殷墟甲骨的測年

  由於殷墟甲骨文已經有了比較成熟和準確的分期斷代標準，選擇分期明確、有斷代價值的卜骨，利用高精度加速器質譜計進行系列14C年代測定，就成為一種可能。

  早在20世紀80年代末，當北京大學正在安裝配備加速器質譜計之時，參加安裝工作的郭之虞，就為這種高精度儀器在未來服務的方向上做過周密的思考和探索。在不斷的探索與思考中，他想到了加速器質譜計服務於考古學時可以測量的木炭、小米、人骨、獸骨，繼而想到了安陽殷墟出土的無字和有字甲骨。按照他的設想，如果能將這些甲骨給予測量，無疑將是一件極富意義的事情，並對殷商年代的斷代研究產生不可估量的作用，其價值和影響絕不比都靈裹屍布的測定遜色。這個宏偉的構想一經出現，郭之虞便開始為此努力。1990年，他被北大校方派往瑞士蘇黎世聯邦理工學院進行訪問工作，對方有一個加速器質譜計實驗室，在國際上享有盛譽。為了檢驗對甲骨測量的可行性，臨走之時，郭之虞經仇士華介紹，和中國社科院考古所有關負責人協商，從所里收藏的六片有明確分期的無字甲骨中，每一片取下如同指甲蓋大小的一塊，帶往瑞士進行加速器質譜計測量。令他驚喜的是，甲骨不但可以測量，且測出的結果跟預期的年代基本吻合。也就是這次並未公開的成功試驗，使他對未來利用加速器質譜計進行甲骨測年充滿了信心與希望。

  夏商周斷代工程在醞釀之時，專家們就已考慮到利用加速器質譜計對殷墟甲骨進行測定的方案。經過反覆論證，這個世界上獨一無二的研究方案終於得以實施。

  「工程」對殷墟甲骨測年所設置的目標是：用改裝後的加速器質譜計，對各期、各組有字卜骨進行測年，對照高精度樹輪校正曲線研究，將測得的數據轉換成日曆年代，進而排出商代後期武丁至帝辛的年代序列。同時，工程對樣品的選取條件制訂了五條嚴格的標準：

  一、卜辭中有稱謂，時代明確者。

  二、有天象記錄（如日食、月食）者。

  三、有年祀者。

  

  四、有重要貞人或重要事件者。

  五、地層關係明確者。

  在以上諸多條件中，至少符合其中之一，方可入選。

  殷墟出土甲骨多達十五萬片，要從中選出符合以上條件者，並不是一件輕而易舉的事情。不過，這次選擇不是直接到甲骨的收藏處一件件查找驗看，而主要是依靠《甲骨文合集》這部著作進行查尋。

  自甲骨文發現以來，由於古董商人和外國勢力的染指，這一中華民族的瑰寶先後流散到了十二個國家和地區。流失的甲骨，不僅數量繁多，而且分散零亂。保存於國內的甲骨，也被幾十個單位和私人收藏，其處所遍及許多大學、博物館和科研單位。任何一位研究者，都難以窺其全貌，這無疑給研究工作帶來了巨大的困難。早期的甲骨學家董作賓就曾提出過整理甲骨之事，然而，這是一項巨大的系統工程，沒有國家的力量、眾人的合作難以完成。到了1956年，在國家制訂科學研究十二年規劃時，著名甲骨學者胡厚宣高屋建瓴地提出了編纂《甲骨文合集》這一構想。

