地層中或灰坑中的木炭或骨頭樣品的測年數據的時候需要慎之又慎。此外，關節連接完整的肢體骨骼可以看作是被埋藏不久即原位腐爛，可以很好地指征埋藏年代。陶器内壁的炭化食物殘渣可以認為是陶器使用期間形成的，一般也可以很好地代表陶器的使用年代。事實上，以日本國立曆史民俗博物館的研究者小林謙一為代表的研究團隊對于日本繩文時代和彌生時代的陶器内壁附着的炭化殘留物進行碳十四年代測定，并通過陶器類型學上的早晚關系建立貝葉斯統計模型，得到了日本繩文時代向彌生時代過渡的年代。由于陶器内壁附着的炭化殘留物很好地指征了陶器的使用年代，因此這一研究結論也較為可信。

考古學是一門以材料為主導的學問，材料和數據等信息的理想程度決定了使用哪種手段或方法進行研究。此外，研究的時空尺度也和材料的情況息息相關。如早期的中國考古學者隻能分辨仰韶文化和龍山文化，廟底溝與三裡橋的發掘以及洛陽王灣遺址的發掘使得考古學者分辨出了處于仰韶文化和龍山文化之間“廟底溝二期文化”和“王灣二期文化”。考古材料的進一步積累使得仰韶文化的諸多類型得以顯現，龍山文化被升格為“龍山時代”。實際上，區系類型理論很好地反映了考古材料可以在不同的時空尺度進行概括和總結的特點。

圖一 大汶口文化碳十四數據分區加和結果

筆者對已發表的海岱地區大汶口文化的碳十四數據按照栾豐實先生劃分的七個分區進行分别統計加和，得到圖一所示結果。可以看到山東中南部的大汶口文化最早出現，其次是濰河流域和膠東半島，接下來是以焦家遺址為代表的山東西北部和山東東南部，最後是以蒙城尉遲寺遺址為代表的魯豫皖交彙地區。由于大汶口文化的碳十四數據在不同遺址之間分布不均勻，按遺址統計碳十四數據很難看出規律，此外，每個遺址的大汶口文化在大汶口文化的總分期中所屬期段不一樣，也難以統一進行數據比較。而選擇分區進行數據統計既可以使數據之間進行考古學期段的相互彌補，同時可以反映出不同區域之間文化變遷的宏觀規律。例如在這一例子中，就極有可能存在從山東中南部到濰河流域和膠東半島再到山東東南部這樣一個文化傳播過程。另一個類似的例子是随着碳十四數據的大量積累，日本學者在研究繩文時代向彌生時代轉變的過程中發現以闆付遺址為代表的日本九州北部地區最早進入彌生時代，而日本東北地區以龜岡式陶器為代表的繩文時代文化最晚進入彌生時代，而日本北海道地區則直接發展到沒有稻作農業的續繩紋時代，沖繩地區發展到沒有稻作農業的貝冢時代後期。在考古碳十四年代學的幫助下，日本的考古學者複原了稻作農業的傳播過程并确定了其傳播的邊界。因此，考古碳十四年代學可以很好地被用來動态地研究考古學文化的傳播和變遷。

圖二 相對年代和絕對年代的時間觀

最後一個問題是相對年代和絕對年代的兩種時間觀問題。相對年代的時間觀是由考古地層學和考古類型學建立起來的時間觀，其特點是“同樣式别的陶器是同時的”，“某考古學文化分期中同一期段的單位是同時的”，“地層學上的疊壓順序決定了文化的時間發展順序”。在沒有絕對年代的測年方法的引入的前提下，這種時間觀是無可厚非的。但如果我們引入絕對年代的視角，則相對年代的時間觀可以被理解為圖二所示的結構。實際上，由于地貌上的山川河流的阻隔，不同區域文化發展是有不平衡性的，可以體現在雖然是同一考古學文化或同一考古學文化的同一期段，絕對年代上有所差别。反映在絕對年代上就是雖然A遺址、B遺址和C遺址都是由大汶口文化發展到龍山文化再發展到嶽石文化，然而不同遺址的同一文化的年代上下限會在一定範圍内“浮動”。或許有些考古學家認為這不可理解，并認為這種時間觀“并不存在”。但如果我們比較一下高鐵出現之前和之後、飛機出現之前和之後、火車出現之前和之後的交通情況，就可以很好理解了。在中國史前沒有家馬出現的時候，最快捷的交通方式也許就是沿着水路進行的，不同區域之間的交流頻率必然會有所差異。而這種差異也必然會導緻同樣的器物在不同區域出現時可能會有時間差。這種由地域差異導緻産生的時間差異如果我們使用相對年代的時間觀，則就會被抹殺，大量的相關碳十四數據被認為“明顯偏早”或“明顯偏晚”而被舍棄，文化傳播的速率和文化傳播的模式以及背後的動因問題就無法被學者們關注。

自中國科學院考古研究所實驗室于1972年第1期的《考古》雜志上發表國内第一份考古碳十四數據報告《放射性碳素測定年代報告（一）》以來已經過去了五十年，然而考古碳十四年代學距離真正發揮其作用還有很長的路要走。筆者期冀可以通過這樣一篇小文來推動考古碳十四年代學的相關研究，解決考古學家的一些困惑，打開考古學界的研究思路，并進而推動研究的轉向。

作者：宋殷

作者單位：北京大學考古文博學院

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來源 | “文博中國”微信公衆号

編輯 | 張小築 實習編輯 | 李 丹

複審 | 郭曉蓉

監制 | 李 讓

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