科学考古为中华文明起源研究提供科学支持 史前考古研究中的三个核心问题

在中央政治局第三十九次集体学习时，习近平总书记指出：“我们运用生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等前沿学科的最新技术，分析了中国古代遗存，为中华文明起源提供了坚实的科技分析基础，拓展了我们对中国五千多年文明史的认识。探索文明的起源和形成是一项复杂而漫长的系统工程。要把考古探索、文献研究与自然科学技术有机结合起来，综合把握物质、精神、社会关系等因素，逐步还原文明从涓涓细流到江河汇流的发展进程。”这一重要论述肯定了科技考古在中华文明起源系列研究项目中的关键支撑作用，也为科技考古如何在构建中国特色、中国风格、中国气派的考古学“三大体系”中发挥更大作用指明了方向。

考古学是一门利用实物遗存研究古代社会和文化的历史科学。作为考古学的研究对象，实物遗存的种类和形态包罗万象，既包括房屋、道路、城墙、城楼、墓葬、沟渠等遗迹，也包括陶瓷、玻璃、玉器、金属等手工艺品和生产过程的相关遗迹，既包括肉眼可见的人和动物遗存，也包括与人类活动有关的各种元素、分子等不可见的残留物。在田野考古调查、发掘和研究过程中，需要运用生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等相关学科的方法和技术，对各类遗存进行科学高效的采集、信息提取和价值挖掘。正是随着这些自然科学和其他相关学科与考古学交叉融合的深入，才产生了考古学这两个科学技术学科。

一是科技考古支持下的中华文明起源研究

中华文明溯源工程自2001年底启动以来，经过20年的探索，取得了辉煌的成就。习近平总书记对此给予了充分肯定：“中华文明溯源工程对中华文明起源、形成和发展的历史脉络，对中华文明多元一体格局的形成和发展过程，对中华文明的特点和成因，有着清醒的认识。”“中华文明寻源工程提出了文明的定义和中国人进入文明社会的计划，为世界文明起源的研究做出了原创性的贡献。”这些成果的取得，对于一直坚持“多学科、多角度、全方位”研究理念的中华文明溯源工程研究团队来说，至关重要。其中，科技考古相关方法的应用是中华文明研究技术路线的关键核心，也为中华文明五千年多元一体格局的形成和发展提供了坚实的科技分析基础。

首先，科技考古为中华五千年文明史提供了关键的科学支撑。研究证实，长江下游的良渚文化最早进入5300年以来的文明阶段，代表了东亚已知最早的区域国家。3800年前后，中原地区发展了更成熟的文明形态，诞生了具有跨区域文化影响和政治控制的二里头广域王权国家。科技考古学为上述认识贡献了一系列关键证据。其中，在良渚文明研究中，科技考古学家率先提出并系统论证了以良渚城市群防洪体系为代表的水利工程，推高了良渚a的绝对年代上限

其次，科学考古学揭示了中华文明起源和早期发展的经济基础。动物考古、植物考古、稳定同位素等相关科技考古的综合研究表明，5500年前后，黄河和长江分别形成了以“大米和米汤鱼”为主要商业特征的农业社会，为中华文明的形成奠定了坚实的商业经济基础。4500年至3800年前，中原地区率先推动了农业生产的复杂化，发展了包括粟、黍、稻、麦、豆在内的“五谷丰登”的种粮方式和包括猪、狗、牛、羊、山羊在内的多种牲畜养殖业。农业经济的复杂性和生产技术的多样化保证了社会经济发展的可持续性，促进和推动了中原地区社会复杂化的进程，加速了中华文明的形成。

第三，科技考古增强了中华文明发展进程的历史可靠性。科技考古研究为中华文明的形成和早期发展建立了科学的绝对年代框架，揭示了金属矿产、玉器资源、农作物牲畜、手工业技术的交流与传播，以及相关的人口迁移和基因交流，对生产力发展和社会进步具有重要意义。产业、资源、技术及相关文化要素的广泛传播，促进了地区间的文化交流，促进了更大范围内的文化融合和民族融合，这是古代文化长期互动，中华文明从长江流域、黄河流域、辽河流域“多元”逐渐融合的物质基础。

