无论是在博物馆、考古遗址介绍，还是考古新闻里，我们经常会看到这样的表述：" 距今   3000   年 "" 距今   10000" 年。

图源：自己拍的

很多人都会产生一个疑问，那假如到了明年，这个 " 距今   3000   年 " 是不是要更新一下，变成 " 距今   3001   年 "？再不济每隔   10   年总得更新一下吧，变成 " 距今   3010   年 "？

其实，这个问题并不能一概而论，并不是所有文物的 " 距今 " 都按今天来计算。对于一些采用碳 -14   测年法测定年代的文物来说，" 距今 "（BP，Before Present）中的 " 今 " 指的是   1950   年   1   月   1   日。这里的 " 距今 " 不是距 " 今天 "" 今年 "，而是距   1950   年。

1950   年   1   月   1   日到底有什么特殊的？为什么偏偏选定了这个时间？

其实，选定这个年份和考古学里一种非常常用的年代测定方法有关，这个测定方法就是碳 -14   测年法。

什么是碳 -14 测年法？

要搞清楚碳 -14   测年法是怎样工作的，我们要先从碳 -14   到底是个啥说起。

在初中化学里，我们都学过，碳是组成生命有机体最重要的元素之一。而且如果你还没有把知识完全还给老师，可能还记得，碳原子的相对原子质量是   12。

但实际上，碳还有相对原子质量是   13   和   14   的同位素。

如果忘记了这些专业词汇也没关系，简单地说，自然界中的碳原子有两类，一类几乎不会发生变化（碳 -12   和碳 -13），另一类就是会发生放射性衰变的碳 -14。

而正是这个差别，让碳 -14   测年法可以发挥作用。

自然界里的生物在进行各种生命活动的时候，并不区分吸收进来的碳元素到底是碳 -12   还是碳 -14。

比如，植物光合作用的时候，会 " 一视同仁 " 地把大气中的二氧化碳转化成有机碳，而动物吃植物的时候，也不会区分里面是不是用放射性碳 -14。

所以，只要生物是活着的，体内的碳 -14   丰度和大气中的碳 -14   丰度基本是持平的。但是当生物死后，不再从外界获取碳 -14   了，体内的碳 -14   因为发生放射性衰变，丰度会逐渐减少。

只要知道死去的生物体内碳 -14   比环境中的碳 -14   减少了多少，就可以推测出它死去了多少时间。

最早提出这个想法的，是一位名叫威拉德 · 利比（Willard Libby）的科学家，他从   20   世纪   40   年代开始从事相关的研究。

在   1949   年，利比在《科学》期刊上发表了自己的研究，用这种方法测定了几个已知文物的年限，证实了这种方法是非常可靠的，后来利比还因为这个发现获得了   1960   年的诺贝尔化学奖。

Willard Frank Libby（1908-1980）先生独享 1960 年的诺贝尔化学奖——以表彰他发明的 " 碳 -14" 定年法在考古学、地理学、地球物理等学科上的贡献。

那碳 -14   测年法具体是怎样发挥作用的呢？

我们举个例子，来看一看。碳 -14   的半衰期是   5730 ± 40   年，也就是说每隔   5730   年（上下有   40   年的误差），就会有一半的碳 -14   发生衰变。

假如人们发现，一副动物的骨架里面碳 -14   的丰度只有大气中的一半，那么就可以推测，这个动物已经死亡了约   5730   年。

如果骨架里的碳 -14   丰度只有大气中的四分之一了，那死亡时间大概就是   2   倍的半衰期，也就是大约   11460   年。

通过这样的方式，人们就可以相对准确地进行年代测定了。

为什么是 1950 年？

当然了，想让碳 -14   测年法发挥作用，有一个重要的前提——大气中的碳 -14   丰度在很长一段时间里是相对稳定的。

在   1950   年以前，大气中的碳 -14   丰度基本能满足这个要求。虽然后来更精确的研究发现   1950   年以前大气中的碳 -14   并非完全固定不变，但依然可以通过一些方法（比如数轮校正曲线）进行校正。

但到了   1950   年，情况发生变化了。因为人类的活动，大气中的碳 -14   丰度开始被 " 搅乱 "，变得很不可靠。

南北半球的大气 ¹ ⁴ C 含量变化，纵轴为当年 ¹ ⁴ C 含量同比核弹发明前时期 ¹ ⁴ C 含量，超出部分的百分比。1963 年 10 月 10 日，《部分禁止核试验条约》正式生效。

这主要有两个原因。

第一个原因是人类开采燃烧了大量的化石燃料。这些化石燃料燃烧之后释放了大量的二氧化碳进入大气中。

因为化石燃料已经在地里埋藏了上千万年的时间，里面的碳 -14   早就衰减殆尽了，所以它们释放出的二氧化碳大大稀释了大气中的碳 -14   丰度。

另外，在   1950   年之后的一段时间里，人类核试验的规模越来越大。核爆过程中，大量的中子被释放到大气中，它们和大气中的氮 -14   相互作用，产生了大量的碳 -14，这些因为核爆人为制造的碳 -14   也严重干扰了大气中原本的碳 -14   丰度。