  胡厚宣，1911年出生於河北省望都縣，自幼勤奮好學，對中國古史、古文獻尤有興趣。1928年考入北京大學歷史系，1934年以優異成績畢業後，到中央研究院歷史語言研究所工作。其時正值中研院史語所對安陽殷墟進行大規模的發掘，胡厚宣適逢其時地參加了殷墟發掘以來規模最大的第十次和第十一次科學發掘工作。兩次發掘共揭示十座王陵大墓和一千二百多座小墓，當時年僅二十四歲的胡厚宣主持了M1004號大墓和著名的H127號甲骨卜辭坑的發掘。從這時起，胡厚宣開始了甲骨學研究，並於1942年完成了《甲骨學商史論叢》論文集。這部書被學術界推崇為甲骨文商史研究中「金字塔式的論文集」和「劃時代的著作」，從而一舉奠定了胡厚宣在甲骨學商史研究中的地位。為此，著名的《詩經》專家、傑出的《楚辭》研究者陳子展寫下了絕妙的傳世名句：

  堂堂堂堂，郭董羅王，觀堂沉淵雪堂化，彥堂入海鼎堂忙。君不見，胡君崛起四君後，丹甲青文彌復光！

  當1956年國務院成立科學規劃委員會並起草科學研究十二年遠景規劃時，胡厚宣以復旦大學歷史系教授兼該校中國古代史教研室主任的身份，應邀參加了規劃的起草任務。也就在這次規劃中，他提出了出版《甲骨文合集》的意見。這個意見不僅被採納，還被列入了歷史科學資料整理重點項目之中。同時，鑑於胡厚宣在甲骨學研究中的學術地位，國務院決定調胡厚宣來中國科學院歷史研究所主持《甲骨文合集》的編輯工作。

  1956年秋，胡厚宣離開相伴十年的復旦大學，來到北京中國科學院歷史研究所出任先秦史研究室主任，並著手主持《合集》的編纂工作。1959年，歷史所成立了以郭沫若為主任的《合集》編輯委員會，先秦史研究室成立編輯工作組，由胡厚宣兼工作組組長。

  1961年，通過各方面調集力量，正式組成了十多人的編輯班子，由郭沫若任主編，胡厚宣任總編輯，開始了《合集》的編輯工作。

  為儘可能地占有資料，編輯組除了掌握已著錄甲骨文的全部書刊外，對全國各地各單位所收藏的甲骨又做了實地探訪。對流散到國外的甲骨文資料，編輯人員儘量利用出國訪問或講學的機會加以收集，或請外國友人和出國考察的其他專家幫助收集。在工作的幾年中，胡厚宣跑了25個省市自治區、38個城市、95個單位，訪問了47位私人收藏家，凡有收藏甲骨的地方，他總是設法前去探訪，凡是國內收藏的甲骨大都被他摸了一遍。正當大家以滿腔的熱情將全部精力投入到《合集》的編輯工作之中時，「文化大革命」爆發，《甲骨文合集》的編輯工作被迫停止，全部甲骨資料也險遭毀壞。在那個動亂的年代裡，胡厚宣和編輯人員一道，設法將所有的甲骨資料裝箱封存，先運到河南，又運到陝西，最後藏進深山，才將其保存下來。直到1972年編輯工作才再度恢復。經過編輯小組人員科學地整理辨偽、去重、綴合，最後精選出「在文字學和歷史學上具有一定意義」的甲骨41596片編輯成書。編排體例依照學術界通行的五期分期法，將甲骨文資料分為五個時期：第一，武丁時期；第二，祖庚、祖甲時期；第三，廩辛、康丁時期；第四，武乙、文丁時期；第五，帝乙、帝辛時期。

  1978年，凝聚著數位學者心血的《甲骨文合集》誕生了。從1979年陸續付印，到1983年，13巨冊的印刷出版工作全部完成。《甲骨文合集》的出版，是甲骨文發現80多年來的一次大總結，它反映了甲骨文研究的最新成果，為以後的研究工作提供了全面而科學的資料，在甲骨學史上具有開創性的重大意義。

  由於在夏商周斷代工程中專門負責「文獻資料庫」專題的羅琨，以前在歷史研究所參加過《甲骨文合集》的編輯工作，對有關情況比較熟悉，「工程」首席科學家決定甲骨文樣品的收藏處所由羅琨提供，而具體的選取任務，由社科院考古所劉一曼、曹定雲等甲骨學家負責完成。