2020年9月，“中华文明起源研究(2020-2024)”第五阶段正式启动。这一阶段下的8个课题中有4个是由科技考古学家主导的，分别是中华文明起源过程中的年代学研究、中华文明起源过程中的古环境与人地关系研究、中华文明起源过程中的工业、资源与技术研究和古代人与中华文明起源过程中的分子考古学。这些课题为了解牛河梁、良渚、石家河、陶寺、石峁、二里头等重点遗址和黄河流域、长江流域、西辽河流域等重点区域，以及5500年至3500年前文明起源与演化的绝对年代框架、资源环境背景、人地关系演变、生产的经济基础，以及人、资源、技术的交流与交换提供了科学支撑。

第二，科技考古有助于建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学。

习近平总书记在给仰韶文化发现暨中国现代考古学诞生一百周年的贺信中指出：“希望考古工作者增强历史使命感和责任感，发扬严谨求实、艰苦奋斗、敬业奉献的优良传统，继续探索未知，揭示渊源，努力建设有中国特色、中国风格、中国气派的考古， 更好地展示中华文明的风采，弘扬中华优秀传统文化，为实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大贡献！” 近年来，特别是中华文明溯源工程启动以来，得益于自然科学技术在考古学中的深入应用，科技考古学为文明研究学科体系、学术体系和话语体系的构建做出了贡献，极大地提高了考古学在中华文明研究领域的信息提取能力和历史解释可靠性。

科技考古学是考古学的一个分支，其学科定位主要是基于考古学的研究思路，借用自然科学的方法和技术，对文物进行调查、取样、鉴定、分析和检验

科技考古是考古研究的一个概念，即把相关的技术和方法有机地融入考古调查、发掘和研究的全过程，从而从整体上拓宽考古研究的领域，深化考古研究的内容，提升考古研究的水平，提高考古研究的准确性。但是，我们应该清醒地看到，我国科技考古的整体水平还有很大的发展空间，自然科学方法和技术的应用范围有待扩大，与考古学的结合程度有待提高。这一方面与科技考古人员数量少有关，另一方面也是考古学与相关学科的学术差距造成的。站在考古学第二个世纪的起点上，要统筹学科发展，以项目和课题的形式推动考古学与自然科学的交叉融合和协同创新，积极吸引从事生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等前沿学科的科研人员加入考古教研队伍，培养跨学科的科技考古和考古专业人才，将最新的技术和方法内化为考古研究手段。同时，我们将继续推动科技考古不同研究方向的融合，进一步帮助考古学提高提取信息和解释问题的能力。

科技考古学是考古学不断发展的产物，其学科内涵是复杂的，并将随着生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等前沿学科最新技术的应用和普及而不断丰富。在我国整体科技实力不断提升的新时代，自然科学与其他相关学科以及考古学的交叉融合也将不断深化，这必将有助于科技考古学的发展。《“十四五”考古工作专项规划》(以下简称“《规划》”)明确提出“推动考古科技创新升级.积极培育前沿交叉学科，支持考古年代学、地质考古学、动物考古学、植物考古学、考古材料学、分子生物考古学等子学科，全面提高多学科解决考古问题的能力”。《规划》的编纂恰逢其时，科技考古的未来可期。

展望未来，科技考古将贯穿考古勘探、发掘、研究的全过程，并逐渐与考古学相结合。以马克思主义为指导，对中华文明的特征和成因进行多角度、多层次、全方位的研究，解答中华文明起源、形成和发展的基本图景，区域文明的内在机制和演进路径，进而推动中华文明的研究、阐释、展示和传播向更高层次发展。

(作者是中国社会科学院考古研究所副研究员陈骧龙)(来源：中国社会科学网)

考古学在中华文明起源研究中的作用是什么？考古学在中国文明起源研究中的作用：1 .探索遥远的历史和民族之源；2.为中国古代社会的方方面面提供物证；3.论证古代现存的历史记载；4.为古代不同时期的风俗、科技提供实物和研究资料。考古学的作用是从应用科学研究的角度细分的。

