熟知考古碳十四年代學(xué)歷史的學(xué)者都很了解，自1949年美國學(xué)者威拉德·利比（Willard Frank Libby）發(fā)現(xiàn)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(xué)經(jīng)歷了三次革命，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(xué)引發(fā)了所謂“碳十四革命”并推翻了長久以來占據(jù)統(tǒng)治地位的通過類型學(xué)建立的歐洲史前時間框架，并間接引發(fā)了新考古學(xué)（New Archaeology）、社會考古學(xué)（Social Archaeology）等過程主義考古學(xué)思想的誕生。
在中國考古學(xué)界，自夏鼐先生1977年在《考古》雜志上發(fā)表的那篇著名的《碳-14測定年代和中國史前考古學(xué)》一文至今已經(jīng)過了四十五年，在這期間隨著世紀(jì)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(zhì)譜法（AMS）被引入中國。二十一世紀(jì)以來，中國考古學(xué)相關(guān)的碳十四測年數(shù)據(jù)量相比二十世紀(jì)而言有著顯著增長。隨著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(xué)年表被建立起來，并確定了距今6000-5800年、距今5300年和距今3800年等幾個中國文明發(fā)展過程中的關(guān)鍵時間點。此外，由于加速器質(zhì)譜法所需樣品量少，以中國社會科學(xué)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(xué)考古文博學(xué)院第四紀(jì)年代學(xué)實驗室為代表的面向考古碳十四測年的實驗室探索和發(fā)展了針對不同含碳物質(zhì)的前處理方法，大大拓展了可測年樣本的種類。北京大學(xué)考古文博學(xué)院第四紀(jì)年代學(xué)實驗室在2005年舉辦的第五次國際碳十四比對中進(jìn)入了全球碳十四測年實驗室前5%的行列，意味著北京大學(xué)的實驗室在碳十四測年的精密度和準(zhǔn)確度方面都處于國際領(lǐng)先。
然而另一方面，每年海量的碳十四數(shù)據(jù)產(chǎn)生的同時，對于這些數(shù)據(jù)如何進(jìn)行使用和研究方面仍然存在一些問題。如一些考古學(xué)家分不清數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度之間的關(guān)系，不能很好地理解樣本的“代表性”或“年代指征性”問題，經(jīng)常性地主觀判斷某數(shù)據(jù)“偏早”或“偏晚”而將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(xué)僅僅被用來確定絕對年代，使用碳十四數(shù)據(jù)來研究區(qū)域文化發(fā)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(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度之間的關(guān)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(jìn)行分析和解說，并希冀本文可以廓清考古學(xué)者對于如何使用碳十四數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的困惑以及對于未來考古碳十四年代學(xué)研究方向進(jìn)行展望。
陳鐵梅先生和陳建立先生在《簡明考古統(tǒng)計學(xué)》中很好地闡明了精密度和準(zhǔn)確度這兩個概念。在此，筆者將結(jié)合碳十四數(shù)據(jù)對這兩個概念進(jìn)行進(jìn)一步闡述。碳十四數(shù)據(jù)的精密度一般是指數(shù)據(jù)經(jīng)過樹輪校正后的誤差范圍，而準(zhǔn)確度一般是指碳十四測年數(shù)據(jù)的年代分布是否涵蓋了“真實的”樣本形成年代。學(xué)者們一般傾向于認(rèn)為常規(guī)法測的數(shù)據(jù)不如加速器法測的數(shù)據(jù)“準(zhǔn)”，但是測年數(shù)據(jù)誤差的大小只是代表著精密度，而不代表準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度與系統(tǒng)誤差有關(guān)系?，F(xiàn)在加速器法測年往往會把已知年代的標(biāo)準(zhǔn)樣品與考古樣品同時制成石墨靶進(jìn)行碳十四含量測定，因此測年的準(zhǔn)確度可以被很好地控制。
對于測年樣本的代表性問題，考古學(xué)界已經(jīng)有所認(rèn)識。考古學(xué)界早就認(rèn)識到一次葬的墓葬共時性最好，是很好的“時間艙”，而灰坑內(nèi)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(fā)表于2018年第2期的《考古》雜志上的一項多學(xué)科的對于鄧州八里崗遺址仰韶文化多人二次合葬墓M13的研究顯示五個進(jìn)行測年的隨葬豬下頜骨年代差最大可達(dá)400多年，意味著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歷史事件的年代之間的匹配程度的問題。如學(xué)界常常使用連續(xù)堆積的地層中的含碳物質(zhì)進(jìn)行測年并使用貝葉斯統(tǒng)計進(jìn)行處理，然而，如果該含碳物質(zhì)的形成年代“早于”其進(jìn)入地層堆積的年代或者“晚于”其進(jìn)入地層堆積的年代，則即使使用了貝葉斯統(tǒng)計進(jìn)行分析也會得到不正確的年代結(jié)果。因此，使用地層中或灰坑中的木炭或骨頭樣品的測年數(shù)據(jù)的時候需要慎之又慎。此外，關(guān)節(jié)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。陶器內(nèi)壁的炭化食物殘渣可以認(rèn)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，以日本國立歷史民俗博物館的研究者小林謙一為代表的研究團(tuán)隊對于日本繩文時代和彌生時代的陶器內(nèi)壁附著的炭化殘留物進(jìn)行碳十四年代測定，并通過陶器類型學(xué)上的早晚關(guān)系建立貝葉斯統(tǒng)計模型，得到了日本繩文時代向彌生時代過渡的年代。由于陶器內(nèi)壁附著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(jié)論也較為可信。
