浅论考古学与相关自然学科的关系.doc

浅论考古学与相关自然学科的关系摘要：考古学是一门涉及面极广的科学，与其他许多学科都有关系，在很大程度上要借助于与其相关的自然科学的技术和手段，才能完成各项研究任务。国内外考古的历史实践证明，每一次自然科学方法进入考古领域并与之相结合，都促使考古学产生新的飞跃。关键词：考古学，自然科学，地质学，物理化学1.前言科技文化和人文文化是两种不同又相互渗透、相互影响的文化。在人类文明的发展史中，科学技术占据了不可替代的重要地位，人文文化则侧重于人类生存意义、方式与价值。科技与人文的交融，是20 世纪下半叶以来发展建构的一种时代精神1。科技与人文相互交融，多学科相互结合，利用自然科学技术，体现人文素养，在享受科技发展所带来的极大的物质财富的同时,关注人类自身的心灵、道德及对自身价值的追求。考古学正是将人文与科技结合起来，探索人类的起源和文明，全面理解人类本身，从而对人类社会的发展提供生存参数的一门综合性学科。考古学是根据古代人类通过各种活动遗留下来的实物以研究人类古代社会历史的一门科学。是通过对已逝社会人类及其相关遗存的研究，全面理解人类本身，从而对人类社会的发展提供生存参数的一门综合性学科。其目的在于全面理解人类本身的历史，阐明存在于历史发展过程中的规律，从而对人类社会的发展提供生存参数2。考古学的产生有长远的渊源，但到近代才发展成为一门科学。中国现代考古学从酝酿到建立经历了一个复杂过程，考古学在中国的发生虽然与具有悠久历史的金石学有一定的联系,但真正科学意义上考古学在中国的出现要晚到20世纪初期3。考古学的研究过程在很大程度上要求助于与其相关的自然科学的技术和手段，结合文献资料、民俗风情，从而更全面地和科学地提取遗址中的信息，认识并恢复古代人类社会的历史。国内外考古的历史实践证明，每当一次自然科学方法进入考古领域并与之相结合，都促使它产生新的飞跃。20世纪初，当地质学的层位理论应用到考古工作中时，产生了现代考古学。到了20世纪中期，放射性碳-14断代技术的创造运用，促使全世界考古研究又进入了一个与自然科学相结合的新时期。20世纪60年代，德国物理学家RL 穆斯堡尔发现7辐射共振吸收效应后，很快在考古研究中也得到应用。随着现代物理探测技术的发展和考古研究的深入，在考古过程中应用物理技术的环节越来越多，范围越来越广，要求也越来越高。与此同时，解决历史考古疑难问题的效果也越来越显著4。20世纪90年代，分子生物技术的应用使得考古学对生物体遗存, 尤其是人类遗骸的信息提炼从宏观的显性层次深入到微观的隐性层次,为定性分析提供了分子水平的科学证据和量化的数据基础。2.考古学与其他学科的关系从研究的年代范围上划分，考古学可分为史前考古学和历史考古学两大分支。史前考古学和历史考古学都以遗迹和遗物为研究对象，但由于历史考古学必须参证文献记载，而史前考古学则没有任何文献记载可供依据，史前考古学要充分与地质学、古生物学、古人类学和民族学等学科相结合，历史考古学则必须与历史学相配合，同时还要依靠古文字学、铭刻学、古钱学和古建筑学等学科。与考古学有关的学科，大体上可以分为自然科学、工程技术科学和人文社会科学等三大方面。在自然科学方面，自然地理学、地质学、气象学和生态学等学科，主要是协助研究遗址所在地区的地史和天然资源,从各个方面复原当时的自然环境。生物学和体质人类学，主要是用以鉴定发掘出土的植物遗存、动物和人类的骨骸，并判定它们的年代。物理学和化学则应用于对遗迹的勘探，对遗物成份和性质的分析，并测定它们的年代。 在工程技术科学方面，建筑学和土木工程学应用于对遗址的发掘、测量、制图，对发掘出来的遗迹进行复原或在现场加以保存等。采矿冶金学、陶瓷学和染织学应用于对工场址、矿址、窑址等遗迹的考察，对铜器、铁器、陶瓷器、玻璃器、纺织品等遗物的分析和研究。造船学则专门应用于对发掘出来的造船工场遗址和船舶的遗物进行考察和研究。相关的其它人文、社会科学有：文物学、博物馆学、历史学、文字学、人文地理学、社会学、宗教学、经济学、政治学、 法学、军事学、音乐史学、美术史学、体育史学、建筑史学等。