中华文明探源工程阶段及成果预研(2001-2003年)《中华文明探源工程预研》以公元前2500年至公元前1600年的中原地区为工作的时空范围。设置了9个专题，包括与夏商有关的古代传说和文献、上古时期的礼制、考古文化谱系的断代、聚落形态反映的社会结构、古代环境、早期金属冶炼和铸造技术、文字和铭文、古代天象和历法、中外古代文明起源的比较研究等。在预研阶段，除上述课题的研究外，主要成果是探索出一条多学科结合研究文明起源的技术路线和实施方法，为探源工程提出了较为可行的实施方案。经过第一阶段(2004-2005年)的初步研究，2004年夏，“公元前2500年至公元前1500年中原地区文明形态研究”，即“中华文明寻源计划(一)”启动。探源工程一期的目标是多角度、多层次、全方位地研究中原文明形成和早期发展的过程，初步探索其背景、原因、道路和特点。除了考古学，还涉及到很多学科，比如文学史、古文字学、人类学、天文学、科技史等等。运用了放射性碳14同位素测年、古植物、古动物、古环境、古人类饮食习惯分析、化学成分分析、物理结构分析、遥感、遗址物理探测等大量自然科学技术。通过项目承担者和相关学科学者的共同努力，中华文明溯源项目第一阶段取得了积极成果：1 .文化谱系与断代：结合中原考古文化谱系的整理与分期，对山西襄汾陶寺、河南登封王成刚、河南新密新寨、河南偃师二里头等中心遗址出土的系列标本进行了准确的断代，为探讨中原社会文明进程中的各种问题奠定了基础。2.自然环境变化专题：研究结果表明，公元前2500-2100年期间，中原地区气候温暖湿润，适宜农业的发展。公元前2000年前后，黄河中游出现了异常气候，主要表现在气温的变化，尤其是降雨量的不平衡。这一研究结果与尧舜禹时期古代传说中气候异常、灾害频发的记载不谋而合。3.经济技术发展主题：运用自然科学与考古学相结合的方法，通过对陕西陶寺、河南王成刚、辛寨、二里头等四个重点遗址出土的动植物遗存、人工遗迹及相关遗物的研究，揭示了在公元前2500年至公元前1500年这一特定时期，中原地区人类社会的基本经济生产部门————农业(包括农耕和畜牧)，以及加工业(包括青铜器制作、陶器制作、玉器加工等)的发展状况。)，最能体现当时的技术水平，都表现出显著的变化和进步，尤其是在龙山时代到二里头文化的演变过程中。具体来说，公元前2500年以后，农业生产在维持以粟类作物为代表的原始农耕生产和以家猪为代表的家畜养殖业的基础上，开始逐渐种植水稻，饲养牲畜。与此同时，原产于西亚的小麦和绵羊也被传入中原，从而逐渐建立起多种作物种植和牲畜饲养方法。这一时期已经掌握了铸造青铜容器的技术，制陶和玉器加工技术也有了很大发展。研究表明，科技和经济的发展确实是推动中原文明形成的重要动力之一。

4.聚落形态反映的社会结构：通过对陶寺、新寨、二里头等这一时期中原地区几处都会遗址的考古钻探和发掘，对遗址的建造、使用和废弃年代、布局和功能分区，以及所反映的社会组织结构和王权发展程度有了新的认识。根据古代传说，山西南部是姚的活动中心。中国社会科学院考古研究所在襄汾陶寺遗址发现了一座大型城址。考古发现表明，公元前2300年左右，一座长约1000米、宽约580米、面积58万平方米的城市首先在此建成。到公元前2100年左右，一座长1800米、宽1500米、面积280万平方米的巨大城址被扩建。特别引人注目的是，在大墓附近发现了一件特别的遗物，有一个很大的半圆形平面。修复研究表明，从半圆中心外半圆夯土墙故意留下的缝隙向东看，正是太阳在春分、秋分、夏至、冬至从遗址东侧猫儿山升起的位置。发掘者和天文学家一致认为，这一遗迹很可能是与观察太阳位置以确定春分、秋分、夏至、冬至等重要节气的活动有关的观测天象和举行祭祀的场所，这很容易使人想起《尚书尧典》年姚的“观象授时”记录。陶寺城址庞大，城内功能分区明显。说明当时社会存在严重的阶级分化，城市中的统治集团掌握了军事指挥权和祭祀权，成为凌驾于社会之上的主人，有了“王”的雏形。有理由认为，该地区最迟在陶寺遗址作为大城市时，就已经进入早期国家阶段。(2)河南偃师二里头遗址是夏朝晚期的都城。自1959年发现以来，中国社会科学院考古研究所几代学者在这里做了大量的考古工作，先后发现了大型建筑地基、贵族墓葬和铸铜作坊。但是，对首都的整体布局一直缺乏了解。自探源工程立项以来，对这座夏末都城的考古发掘终于有了突破：都城的中部可以确认为宫殿集中的区域，四周有宽10-20米的道路；路上还有最早的车辙(两轮距离1米，应该不是马车)。正殿大多坐北朝南，东西两侧的厢房对称。可见中轴线的概念在当时就已经成型了。这一发现要追溯到3700多年前的夏朝晚期，中国出现了古代宫殿建筑的特征。同时，课题组成员还对这些中心城市周边的聚落分布进行了“全覆盖”调查。新发现174处，是此前已知数量(48处)的3.6倍。聚落分布调查的结果，使我们能够将这些中心城市与周围的中小遗址联系起来，考虑当时的社会结构。这些成果证明，以有计划的考古发掘和中心城市遗址的区域调查为重点，是研究文明起源、形成和早期发展的有效途径。5.综合总结课题的主要工作有：整合各学科的研究成果；回顾和分析了中国文明起源研究的历史。本文对国外学术界关于文明起源研究的理论和实践进行了分析和评述；讨论了文明与文化、文明与国家、文明形成的标志、文明形态和发展阶段等一系列与中华文明起源和早期发展相关的理论问题。在此基础上，制定“十一五”期间中华文明探源工程全面发展实施方案。第二阶段(2006-2008年)在此基础上

