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习近平总书记在中央政治局第三十九次集体学习时指出：“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我国古代遗存，使中华文明探源有了坚实的科技分析依据，拓展了我们对中国五千多年文明史的认知。对文明起源和形成的探究是一个既复杂又漫长的系统工程，需要把考古探索和文献研究同自然科学技术手段有机结合起来，综合把握物质、精神和社会关系形态等因素，逐步还原文明从涓涓溪流到江河汇流的发展历程。”这一重要论述肯定了科技考古在中华文明探源系列研究项目中的关键支撑作用，也为科技考古如何在建设中国特色、中国风格、中国气派考古学“三大体系”中发挥更大作用指明了前进的方向。
考古学是一门利用实物遗存研究古代社会与文化的历史科学。作为考古学的研究对象，实物遗存的种类与形态可谓斑驳庞杂、包罗万象，既有房屋、道路、城墙、烽燧、墓穴、渠沟等各类遗迹，又有陶瓷、玻璃、玉石、金属等手工业制品及生产过程的相关遗物，既有肉眼可见的人和动植物残骸，又有与人类活动相关的各类元素、分子等不可见残留物。田野考古调查、发掘与研究过程中，对各类遗存科学、高效地开展收集整理、信息提取和价值挖掘等研究工作，必须要借助生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等相关学科的方法和技术。正是随着这些自然科学等相关学科与考古学交叉融合的不断深化，科技考古作为考古学二级学科才应运而生。
一、科技考古支撑中华文明探源研究
2001年底中华文明探源工程启动以来，历经短短二十年的探索，已经取得了辉煌的成绩。习近平总书记对此予以充分肯定：“中华文明探源工程对中华文明的起源、形成、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，对中华文明的特点及其形成原因等，都有了较为清晰的认识。”“中华文明探源工程提出文明定义和认定进入文明社会的中国方案，为世界文明起源研究作出了原创性贡献。”这些成绩的取得与中华文明探源项目研究团队一直秉持“多学科、多角度、全方位”的研究理念至关重要。这其中，科技考古相关方法的应用是中华文明探源研究技术路线的关键内核，也使得中华文明五千年多元一体格局的形成和发展过程有了坚实的科技分析依据。
首先，科技考古为中华民族五千年多年文明史提供了关键科学支撑。研究证实，距今5300年以来长江下游地区的良渚文化率先进入文明阶段，代表了目前所知的东亚地区最早的地域国家；距今3800年前后中原地区发展出了更为成熟的文明形态，诞生了具有跨地域文化影响力和政治控制力二里头广域王权国家。科技考古为上述认识贡献了一系列关键性证据。其中，良渚文明的研究中，科技考古工作者率先提出并系统论证了良渚城市群以防洪体系为代表的水利工程，并通过碳十四年代学研究，将良渚古国的绝对年代上限推至距今5300年前后；二里头遗址研究中，环境考古、植物考古、动物考古、人骨考古、冶金考古、玉器与陶器科技考古等相关分析，实证了二里头王国高度发达的经济水平、控制网络和统治文明。
其次，科技考古揭示了中华文明起源与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研究综合表明，距今5500前后黄河、长江等地已经分别形成了“谷豕是飨”、“饭稻羹鱼”为主要生业特点的农业社会，这为中华文明的形成奠定了坚实的生业经济基础。距今4500～3800年，中原地区率先推动了农业生产的复杂化，发展出了包括粟、黍、稻、麦、豆在内的“五谷丰登”式的谷物耕作方式和包括猪、狗、黄牛、绵羊、山羊在内的多品种家畜饲养业。农业经济的复杂化和生业技术的多样化保障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过程，加速了中华文明的形成。