与考古学关系密切的几个主要学科简单介绍如下：一、 与地质学的关系地质考古学就是运用地学的基本原理与方法，研究考古遗址分布区内天然的和人为的地质效应，揭示史前和历史时期人类生存环境和人地相互关系及其发展规律的科学。运用地学的基本原理与方法，研究古人活动区内天然的和人为的地质效应，揭示人类生存环境和人地关系及其发展规律的科学。中国现代考古学从酝酿到建立经历了一个复杂过程，其最明显的的源头就是地质学。地质调查不仅开启了中国考古研究的先河，而且在考古工作的各阶段发挥着重要的作用。考古学家利用矿物学和地球化学方面的数据曾发现了史前人工品与其产地之间的联系 5。地质学中的层位学是确定相对年代的最直接证据及科学地获取考古资料的基础6。由此发展而来的考古地层学主要用来研究遗迹和遗物的形态变化过程，找出其先后演变规律，从而结合地层学判断年代，确定遗存的文化性质，分析生产和生活状况以及社会关系、精神活动等。大量用于研究陶器、瓷器等使用周期短、变化较明显的器物7。地球化学主要研究地球和地质体中元素及其同位素的组成，定量地测定元素及其同位素在地球各个部分和地质体中的分布。利用同位素分析技术可以有效地揭示考古遗存中蕴含的“潜”信息,这是科技考古的重要组成部分。在“夏商周断代工程”中，根据对郑州商城和偃师商城两地分别用高精度系列样品方法做的碳十四年代测定表明, 郑州商城的年代为将近公元前1500年；偃师商城一期的年代要比郑州商城的年代早, 但仍未到公元前1600年8。人体骨骼中的锶同位素比值反映的是个体去世前生活地区的特征, 牙釉质中的比值反映的是个体幼年时期生活地区的特征。同一个体的骨骼和牙釉质的锶同位素比值间存在着差别则表明个体发生过迁移。 考古学家利用牙釉质和骨骼中锶同位素比值间的差别来研究古人类的迁移9。古生物（化石）是地质学的重要研究对象，也是考古学研究的对象之一。通过化石研究可以了解古今生物变迁、气候的变化和人们的生产活动及生活方式。可以用“标准化石”来大体上判断地层的年代。二、与人类学的关系文化人类学是以人类自身及其文化为研究对象，以复原人类社会与文化发展的历史过程，并阐明其发展规律为目的，是介于自然科学和社会科学之间的边缘学科。人类学大致可区分为：人体人类学、文化人类学和史前人类学。考古人类学是运用考古学的材料和人类学的理论与方法，研究人类生理病理、婚姻形态、风俗习惯、社会结构、分工形式等，对研究氏族社会的发展与解体、文明社会的起源与发展均具有重要意义。考古工作者一定要具备基础的人体体质形态学常识，才能在野外研究时初步鉴定人骨的性别、年龄，以便进一步深入研究社会史。旧石器时代考古学的许多成果是直接从人类学研究成果那儿吸收来的2。经典进化论者泰勒和摩尔根分别在古代社会和原始文化书中，将进化论运用于人类历史研究，从人类起源的角度来审视类似德文郡肯特洞穴与索姆河畔所发现的粗制石器那样的远古文化遗存， 于是以可靠的论据探索人类早期朦胧历史的史前考古学应运而生10。把文化人类学材料和考古学材料进行类比， 要求研究者首先应把对比的考古材料进行全面、细致的观察、分析，将其所处的自然、人文背景以及社会文化发展水平、文化传统的影响。文化人类学能把死的东西变活，以人类学调查为旁证，可以复原历史文化的真实。如司母戊大方鼎，作为祭器它还有什么用途，如何进行烧煮等问题的解答， 我们可以从藏传佛教供千人食用的大铁锅的使用方法中得到启示。从文化人类学的角度考虑，应该是将大块的肉投入鼎中煮熟，再用大叉将肉捞出供食用。对于这种设想，可以从鼎中遗留下来的划痕中找到证明，这就产生了微痕考古学10。考古学与文化人类学相对独立并行，又相互促进、相互渗透，我们要利用好考古学与文化人类学来共同完成研究人类历史文化的重任。三、 与民族学的关系民族学是历史学科的一个组成部分，以民族为研究对象。由于社会发展的不平衡，世界上各个民族往往在同一个时期内处在不同的社会发展阶段上，因而研究一些后进民族的生产方式、分配制度以及生活习惯，对于考古学研究古代居民的社会生活有很大的帮助2。