张晴丹：科技为考古插上腾飞的“翅膀”

 

 

“进化论催生了考古学，地质学和生物学激活了考古学，而如今现代科技的全面介入，促进了考古学的飞速发展，使之从‘冷门绝学’升华为‘热门显学’。”近日，在中国科学院老科学技术工作者协会第六期高端学术沙龙上，中国科学院大学考古学与人类学系教授王昌燧如是说。

 

确实，随着基于自然科学的各类技术在考古研究中有效应用，对于考古学而言，科技考古已成为和考古发掘同等重要的基石，“手铲释天书”也因之失去原初意义。

 

科技是考古学的重要推动力

 

1949年美国科学家利比建立的碳十四测年方法，使考古学发生了革命性变化，使其从定性描述升级为定量表述的学科。绝对年代的准确测定，有力推动了环境考古、陶瓷考古、冶金考古等考古学各类分支的发展。

 

“科技是考古学的重要推动力。”王昌燧说。一辈子从事科技考古的他，见证了我国科技考古独特的发展历程。他表示，最近40年，中国的科技考古已逐渐成为世界科技考古的热点。

 

国际上，早期的科技考古主要聚焦于无机文物的起源、工艺和矿料来源。得益于党和政府的重视以及得天独厚的考古遗存，早在20世纪80年代，我国的陶瓷考古和冶金考古水平已稳居世界前列。

 

20世纪90年代以来，同步辐射光源等大科学装置不断助力文物考古的前沿研究，产出了一系列具有重大国际影响的成果。

 

进入21世纪后，一方面，中国科学院地质与地球物理研究所研究员吕厚远关于粟、黍和狗尾草植硅体的清晰鉴别，使我国粟作农业考古和稻作农业考古成为国际研究热点；另一方面，有机化学和生物化学分析方法的推广应用为考古学打开了一片新天地，展现出喜人的前景。其中，蛋白质组学方法尤其受到科技考古专家青睐，其在有机残留物分析方面的应用，总能给人惊喜。

 

中国科学院大学考古学与人类学系教授杨益民系统开展了有机残留物分析工作，特别是利用脂肪酸单体碳同位素分析对农牧交错带形成和发展的探讨，有助于揭示华夏文明的演变。

 

工欲善其事，必先利其器。如今，呈百花齐放态势的科技考古手段，正全方位“武装”考古学者，使他们解析历史谜团的能力大幅提升。

 

古DNA技术给人类起源和迁徙研究带来福音

 

王昌燧指出，古DNA技术的问世，有力推动了人类起源和迁徙的研究，相关重大成果的捷报频频传来。

 

考古学主要研究人类的发展史，显然，唯有多学科协作，方能探讨这一极其复杂的体系。而古DNA研究则是探索人类起源、进化和迁徙的关键手段。

 

“2008年之前，人们尚无法明确区分后来人的污染和当时人类的DNA，人类演化研究相对罕见。高通量技术出现之后，通过一系列技术补丁的开发，古DNA研究在近20年里迅速发展，并为人们提供了许多新的知识。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹说。

 

今年，付巧妹团队结合大型文库建设和机器自动化，评估了背景微生物的影响。“目前我们在扩展相关微生物的研究，通过一系列实验方案的评估和研究，我们发现采用某种方案对于减少外源DNA污染影响是最有利的。”

 

过去几年里，付巧妹团队成功地将新方法应用于考古遗存，相关成果填补了人类研究的空白。2017年，付巧妹团队采用其主导开发的古DNA捕获技术成功获得了4万年前田园洞人的古基因组，发现田园洞人已呈现亚洲人的遗传特征。这是中国发表的第一例人类古基因组，也是迄今东亚最古老的早期现代人基因组。

 

《科学》杂志评论称，“该基因组填补了东亚在地理和时间尺度上的巨大空白。”

 

此外，付巧妹团队基于东亚人群的大量研究，探明了不同年代东亚人群的遗传特点，首次发现其与世界其他地区人群之间的遗传关系、相关人群的迁徙扩散模式以及环境适应性遗传变异情况，进而勾画出迄今最长时间尺度上东亚人群的动态遗传图谱，这对于重构整个人类起源与演化历史有着重要的学术意义。

 

《科学》《细胞》等杂志发表了系列成果并评论称，该研究已“绘制出东北亚人群此消彼长的复杂历史图景”以及“早期农业人群的迁徙扩散图景”。

 

“现在的分子古生物学研究技术还包括古蛋白、古微生物组、表型组等，日新月异的科技不断赋予古DNA研究新的活力，未来其必将与大数据、人工智能、基因编辑等技术深度结合，这是多学科交融的必然。”付巧妹表示。

 

科技考古须重视基础研究

 

近年来，我国的考古发掘工作取得了举世瞩目的成就，而科学技术在考古学领域的全面应用同样硕果累累。可以说，没有发掘就没有考古学，没有科技也没有考古学。

 

“虽然我国的考古成果受到特别关注，但必须清醒认识到我们与国际的差距，即我们的科技考古多为应用研究，罕见基础研究。”王昌燧表示。

 

他强调，现在的重任是要把科技考古发扬光大，而只有特别重视基础研究，科技考古的水平才能有质的升华，才能居于世界前列，否则，我们在方法上永远处于追赶态势。

 

对此，北京大学考古文博学院博雅特聘教授吴小红表示赞同，“科技考古工作者大多具有自然科学知识背景，完全有能力从事相关基础研究”。

 

同时，王昌燧指出，考古学是一门实践的学科，他呼吁筹建若干科技考古工作站，让科研人员在那里开展具体遗址的考古勘探、发掘和研究，并注意融入中国元素，为逐步建立、完善具有中国特色、中国风格、中国气派的考古学而不懈努力。

 

作者：张晴丹 ；来源：中科院之声微信号