  關於協助做好「夏商周斷代工程」甲骨取樣工作的通知

  各有關單位：

  「夏商周斷代工程」是國家「九五」重大科研項目，其主要目標是：以自然科學與社會科學相結合，採用現代科技手段，進行多學科聯合攻關，將夏商周時期的年代學進一步科學化、量化，編制出有科學依據的「夏商周年代表」，為深入研究我國古代文明的起源和發展打下良好的基礎。

  在國務院領導的關心支持下，經過跨學科領域的專家和工作人員的共同努力，「夏商周斷代工程」取得了可喜的成績。根據「夏商周斷代工程」進展的計劃，1998年將重點對有關考古發掘樣品進行碳14測定工作，以及用加速器質譜法（AMS）對經過分期的殷墟甲骨進行測年。

  目前，「夏商周斷代工程」項目辦公室根據1998年1月16日國務院會議精神，已從分藏於18個單位歷年出土的殷墟甲骨中選出220片作為測年的預選標本（見附件），有關工作人員將於近期赴各有關單位，從上述標本中選取150片進行取樣。根據AMS法測年需要，每片甲骨取樣約1克左右。

  取樣的工作人員應根據國家有關法規的要求，以對祖國文物高度負責的態度，精心謹慎地取樣。取樣的部位原則上在甲骨的邊緣，以不損傷所刻文字為原則。取樣後必須施行修復，使甲骨恢復原貌。

  為此，請各有關甲骨收藏單位積極配合，使甲骨取樣工作得以順利進行。

  特此通知。

  一九九八年四月十三日

  由於甲骨屬於國寶級的文物，極其珍貴，取樣時必須小心謹慎，儘量將損害減少到最低程度。為此，工程領導小組專門派甲骨學專家劉一曼、曹定雲、黃天樹等人，同考古所技術室的文物修復人員一道南下北上，赴各地大學、研究所、博物館、圖書館等收藏單位提取甲骨樣品。按照加速器質譜計的要求，每片甲骨只要取1—1.5克，即相當於指甲蓋大小便可滿足測量需要。甲骨學者在收藏單位找到所需樣品後，在甲骨的適當位置小心翼翼地將一小塊割下，然後文物修復專家立即用石膏等材料對殘缺的部分進行修復，並使修復後的甲骨無論是顏色還是形狀都儘可能地跟原樣一致。當然，正是由於這些甲骨屬於國寶級文物，各收藏單位才如同從自己身上剜肉一般難以取捨。經過和若干個單位多次協商，最後，「工程」派出人員終於採集到107片殷墟文化一至四期的卜骨樣品。

  如同當年測定都靈裹屍布一樣，用加速器質譜計（AMS）進行甲骨測年，是夏商周斷代工程一個大膽的科學嘗試，也是世界首創。它的成敗不僅關乎「工程」本身，就世界質譜學的應用與發展而言，也將在科學領域產生巨大而深刻的影響。因而，AMS測年專家在處理甲骨樣品時慎之又慎，只怕產生半點閃失。

  就AMS測年法而言，無論是測木頭還是骨質樣品，都要經過事先化學處理這一環節，而對有字甲骨的測定，這個環節就尤其顯得重要。為此，工程特設了「骨質樣品的製備和研究」專題，由北京大學14C測年制樣實驗室的原思訓教授主持工作。