“民族考古学”是当今人类学领域内把考古学、民族学和历史文献等多种学科结合起来共同探讨人类文化的起源和发展、复原人类群体全貌的一门“卫星学科” 11 。“民族考古学”应该着力研究人类文化的发展过程, 即如何去解释从出土实物中看到的各种差异和变化。简言之,就是重建某一特定地区由考古学文化所展现的、具体群体的社会生活和精神世界12。“民族考古学”是以民族学的方法和资料,与历史学的文献,互相印证、互相补充、互相综合,对一些历史性的事物作出更深入、更细致地说明13。中国“民族考古学”研究理论和方法的提出,学术界的探讨、实践,为中国考古学、民族学、人类学,乃至社会科学的研究,注入了新的活力。这一新的研究领域的开辟,使得中国考古学更富于解释性,为“透物见人”,阐释中国多民族的形成过程以及“中华民族多元一统格局”的产生过程作出了重大贡献14。我国有五十六个民族，有些民族在解放前夕处在封建社会、奴隶社会甚至是原始社会的发展阶段。我国科学研究者从五十年代对很多民族做全面考察，获得的资料对考古研究有很大的帮助。考古学的研究反过来对恢复少数民族的历史也是不可或缺的。四、 与物理学、化学及生物学的关系随着近代自然科学的发展和各门学科之间的相互渗透，物理学、化学以及生物学也与考古学结下了不解之缘。由于物理、化学测量仪器和实验设备克服了人类感觉器官的局限，在广度和深度上极大地增强了人的认识能力，引导人的认识进入新的领域。；科学仪器还能帮助人类改进认识能力，使感性认识更加深化。通过科学仪器的应用，引进客观的计量标准，采溯物理数据进行分析研究，可以排除某些主观因素的影响，获得精细的定量信息。近代物理、化学实验方法，诸如光谱分析法、中子活化分析法，离子束分析法、激光照射分析法、x射线分析法、电子能谱法、电子探针法、质子加速器技术、扫描电镜法、表面质谱分析法、核磁共振法、以及普通化学分析法等，广泛应用于考古材料的成份分析。高倍显微镜分析、电子显微镜分析技术、差热分析技术、穆斯堡尔谱仪分析技术等，对古代遗存的组织分析有着特殊功能。同位素碳-14断代技术、古地磁断代技术、热释光断代技术、穆斯堡尔断代技术等，为解决考古工作中关键性的年代确定问题提供了新的技术手段。运用碳-13、氮-15、锶同位素等分析技术，了解古人食物结构，进而研究古人生活方式、生业模式、生存环境、文化交流、族群迁徙与传播及其规律等。应用各种各样近代物理实、化学实验方法，通过对文物或遗存的成份和微观结构进行检测，可以萃取出存贮在古代遗物原子结构中丰富多彩的考古信息，从而帮助我们从从微观上了解考古对象的微底细内4。放射性同位素 14c被誉为“自然界的时钟”，可用于考古。分子生物技术的应用使得考古学对生物体遗存, 尤其是人类遗骸的信息提炼从宏观的显性层次深入到微观的隐性层次,为定性分析提供了分子水平的科学证据和量化的数据基础, 有望克服和弥补以往经验手段的不足和缺陷15。但古代样品保存状况的差异导致了古DNA 保存状况的差异, 因而在古DNA 研究中不存在一套统一的标准和方法, 必须因材料调整方法。分子生物学和考古学交叉结合所创生的分子考古学还存在着一系列有待克服与跨越的难题, 尤其我国在这一领域的研究尚在起步阶段, 因而这项充满前景的前沿性学科交叉研究, 至少从目前来看,还任重而道远。五、 与其他应用学科的关系测量学、绘图、摄影、修复工艺、翻模、拓印等应用学科是考古工作者必备的技能。了解文物学、博物馆学、历史学、文字学、人文地理学、社会学、宗教学、经济学、政治学、 法学、军事学、音乐史学、美术史学、体育史学、建筑史学等，利用这些学科提供的资料，尽量和有关的科学家密切合作，对考古工作者有很大的帮助。3.结语近代科学的发展特别是科学上的重大发现常常涉及不同学科的相互交充流和相互渗透。考古学是一门涉及面极广的科学，与其他许多学科都有关系，必须得到这些学科的支持和协助，才能完成各项研究任务。孔子有一句名言:“君子不器”。(论语为政) 就是说君子不是受学科专业局限的人,而是有跨学科整体视野的人。管子更具体指出:“天不一时,地不一利,人不一事。是以著业不得不多分,名位不得不殊方。明者察于事,故不官于物,而旁通于道。道也者,通乎无上,详乎无穷,运