“探源工程(二期)”的技术路线与一期相同，即多角度、多层次、全方位地开展中华文明起源研究。但在第一阶段的基础上，研究的时空范围有了很大的拓展。研究的年代上限延长到公元前3500年，空间范围从中原地区扩大到文明起步较早、资料丰富的黄河上中下游、长江中下游和西辽河流域。在全体成员的共同努力下，项目进展顺利，于2009年3月竣工。第二阶段的源探索项目得出以下结论：1 .公元前2000年左右，中国大地上的文化发展和社会进步分为两个阶段。公元前2000年以前，辽西、海岱和长江中下游地区的文化各有渊源和传统，虽然彼此有交流，但一般都是独立进化的。各地区的文化发展和社会进步呈现出百花齐放、相互竞争、相互影响、相互促进的局面。中原各地区先进文化因素的汇聚，也促进了中原的文化发展和社会进步。这种趋势在公元前2000年前后发生了很大的变化，逐渐形成了中原中华文明鹤立鸡群的局面。中原地区的夏商文化向周边地区辐射，各地的文化社会发展逐渐被纳入以中原王朝为中心的轨道，融入中华文明的大熔炉。2.公元前2000年左右导致文化格局大变革的物质文明社会的诞生，必须具备物质、精神和社会条件，但最根本的是要有稳定、可持续的经济基础作为支撑。通过对技术、经济和环境的研究，我们发现中原地区的经济基础与周边地区存在着不同程度的差异，自然环境的特点和变化也对各个地区产生了不同的影响。中原地区地形地貌类型多样。在这种多样的景观环境中，从公元前2500年开始，人们发展了包括粟、黍、稻、豆、麦在内的“五谷农业”，牲畜的种类有猪、牛、羊。当时人们的活动区域主要在黄土台地上。高原不易受灾害影响，为农业发展提供了广阔的空间，相对便利的交通条件也有利于文化融合。辽西位于农业经济区的北部边缘。这里农作物单一，以谷子为主，夏家店有三种牲畜。在温暖湿润的气候条件下，农业生产可以得到一定程度的发展。但气候变得干燥凉爽后，农业生产会更加困难，这也是该地区农牧业反复转型的重要原因。长江中下游也差不多，农业以水稻为主，牲畜以猪为主，但饲养规模相对有限。水稻种植需要严格的水条件。为了追求适合水稻种植的地方，人们往往选择地势低洼的江河湖泊生活生产。因此，气候波动导致的干旱或洪水对文化或社会的影响可能比预期的更大。3.文明的不同途径公元前2500年左右，以中原的陶寺古城、长江下游的良渚古城和长江中游的石家河古城的出现为标志，这些地区的史前社会发展普遍达到了相当的高度。这些大型工程需要有效调动和组织大量的人力物力，可见这些古城控制着大量的人口。考虑到社会成员明显的等级分化、为贵族服务的手工业、考古资料反映的暴力和战争，这些地区可能已经进入早期文明社会，建立了当时的早期国家。因此，说中国文明有悠久的历史是有根据的

比较研究初步揭示，各地文化达到最辉煌成就的时间是不均衡的，各自的文明内容也是不同的，这暗示着各自在文明化过程中的方式、机制和动机可能是不同的，表明中华文明的形成是一个远为复杂而深刻的问题。“中华文明溯源工程及相关文物保护技术研究”第三期(2011-2015年)启动会于2011年5月6日在北京召开。这也标志着中华文明探索工程第三期正式启动。项目将重点开展中华文明起源与早期发展综合研究、现代科技在中华文明溯源工程中的应用与支撑研究、文物保护与展示关键技术研究。