第三，科技考古增强了中华文明多元一体发展过程的历史信度。科技考古研究为中华文明形成与早期发展建立了科学的绝对年代框架，揭示出金属矿产、玉石资源、农作物与家畜、手工业技术的交流与传播，以及相关的人群迁徙与基因交流，对于生产力发展和社会进步中的重要意义。生业、资源与技术及相关文化因素广泛传播，促进了地区间的文化交流，推动了更大区域的文化整合与族群融合，这是长江流域、黄河流域、辽河流域等广大地域范围内古文化长期互动、中华文明从“多元”逐渐融为“一体”的物质基础。
2020年9月，“中华文明探源研究（2020-2024）”第五阶段正式启动。本阶段下设的八个课题中有四个以科技考古研究人员为主导，即“中华文明起源进程中的年代学研究”“中华文明起源进程中的古环境和人地关系研究”“中华文明起源进程中的生业、资源与技术研究”“中华文明起源进程中的古代人群与分子考古学”。这些课题为认识牛河梁、良渚、石家河、陶寺、石峁、二里头等关键遗址，黄河流域、长江流域、西辽河流域等关键地域，距今5500年至距今3500年间文明起源与演进的绝对年代框架、资源环境背景、人地关系演变、生业经济基础等提供科学支撑，有关人群、资源、技术的交流与传播的研究还将为多元一体的中华文明起源与发展过程提供更多的科技实证。
二、科技考古助力建设中国特色、中国风格和中国气派的考古学
习近平总书记在致仰韶文化发现和中国现代考古学诞生100周年的贺信里指出：“希望广大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、揭示本源，努力建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学，更好展示中华文明风采，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！”近些年来，尤其是中华文明探源工程项目开展以来，得益于自然科学技术手段在考古学科应用的不断加深，科技考古助力了文明研究学科体系、学术体系和话语体系的建设，极大提升了考古学在中华文明研究领域的信息提取能力与历史阐释信度。
科技考古是考古学的分支学科，其学科定位主要是依据考古学的研究思路，借用自然科学相关学科的方法与技术，对研究对象进行调查、取样、鉴定、分析检测、定量统计，来解决相关考古问题。上个世纪九十年代，“夏商周断代工程”的启动开创了中国考古学多学科交叉的研究模式，推动了自然科学方法与技术在考古学研究中的应用，助力科技考古不断走向深入。进入新世纪，随着中华文明探源工程预研究、第一至第五阶段的推进，科技考古已经发展成为学术界普遍接受并大力推广的研究范式。
科技考古是考古学研究一种理念，即将相关技术和方法有机融入考古调查、发掘和研究的全过程，进而从整体上拓宽考古学研究的领域，深化考古学研究的内容，提升考古学研究的层次，提高考古学研究的精度。不过，应当清醒的认识到，目前中国科技考古的整体水平还有很大发展空间，自然科学方法与技术的应用范畴有待拓展、与考古学的融合程度有待提高。这一方面与科技考古从业人员数量较少有关，另一方面也是考古学与相关学科之间存在的学术鸿沟所致。站在考古学第二个一百年的起点，学科发展更要统筹规划，以项目与课题的形式带动考古学与自然科学等相关学科交叉融合、协同创新，主动吸纳从事生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等前沿学科的科研工作者加入考古教学与科研团队，培养跨学科的科技考古与考古学专业人才，将最新技术与方法内化为考古学的研究手段。与此同时，继续推进科技考古不同研究方向之间的融合，进一步助力考古学提升提取信息、阐释问题的能力。
