博物馆里“距今3000年”的“今”，竟然不是指“今天”？

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。

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¹⁴C含量变化，纵轴为当年¹⁴C含量同比核弹发明前时期¹⁴C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）。

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。

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》

来源：科普中国

作者：小玮