  早在工程決定用AMS法測定甲骨之時，和AMS測量設備配套的北京大學14C測年制樣實驗室的原思訓教授，已經率領助手開始制樣方法的研究與制樣設備的改進和更新工作了。

  原思訓，1934年生於江蘇徐州市。讀中學時，對水利電力學情有獨鍾。頗具憂患意識的他，感到國家的水利設施、電力相當缺乏，許多地區乾旱嚴重，迫切需要解決水源，而水源的解決必須依靠先進的科學技術。為此，在1954年的高考作文《我的志願》中，原思訓淋漓盡致地暢述了自己將獻身於水利、電力事業的人生理想，並對當時國家已經提出的是否要建設三峽大壩的計劃表示了極大的熱情和關心。天遂人願，這一年他高考得中，被作為留蘇預備生錄取，所學專業就是水力發電。但是，天有不測風雲，正當他為實現自己的理想發奮苦讀之時，隨著中蘇關係的惡化，不但他的留蘇之夢化為泡影，原有的理想也隨之破滅。他被分到北京大學化學系，開始了分子、方程式等化學專用術語的學習。正當他對並不愛好的化學專業開始感興趣並決心在化學領域施展理想時，由於國家準備動手搞「兩彈一星」（原子彈、氫彈、衛星）研究，已是大三的他又隨化學系的同學一道轉入本校原子能系（後改為技術物理系）放射性化學專業就讀。1959年畢業時，他本想隨大部分同學奔赴酒泉和西昌基地從事「兩彈一星」的研究製造工作，但校方卻決定將他留在本系任教。這個決定儘管使他大感遺憾，但考慮到組織上的需要，他還是愉快地服從了，自此開始了教書育人的生涯。1973年，北大歷史系籌建14C測年實驗室，他被調入歷史系負責制樣實驗室的籌備工作。1983年，隨著北京大學考古專業獨立建系，他和他主持的實驗室又歸於考古系領導。

  幾十年的風雨滄桑，使當年朝氣蓬勃的他兩鬢斑白，到了將要退休的年齡，儘管青少年時代的夢想一直沒有機會得以實現，但在現實的崗位上傾注了青春和汗水的同時，原思訓也得到了頗為豐碩的收穫。夏商周斷代工程啟動後，他積幾十年學術之經驗，和助手們一道，為實驗室技術裝備的進一步完善，四處購置設備，研究測定方案、方法，在很短的時間內，就改進和完善了一個與加速器質譜計配套的中國第一個高質量的測年制樣實驗室，從而使中國的AMS測年在世界質譜學領域占據一席之地，並為中國AMS測年技術在各學科的廣泛應用奠定了良好的基礎。

  原思訓在夏商周斷代工程會議上陳述14C測年技術需解決的幾個問題（作者攝）

  原思訓主持的夏商周斷代工程「14C測年樣品製備與研究」專題組，在工程進行中所做的主要工作是：

  1.對骨質樣品14C測年中的分離與純化做了深入研究，經前處理分離，純化得到的測年樣品能夠滿足高精度測年要求。

  2.建成了用元素分析儀做燃燒、分析與製備裝置的AMS測年用CO2製備系統。

  3.建立了4套合成石墨裝置。

  4.成功研製樣品氣體回收系統。

  5.至1999年底共製備石墨樣品514個，其中斷代工程測年石墨樣品274個。

  就以上5條工作而言，如果不是搞這個專業研究的學者很難看出個中門道和套路，它的深奧難懂，即使夏商周斷代工程的專家組大部分成員也為之感到頭痛。這裡需要略做解釋的是，比如一塊木頭或是一塊骨頭樣品，都不能直接拿來放在儀器中測量，加速器質譜計測量的是碳元素，不是木頭、骨頭本身所含的其他元素。而碳元素又包含在其他元素之中，如同小米、綠豆、大豆等煮成的八寶粥。如要測量小米，就需要將小米從這一鍋粥中分離出來，這就是原思訓和助手們要做的第一步工作。若專業一點來說，就是先把樣品的無機部分去掉，留下有機物，有機物經過燃燒變成二氧化碳（CO2）。因為加速器質譜計所要的還不是一般的碳樣品，必須是經過燃燒後變成像鉛筆芯那樣的石墨碳即純碳，方可測量。當年著名的都靈裹屍布的測定，也是採取這樣的操作程序。於是便有了元素分析儀燃燒裝置的研究和組建。但在具體操作過程中有一個重要的問題是，對來之不易的珍貴甲骨樣品，如果在燃燒過程中出現差錯怎麼辦？這就有了後來研製成功的樣品回收系統。一旦在操作過程中出現問題，還可將已燃成氣體的甲骨樣品重新回收還原，再做第二次、第三次應用，這樣就避免了一失「燒」成千古恨的遺憾。當然，在專題實施的初期，有一個問題令原思訓困惑不解，這就是在已測出的幾片甲骨中，其年代明顯早於考古學家對殷墟的分期，有的甚至比考古學家預期的年代早200—400年。這個結果，在使「工程」專家組對AMS測年的準確性和可信度提出質疑的同時，也讓原思訓和負責AMS測年的郭之虞兩位專家大傷腦筋。對比其他樣品的測年可以看出，用同樣的方法和同一台儀器所測木炭、小米、骨頭等數據，唯獨甲骨測年突然出現了這樣大的差距，其他樣品的符合率都較好，這就說明，絕不是機器設備的問題，癥結肯定出在某個環節的操作上。那麼到底是哪個環節呢？經過反覆對比、檢查、思索，原思訓認為問題可能出在以下幾個方面：