考古學(xué)是一門以材料為主導(dǎo)的學(xué)問，材料和數(shù)據(jù)等信息的理想程度決定了使用哪種手段或方法進(jìn)行研究。此外，研究的時空尺度也和材料的情況息息相關(guān)。如早期的中國考古學(xué)者只能分辨仰韶文化和龍山文化，廟底溝與三里橋的發(fā)掘以及洛陽王灣遺址的發(fā)掘使得考古學(xué)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(jìn)一步積累使得仰韶文化的諸多類型得以顯現(xiàn)，龍山文化被升格為“龍山時代”。實際上，區(qū)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(jìn)行概括和總結(jié)的特點。
圖一 大汶口文化碳十四數(shù)據(jù)分區(qū)加和結(jié)果
筆者對已發(fā)表的海岱地區(qū)大汶口文化的碳十四數(shù)據(jù)按照欒豐實先生劃分的七個分區(qū)進(jìn)行分別統(tǒng)計加和，得到圖一所示結(jié)果?？梢钥吹缴綎|中南部的大汶口文化最早出現(xiàn)，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，最后是以蒙城尉遲寺遺址為代表的魯豫皖交匯地區(qū)。由于大汶口文化的碳十四數(shù)據(jù)在不同遺址之間分布不均勻，按遺址統(tǒng)計碳十四數(shù)據(jù)很難看出規(guī)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(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。而選擇分區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計既可以使數(shù)據(jù)之間進(jìn)行考古學(xué)期段的相互彌補，同時可以反映出不同區(qū)域之間文化變遷的宏觀規(guī)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隨著碳十四數(shù)據(jù)的大量積累，日本學(xué)者在研究繩文時代向彌生時代轉(zhuǎn)變的過程中發(fā)現(xiàn)以板付遺址為代表的日本九州北部地區(qū)最早進(jìn)入彌生時代，而日本東北地區(qū)以龜岡式陶器為代表的繩文時代文化最晚進(jìn)入彌生時代，而日本北海道地區(qū)則直接發(fā)展到?jīng)]有稻作農(nóng)業(yè)的續(xù)繩紋時代，沖繩地區(qū)發(fā)展到?jīng)]有稻作農(nóng)業(yè)的貝冢時代后期。在考古碳十四年代學(xué)的幫助下，日本的考古學(xué)者復(fù)原了稻作農(nóng)業(yè)的傳播過程并確定了其傳播的邊界。因此，考古碳十四年代學(xué)可以很好地被用來動態(tài)地研究考古學(xué)文化的傳播和變遷。
圖二 相對年代和絕對年代的時間觀
最后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(xué)和考古類型學(xué)建立起來的時間觀，其特點是“同樣式別的陶器是同時的”，“某考古學(xué)文化分期中同一期段的單位是同時的”，“地層學(xué)上的疊壓順序決定了文化的時間發(fā)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(jié)構(gòu)。實際上，由于地貌上的山川河流的阻隔，不同區(qū)域文化發(fā)展是有不平衡性的，可以體現(xiàn)在雖然是同一考古學(xué)文化或同一考古學(xué)文化的同一期段，絕對年代上有所差別。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(fā)展到龍山文化再發(fā)展到岳石文化，然而不同遺址的同一文化的年代上下限會在一定范圍內(nèi)“浮動”?；蛟S有些考古學(xué)家認(rèn)為這不可理解，并認(rèn)為這種時間觀“并不存在”。但如果我們比較一下高鐵出現(xiàn)之前和之后、飛機出現(xiàn)之前和之后、火車出現(xiàn)之前和之后的交通情況，就可以很好理解了。在中國史前沒有家馬出現(xiàn)的時候，最快捷的交通方式也許就是沿著水路進(jìn)行的，不同區(qū)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(dǎo)致同樣的器物在不同區(qū)域出現(xiàn)時可能會有時間差。這種由地域差異導(dǎo)致產(chǎn)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(guān)碳十四數(shù)據(jù)被認(rèn)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后的動因問題就無法被學(xué)者們關(guān)注。
自中國科學(xué)院考古研究所實驗室于1972年第1期的《考古》雜志上發(fā)表國內(nèi)第一份考古碳十四數(shù)據(jù)報告《放射性碳素測定年代報告（一）》以來已經(jīng)過去了五十年，然而考古碳十四年代學(xué)距離真正發(fā)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(xué)的相關(guān)研究，解決考古學(xué)家的一些困惑，打開考古學(xué)界的研究思路，并進(jìn)而推動研究的轉(zhuǎn)向。
作者：宋殷
作者單位：北京大學(xué)考古文博學(xué)院
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