科技考古是考古学科不断发展的产物，其学科内涵较为复杂，并将随着生物学、分子生物学、化学、地学、物理学等前沿学科的最新技术应用与推广而不断丰富。在中国整体科技实力不断提升的新时代，自然科学等相关学科与考古学的交叉融合也必将不断加深，这必将助力科技考古学科大踏步的发展。《“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、动物考古、植物考古、考古材料科学、分子生物考古等分支学科，全面提升多学科协同解决考古学问题的能力”。《规划》编制适逢其时、科技考古未来可期。
展望未来，科技考古必将贯穿考古勘探、发掘与研究全过程，逐渐与考古学融为一体，在马克思主义的指导下，对中华文明的特点及其形成原因进行多角度、多层次、全方位的研究，回答好中华文明起源、形成、发展的基本图景、内在机制以及各区域文明演进路径等重大问题，进而推动中华文明研究阐释与展示传播工作更上层楼。
（作者系中国社会科学院考古研究所副研究员 陈相龙）（来源：中国社会科学网）
考古学在中国文明起源的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.探索远去的历史和民族的源头；2.对中国古代社会的方方面面提供物证；3.对古代已有的历史记录进行论证；4.对古代不同时期的风土人情、科学技术等提供实物和研究资料等。应用科学研究的角度对考古学的作用进行细分。
中华文明探源工程的各阶段及成果
预研究（2001—2003年）
“中华文明探源工程预研究”以公元前2500—公元前1600年的中原地区为工作的时空范围，设置了“古史传说和有关夏商时期的文献研究”、“上古时期的礼制研究”、“考古学文化谱系研究年代测定”、“聚落形态所反映的社会结构”、“古环境研究”、“早期金属冶铸技术研究”、“文字与刻符研究”、“上古天象与历法研究”、“中外古代文明起源的比较研究”等九个课题，共有中国社会科学院考古研究所和历史研究所、北京大学考古文博学院等单位的数十位学者参加。预研究阶段除了开展对上述专题的研究之外，更主要的成果是摸索出了一条多学科结合研究文明起源的技术路线和实施方法，提出了一个较为可行的探源工程实施方案。
第一阶段（2004—2005年)
探源工程预研究结束后，2004年夏，“公元前2500年—公元前1500年中原地区文明形态研究”也即“中华文明探源工程(一)”启动了。探源工程第一阶段的项目目标是多学科结合，多角度、多层次、全方位地研究中原地区文明的形成与早期发展的过程，初步探索其背景、原因、道路与特点。涉及学科除了考古学以外，还有文献史学、古文字学、人类学、天文学、科技史等多个学科。动用了放射性碳十四同位素测年、古植物、古动物、古环境、古人类食性分析、化学成分分析、物理结构分析、遥感和遗址的物理探测等大量自然科学技术。经过项目各承担单位、各相关学科学者的共同努力，中华文明探源工程第一阶段取得了积极的成果：
1.文化谱系与年代测定课题：结合中原地区考古学文化谱系的梳理和分期，重点对山西襄汾陶寺、河南登封王城岗、河南新密新砦、河南偃师二里头等中心性遗址出土的系列标本进行了精确测年，从而奠定了中原社会文明化进程中种种问题讨论的年代学基础。
2.自然环境变迁课题：研究结果表明，在公元前2500—公元前2100年期间，中原地区的气候较为温暖湿润，适合农业的发展。公元前2000年左右，在黄河中游地区曾有一个气候较为异常的时期，其主要表现为温度的变化尤其是降雨量的不均衡。这一研究结果与古史传说中关于尧舜禹时期气候异常，灾害频发的记载恰相吻合。
