物理学方法在古陶瓷考古鉴定中的应用.doc

【引用】物理学方法在古陶瓷考古鉴定中的应用 科技考古是一门年轻的学科。它是利用现代科学技术手段，分析研究古代遗迹，获取其丰富的潜信息，旨在探索古代人类社会历史以及人类与自然的相互关系。从考古学的发展上看出，自然科学的学科在理论和方法上的新成果被引入考古学中后，都促使考古学开辟新研究领域和有力推动考古学的发展。 本文着眼于有哪些物理学方法在古陶瓷考古中得到应用，以古陶瓷为研究对象，说明各种物理学方法的原理，优缺点以及所用的设备。以及古陶瓷研究的国内外现状。 [关键词]古陶瓷考古断代技术结构分析技术断源技术 第一章引言 一概述 物理科学系统地应用于考古学始于本世纪20-30年代，出现于40年代的碳14断代技术对考古学产生了巨大的影响。1996年出版的《ElseviersDictionaryofArchaeologicalMaterialsandArchaeometry》将Archaeometry定义为自然科学，主要是物理学和化学，在考古学中的应用，它主要包括以下几个方面: 1、考古遗址的定位和考察;2、无出处的分散考古材料和器物的鉴定;3、古代材料与技术的分析与解释;4、年代测定;5、古代材料与器物产地的确定。 物理学方法贯穿了古陶瓷考古工作的始终，而且已经系统化，且互相参照。热释光、加速器质谱仪、电子自旋共振、穆斯堡尔谱学等断代法是断定年代的主要方法。对于器物的化学成分和物理、结构分析采用穆斯堡尔谱学、X射线荧光分析、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、中子活化分析、原子吸收和原子发射光谱、X射线或衍射法。 二我国的古陶瓷研究现状 中国是世界上唯一具有连续不断悠久历史的文明古国。考古研究对象具有系统性、完整性、民族文化多元性以及时空范围的广阔性和复杂性，为考古与科技考古提供了巨大的实验舞台，是我国考古与科技考古得天独厚的条件。由于这个优势，我国在器物结构、工艺方面的研究也达到了国际水平。上海博物馆热释光测定年代长期处于国际领先地位，这不能不说与它的鉴定对象--陶器的来源丰富有关。中科院上海硅酸盐研究所长期以来对我国的陶瓷器及其装饰进行了大量而系统的研究，总结出我国陶瓷发展的五个 里程碑，涉及原料选择精制、窑炉改进和瓷釉进展的发展过程。硅酸盐研究所的工作可以 说是引导国际古陶瓷研究的方向。 中国古陶瓷不仅历史悠久，而且生产地区广阔。真是代有名瓷，地有特色。很久以来就吸引着国内外收藏家、观赏家和各大博物馆的高度重视。由于中国古陶瓷在历史、文化艺术和科技上的突出成就，历来就价格不菲并出现仿制品，特别是近来利用现代科技手段精仿的各类名瓷更层出不穷。这就要求考古界和科技界联合起来建立一套多学科综合鉴定模式。这套模式必须能对大件器物进行无损可靠的鉴定。 由于多种原因和需要使得中国古陶瓷的鉴定工作受到考古界和科技界等多方面的重视。根据不完全的统计，目前在北京、上海等地间接或直接参与这一工作的单位就有中国社会科学院考古所、故宫博物院、中国历史博物馆、北京大学考古系、香港中文大学中科古物鉴证实验室、中国科学院高能物理研究所、上海博物馆、复旦大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、合肥中国科技大学科技史与科技考古考古系、陕西科技大学(原西北轻工业学院)、郑州大学、香港城市大学等单位。 第二章各种物理学方法的介绍 第一节断代测年技术 一、碳十四测年法 碳十四测年法又称放射性同位素(碳素)断代法，一般写作14C。14C断代方法由美国芝加哥大学利比(Libby)教授于1949年提出。 1、碳十四断代法的原理 自然界存在三种碳的同位素:12C(98.9%),13C(1.19%),14C(10-10%)，前两者比较稳定，而14C属低能量的放射性元素。14C的产生和衰变处于平衡状态，其半衰期为5730±40年(现在仍使用5568±30年)。宇宙射线同地球大气发生作用产生了中子，当热中子击中14N发生核反应并与氧作用便产生了地球上的14C。在大气环境中新生14C很快与氧结合成14CO2，并与原来大气中CO2混合，参加自然界碳的交换循环。植物通过光合作用吸收大气中的CO2，动物又吃植物，因而所有生物都含有14C。生物死后，尸体分解将14C带进土壤或大气中，大气又与海面接触，其中的CO2又与海水中溶解的碳酸盐和CO2进行交换。可见凡是和大气中进行过直接、间接交换的含碳物质都含14C。同时14C又以5730年的半衰期衰变减小;加上碳在自然界的循环交换中相当快，使得14C在世界各地的水平值基本一致。如果生物体一旦死亡，14C得不到补充，其中的14C含量就按放射性衰变规律减少，经过5730年减少为原来的一半。因此可以计算出生物与大气停止交换的年代t，即推算出生物死亡的年代。所以，一切死亡的生物体中的残存有机物以及未经风化的骨片、贝壳等都可用14C来测定年代。 要说明的是，