所以，在   1950   年之后，大气中的碳 -14   丰度已经不再是 " 原始状态 " 了，已经不能再作为参照基准了。

于是，考古界达成了一个共识，将   1950   年   1   月   1   日作为 " 距今 " 的锚点。

需要说明的是，并不是所有标注 " 距今 " 的文物都采用   1950   年作为时间基准。只有采用放射性碳 -14   测年法，并以   BP（Before Present）表示年代时，" 距今 " 的 " 今 " 才按照国际约定固定为   1950   年；其他年代标注则可能依据不同的测年方法或历史纪年方式。

碳 -14 测年法并非万能

如果你认真看到了这里，可能会有一个疑问，碳 -14   测年法似乎只对生物有效，那瓷器、青铜之类的非生物怎么办？

没错，碳 -14   测年法主要对曾经 " 活过 " 的文物有效，比如木头、皮革、骨骼、丝绸等等。

但对于非生物，比如陶瓷、或者是青铜器，碳 -14 测年法是无效的。所以，对于这些文物，需要用其他的方法来辅助判断。

一些可以用碳 -14 测年法测量的样本，图片截取自参考文献 3

1

热释光测年法

这种测年方法对陶瓷里的矿物晶体很有效。

石英、长石之类陶瓷制品中常见的成分，它们的晶体中存在晶格缺陷。在土壤环境中会吸收自然辐射，使电子发生移动。而在移动的过程中，电子可能会掉入这些晶格缺陷中，无法逃脱。时间越长，掉进 " 缺陷 " 里的电子就越多。

但当人为烧制陶器的时候，晶格缺陷中逃不出来的电子会一下子获得能量，全都 " 逃离 " 出来，晶格里的电子就被 " 清零 " 了。

当它们烧制完成之后，电子又会慢慢进入晶格缺陷里，通过统计晶格里面 " 困住 " 的电子，就可以知道它们存在了多少时间了（对于这种方法，标注的 " 距今 " 并没有统一的标准，所以它们有可能指的是到测量时候的时间，或者也可能会直接标注年份或者某某时期，某某朝代）。

图源：自己拍的

2

间接判断

对于青铜器这样既不能用碳 -14   测年法也不能用热释光法的文物来说，也有测定办法。

这些物品如果曾经被用来盛放过食物，或者是表面残留着有机物燃烧之后残留的灰烬，可以用碳 -14   测年法测定这些有机物的年代，从而间接推断出它们所处的时代。

再或者，如果它们是某个墓葬里面的陪葬用品，可以直接用碳 -14   测年法测定墓主人所在的时间，推测出整个墓葬里物品的年代。

图源：自己拍的

3

超长年代的测定

其实，即便是针对有机物本身，碳 -14   测年法也不是万能的。

比如，对于几百万年前的生物，碳 -14   测年法也无法发挥作用。因为碳 -14   的丰度本身就很低，在经过   10   次左右的衰减之后（也就是大约   5   万年的时间），生物遗骸里残留的碳 -14   就太少了，几乎测不出来。

所以超过   5   万年的文物，需要用别的测年法，比如钾 - 氩测年法、或者铀系测年法。

除了距今

直接写历史年代也很常见

当然了，对于时间尺度以几千年、几万年、甚至几十万年计的文物来说，距今的 " 今 " 定在   1950   年还是   2026   年，其实差别并不大。

但假如有一个清朝末年的文物，比如   1890   年制作的木椅子，这个 " 今 " 定到哪一年差别就很大了。如果距离   2026   年，它有   136   年的历史，但如果是距离   1950   年，就只有   60   年的历史了。

其实，如果对于这种年份比较明确的文物，历史学家也可以直接把朝代或者是具体的年份标注出来。

比如直接标注：清朝（1636 — 1912   年），或者更具体地标注：清朝光绪十六年（1890   年）就比标注距今   60   年要好很多。

这些标注都是符合规范的，图片截取自参考文献：5

很多科学概念，看似违背直觉，却往往有着严谨的科学依据。" 距今 " 里的 " 今 " 为什么不是今天，而是   1950   年，就是其中一个典型例子。理解了这个约定，当我们再次看到 " 距今   3000   年 "" 距今   10000   年 " 这样的年代标注时，看到的不仅是一件件文物，更是一套帮助人类丈量历史、追溯文明的科学方法。

参考文献

[ 1 ] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/radiocarbon-dating.html

[ 2 ] Arnold, J. R., & Libby, W. F. ( 1949 ) . Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age. Science, 110 ( 2869 ) , 678-680.

[ 3 ] WW/T 0042 — 2012 《碳十四年代测定考古样品采集规范》

[ 4 ] 刘有延 , & 罗荫权 . ( 2006 ) . 热释光方法在古陶瓷鉴定中的应用 . 物理 , 35 ( 05 ) , 438-442.

[ 5 ] GB/T30234 — 2013《文物展品标牌》

策划制作

作者丨小玮 科普创作者

审核丨刘瑞 中国社会科学院考古研究所考古学理论研究室研究员 中国考古学会秦汉考古专业委员会副秘书长

策划丨王梦如

责编丨王梦如

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