3.经济技术发展状况课题：应用自然科学相关学科与考古学相结合的方法，对山西陶寺、河南王城岗、新砦、二里头等四处重点遗址出土的动植物遗存、人工遗物及相关遗迹进行研究，揭示出在公元前2500—公元前1500这个特定时间段里，中原地区人类社会的基本经济生产部门——农业（包括农耕生产和家畜饲养）以及最能反映当时技术水平的加工制作业（包括青铜器制作、陶器制作、玉器加工等）都呈现出显著的变化和进步，其中尤以发生在由龙山时代向二里头文化演变过程中的变化最为明显。具体言之，公元前2500年以后，农业生产在保持原有的以粟类作物为代表的农耕生产和以家猪为代表的家畜饲养业的基础上，开始逐渐普遍地种植水稻和饲养黄牛，与此同时，起源于西亚的小麦和绵羊也传入中原地区，由此逐步建立起多品种农作物种植和多种类家畜饲养方式。这一时期已经掌握了铸造青铜容器的技术，陶器制作和玉器加工的技术也有了较大发展。研究表明，技术和经济的发展确是促进中原地区文明形成的重要动力之一。
4.聚落形态所反映的社会结构课题：通过对陶寺、新砦、二里头等这一时期中原地区几座都邑性遗址的考古钻探和发掘，对遗址的修建、使用和废弃年代、布局、功能区分及其所反映的社会组织结构和王权发展程度有了不同程度的新认识。
（1）据古史传说，山西南部是尧活动的中心地区。中国社会科学院考古研究所在襄汾陶寺遗址发现了大型城址。考古发现在公元前2300年左右，该处首先建成一座长约1000米、宽约580米，面积为58万平方米的城。到了公元前2100年前后，扩建成长1800米、宽1500米，面积达280万平方米的巨型城址。尤为引人注意的是，在大型墓的附近发现了一个平面呈大半圆形的特殊遗迹。复原研究显示，从该半圆的圆心外侧的半圆形夯土墙的有意留出的几道缝隙中向东望去，恰好是春分、秋分、夏至、冬至时太阳从遗址以东的帽儿山升起的位置。发掘者和天文学家都认为，这个遗迹很有可能是与观测太阳的位置确定春分、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，容易让人联想起《尚书·尧典》中关于尧“观象授时”的记载。陶寺城址规模巨大，城内功能分区明显。表明当时的社会已经出现了相当严重的阶层分化，城内的统治集团已经掌握了军事指挥权和祭祀权，成为凌驾于社会之上的主宰，具有“王”的雏形。有理由认为，至迟在陶寺遗址大城使用的时期，该地区已经进入到早期国家的阶段。
（2）河南省偃师二里头遗址是夏代后期的都城。自1959年被发现以来，中国社会科学院考古研究所的几代学者在这里进行了大量的考古工作，相继发现了大型建筑基址和贵族墓葬及铸铜作坊。但是，对都城的总体布局一直缺乏了解。探源工程立项以来，这座夏代后期都城的考古发掘终于取得了突破：都城中部可确认为宫殿集中的区域，其周围以宽10—20米的道路围绕；路面上还保留有迄今最早的车辙（两轮之间的距离为1米，应非马车）。正殿大多坐北朝南，东西两侧厢房对称，可以看出当时已经具有中轴线理念的雏形。这一发现将我国古代宫室建筑特点出现的年代上溯至距今3700多年前的夏代后期。
与此同时，课题组成员还在这几处中心性城邑周围地区进行了“全覆盖式”的聚落分布状况调查。新发现遗址174处，为此前已知数量（48处）的3.6倍。聚落分布调查的结果使我们可以将这些中心性城邑与周围同时存在的中小型遗址联系起来考虑当时的社会结构。这些成果证明重点围绕中心性城邑遗址进行有计划的考古发掘和区域调查，是研究文明起源、形成和早期发展的有效途径。
5.综合与总结课题主要做了以下工作：整合各课题研究成果；对国内文明起源研究的历程进行了回顾和分析；对国外学术界文明起源研究的理论和实践进行了分析和评述；对涉及中华文明起源与早期发展的一系列理论问题如文明与文化、文明与国家、文明形成的标志、文明形态和发展阶段等进行了探讨。在此基础上，为“十一五”期间全面开展中华文明探源工程制订了实施方案。
第二阶段（2006—2008年）