  1.所測有字甲骨樣品，其骨頭的存放年代與刻字時間並不同步，或許一塊骨頭在存放了200年之後才拿出來占卜刻字，這樣骨頭的實際年代自然要比刻字年代早200年。

  2.在安陽殷墟的發掘過程中，所出甲骨並不是全部完好無損，有相當一部分在出土時已成碎片。為了保持甲骨的完整，考古人員用黏合劑（如502膠）將甲骨碎片重新黏接起來。由於有了黏合劑的滲入，所含碳元素中便不可避免地滲入了其他雜質，所測年代自然就出現了大的誤差。

  3.甲骨在出土前，由於地下水和泥的侵入，使含碳元素受到污染。同時，在出土後的流傳過程中，由於拓片、觀摩等原因，沾染了其他物質成分，如煤、石油等，這些同樣使甲骨中的14C受到污染，因而造成了較大的誤差。

  根據以上三種推測，原思訓一邊調查真實原因，一邊研究相應的對策。但調查的結果跟他的推測並不太一致，大多數考古學家認為，有字甲骨的骨料不可能在收藏兩百年後才拿出來占卜刻字，收藏時間一般應是幾年或最多十幾年，龜甲的收藏時間可能長些。同時烏龜這一生物，存活的時間也較長，民間就有「千年的王八萬年的龜」之說。所以測量出的龜甲的年代有可能與刻字時間有較大的差距。但是，在所測甲骨中，大多都是牛骨、羊骨，而牛和羊的壽命不是太長，且在一般情況下，應該是將這些牲畜宰殺後不久即用來刻卜辭的，所以第一種推測是原因，但不是主要的原因。另外據到各地採集甲骨樣品的劉一曼、曹定雲等甲骨學專家講，他們在採集樣品時，沒有取黏接的那些部分，而是照著完好的那一部分割取的。如此看來，這第二種推測似乎也難以成立。至於第三種推測則無人能說得清楚了。

  儘管如此，但原思訓經過深入分析認為：第一種推測可以排除，但第二種不應完全排除，即使採集甲骨樣品的專家割取的甲骨是完好的那一部分，但黏合劑也可能通過化學反應滲透到這個部位，造成碳元素的污染，再加上其他方面的污染，出現大的誤差就不足為怪了。根據以上情況，原思訓針對性地探索研製出了一套去除、分離黏合劑和外來污染物的方法，使碳元素得以純化。當這個程序完成後，再將甲骨樣品交加速器質譜計進行測定，所得數據見下表。

  甲骨系列樣品分期及AMS測年數據

  續表

  從甲骨樣品測定並擬合後的情況看，所得日曆年代與「工程」確立的商後期年代框架基本一致。利用AMS法進行有字甲骨測年，在標誌著這門技術為商後期年代學研究做出獨特貢獻的同時，也對世界AMS測年學科的應用和發展開闢了更加寬廣的道路。