首頁 千古學案:夏商周斷代工程解密記

放射性碳素的革命

李伯謙所言不虛,如果沒有14C測年技術的支持,要想進行遠古文明的準確斷代幾乎是不可能的。正因為如此,夏商周斷代工程在啟動之初,就將14C測年技術列於工程的課題之中,並且將這門技術看成工程成敗的最為關鍵的項目之一。

14C測年技術是放射性碳素斷代技術的簡稱。自1949年這項技術發明以來,已成為現代考古學應用最為廣泛的一種測定年代的方法。這種技術應用於考古學之後,使全世界的史前年代學研究進入了一個嶄新的階段。為此,學術界將14C測年技術的發明和應用稱為“放射性碳素的革命”。

要對14C測年技術原理做簡單明了的介紹,並不是件容易的事情。其基本原理是:宇宙射線同地球大氣發生作用產生中子,中子又同大氣中含有的氮(氮14)發生核反應,從而產生了放射性同位素碳14(14C),14C與氧結合形成14CO2,並牢固地混合於空氣的二氧化碳中。在地球上生存的植物通過光合作用,會不斷地從大氣中吸收包括14C在內的二氧化碳。由於人和動物都直接或間接地依賴植物生存,因此所有生物體內都含有14C,並且這種14C的濃度與當時大氣中14C的自然濃度維持著一種平衡關係。但是,生物體一旦死亡,機體與大氣之間的循環交換立即停止,體內殘留的14C便不再有新的補充,隻能按衰變規律減少。按照已知的衰變規律,科學家精確地計算出,14C是按照每5730年衰變一半的時間節律自行與日遞減。因此,無論是植物還是動物,當機體死亡之後,隻要測出標本中14C減少的程度,就可以推算出其死亡的年代。換言之,一切死亡的生物殘體中的有機物以及未經風化的骨片、貝殼等都可以用14C來測定具體年代。1949年3月,當《科學》雜誌公布了第一次利用放射性碳素測定的年代數值時,立即引起了整個考古學界與地質學界的矚目,人們在稱讚這項新的重大科學發明取得成功的同時,也向它的創始人利比教授投去了敬佩、感激的目光。