在第一阶段工作的基础上，科技部将“探源工程（第二阶段）”列为国家“十一五”科技支撑项目，先期三年（2006—2008年），如果进展顺利，再继续予以支持。“探源工程（第二阶段）”项目由中国社会科学院考古研究所所长王巍和北京大学考古文博学院院长赵辉为牵头人。“探源工程（第二阶段）”的技术路线与第一阶段相同，即多学科结合，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，研究的时间和空间范围都有很大扩展。研究的年代上限向前延伸到公元前3500年，空间范围由中原地区扩展到文明化起步较早、资料丰富的黄河上中下游和长江中下游及西辽河流域。在全体成员的共同努力下，工程进展顺利，于2009年3月通过结项。
探源工程第二阶段得出了如下阶段性的认识：
1.以约公元前2000年为界，中华大地上的文化发展和社会进步分为前后两个阶段
在公元前2000年之前，辽西、海岱、长江中下游等地区的文化各有自己的起源和传统，虽彼此有交流，但大致为独立演进发展的格局。各地区文化的发展和社会的进步呈现出百花齐放，相互竞争，相互影响，相互促进的局面。各地区先进文化因素汇聚中原，也促进了中原文化的发展和社会进步。这一趋势在公元前2000年前后发生了重大变化，逐步形成中原地区华夏文明独秀于林的局面。中原地区夏商王朝的文化向周围辐射，各地的文化和社会的发展被逐渐纳入以中原王朝为中心的轨道，融入到中华文明的大熔炉之中。
2.导致文化格局在公元前2000年前后发生重大变化的物质基础
文明社会的诞生，必须具备物质、精神、社会等方面的条件，但最根本的还是要有稳定并且能够持续的经济基础作为支撑。通过技术与经济和环境两个课题的研究，我们发现中原地区与周边地区的经济基础之间存在着不同程度的差异，自然环境的特征及其变化也对各地区产生了不同的影响。
中原地区的地形景观类型多样。在这种景观多样的环境中，公元前2500年以来，人们发展出了包括粟、黍、水稻、大豆和小麦在内的“五谷农业”，家畜种类则有猪、牛、羊等。当时人们的活动区域主要在黄土台地上。台地高平，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的整合。
辽西地区地处农业经济区的北部边缘，这里的农作物种类单一，以小米为主，其家畜种类到了夏家店下层已经有猪、牛、羊三种。在气候较为暖湿的条件下，农业生产可得到一定程度的发展。但是，在气候出现干凉化之后，农业生产就会比较困难，这也是该地区多次出现农牧业转化的重要原因。
长江中游和下游地区比较相似，农业以种植水稻为主，家畜主要是猪，但饲养规模相对有限。稻作农业对水分条件要求苛刻，为了追求适合稻作农业的场所，人们多选择地势低平的河湖边缘居住和生产。因此，气候波动所造成的干旱或水患，对文化或社会的打击程度或许比想象的要大得多。
3.走向文明之路的不同途径
公元前2500年前后，以中原陶寺古城、长江下游良渚古城和长江中游石家河古城的出现为标志，这些地区史前社会的发展普遍达到相当高度。这些规模宏大的工程需要有效动员组织大量人力物力，表明这些古城控制了大量人口，综合考虑考古资料反映的社会成员明确的等级分化、为贵族服务的手工业、暴力和战争等相关情况看，这些地区在当时可能已经进入了早期文明社会，建立了早期国家。因此，说中华文明拥有五千年的历史是有根据的。
中华文明的形成是在一个相当辽阔的空间内的若干考古学文化共同演进的结果。比较研究初步揭示出各地文化达到最辉煌灿烂成就的时间是参差不齐的，它们各自的文明化内容也有所不同，这就暗示了它们在走向文明的进程上，各自的方式、机制、动因等也可能不尽相同，说明中华文明的形成是一个远为复杂而深刻的问题。
第三阶段（2011年—2015年）
“中华文明探源工程及其相关文物保护技术研究”项目启动会2011年5月6日在北京召开。这也标志着中华文明探源工程第三期正式启动。
工程将重点围绕中华文明起源与早期发展综合研究、中华文明探源工程中现代科学技术应用与支撑研究、文物保护与展示关键技术研究开展工作。
