高校考古专业中自然科学课程的建设问题探讨

摘 要：研究对象的特殊性，决定了考古学是一门与自然科学有着密切联系的学科。加强与自然科学的交叉与融合，已成为考古学的发展趋势。为适应这一发展趋势，必须增强考古工作者的自然科学素养，改变其传统知识结构。为达此目的，在高校考古专业中开设相关的自然科学课程是一项主要举措。本文探讨了高校考古专业中相关自然科学课程建设的必要性，以及存在的一些问题，并提出了具体建议。

关键词：考古学；自然科学；课程建设

一

考古学是研究人类古代社会历史的一门科学，其研究目标是阐明存在于历史发展过程中的规律。考古学据以研究的对象是古代人类通过各种活动遗留下来的实物资料，研究范畴则涵盖了人类古代社会的各个方面，其中既包括对物质文化如生产规模、技术水平的研究，也包括对精神文化如审美观念、宗教信仰的研究[1]。

按照其研究目标，考古学一般被纳入人文科学的范畴。尽管属于人文学科，由于其研究对象的特殊性，考古学注定与其他众多学科尤其是自然学科有着广泛、密切的联系。考古学的研究对象是古代遗留下来的各种实物资料，而实物资料所蕴藏的信息之丰富，不是固有的考古学方法所能全面揭示的。为了从考古资料中提取出其所蕴含的各种信息，从而进行范围更广、层次更深的研究，必须借助于自然科学的理论和方法。也就是说，广泛地利用自然科学的理论和方法，进行多学科、综合性的研究势在必行。

自然科学对于考古学的作用，已一再为众多研究实例所证明。比如，邓辉等利用大比例尺航空遥感影像判读技术，结合历史文献分析和实地考察等手段，复原了内蒙古统万城的城市形态[2]。常勇等通过对秦始皇陵园土壤中汞含量的测量，发现陵区封土内的汞含量远高于其他地区，表明秦始皇陵内存在着大量汞，从而证明《史记》中关于秦始皇陵中存在汞的记载应是正确的[3]。王昌燧等利用多种分析手段，研究了江苏新沂县花厅遗址出土的大汶口文化和良渚文化风格的陶器，发现良渚文化风格的陶器具有与本地大汶口文化风格的陶器完全不同的化学组成、微观结构和铅同位素比值特征，因此支持该遗址的良渚文化风格陶器来源于战利品的观点[4-6]。万诚等对河北阳原县姜家梁新石器时代遗址出土人骨的线粒体DNA进行了分析，结果显示，出土于4个合葬墓的10个个体的线粒体DNA具有各自不同的碱基序列，表明这些个体不具有直接的母系遗传关系，因此不支持此前提出的该遗址社会为母系氏族社会的推断[7]。Piperno等人将淀粉粒分析引入美洲农业考古的研究中，通过对巴拿马太平洋分水岭中部四个遗址出土的石制品（时间跨度从距今8000年～公元700年）表面残留物的分析，从中提取出了木薯、玉米、土豆和竹薯的淀粉粒，证明了美洲有着悠久的农业栽培历史[8]。齐乌云等通过对胶东半岛多个贝丘遗址的孢粉分析，复原了距今5700～4900年前胶东半岛的气候演变和古植被状况，并结合当地古代文化遗存等，对当时人与自然环境的相互关系进行了探讨，认为气候变化对胶东半岛人类生存活动的空间范围、生产方式以及对贝丘遗址的消失有一定影响，但基本上没有改变人类的活动范围和生产方式，该遗址的消失是自然、人文的双重作用，内陆地区的农耕文化是其消失的主要原因[9]。胡耀武对河南舞阳贾湖新石器时代遗址出土古人骨骼中的Sr、Ba、Ca元素和C、N稳定同位素进行了分析，据此探讨了该遗址上生存的古人的食物结构和生业模式。分析表明，贾湖遗址上的古代先民最初以狩猎为主要谋生手段，其后通过采集和捕捞途径获取的食物所占比例增加，继而稻作农业盛行，家畜饲养也比较普遍[10]。李乃胜等通过对良渚文化遗址出土夹砂陶鼎化学组成的分析，发现该夹砂鼎具有显著高于其他陶器的Ca与P含量，并且从鼎的内壁向外壁方向，Ca与P含量呈递减趋势，证明了良渚文化夹砂陶鼎的主要用途是烹煮食物，且以烹煮肉类食物为主，因为肉类食物中的Ca与P含量很高[11]。李清临等通过对二里头遗址出土青铜器的铅同位素比值的分析，发现二里头青铜器的矿料来源在二里头文化三、四期间发生了突然转移，但这种转移却不是资源枯竭所造成的，而与某种社会或政治事件有关。并且，在二里头文化第四期出现的新的青铜矿产地，与商代二里岗文化时期的主要矿产地相近或相同。据此，作者推断二里头文化第四期遗存应该已进入商代纪年，而其第一至三期则应该属于夏文化[12] 。

通过上述研究实例，可以看出，自然科学理论与方法的引进，拓宽了考古学的研究范围，丰富了考古学的研究内容，为考古学提供了更加精确和全面的信息，使结论更加科学[13]，从而推动着考古学不断前进。鉴于自然科学对考古学的重要性，加强自然科学与考古学的交叉与融合，业已成为考古学的发展趋势。目前，自然科学技术在考古调查、勘测、发掘与研究中均已得到了广泛的应用，可以说是贯穿了考古工作的整个过程，渗透到考古学的方方面面，甚至已作为明确要求写入最新的《田野考古操作规程》中[14]。如在考古调查与勘测中，常利用遥感、地球物理学和地球化学勘探的方法，对地上和地下的古代遗存进行勘测。在对遗址周围地形的测绘中，采用高精度的测绘仪器，如电子全站仪或高精度GPS接收机。在考古发掘过程中，始终注重对各种人工遗物、人类遗骸、动物骨骼和植物遗存的采集，以备后期的科学分析。而在发掘结束后，也越来越多地利用各种自然科学方法，对出土遗物进行综合研究。大体来说，对一个考古遗址的科学研究，一般包括绝对年代测定、体质人类学研究、环境研究、动植物研究、人工制品的工艺技术与产地研究、古人食物结构与生业模式研究等等，广泛涉及到化学、物理学、地学、农学、数学、医学、环境学、人类学、动物学、植物学、材料科学、信息科学、计算机科学等众多基础学科。

二

在以往，当需要一些自然科学方法与技术的介入时，如在发掘过程中对遗址周围地形进行测绘，对地下古代遗存的分布进行勘测，对出土的陶瓷、金属、玉石、颜料等文物进行理化分析，对人类骨骼进行人类学鉴定，对动植物遗骸进行种属鉴别，对古人的食物结构与生业模式进行研究，考古学家一般均聘请相关的科技工作者来完成。必须承认，科技工作者的介入，为考古学相关研究的发展起到了重要的推动作用。但不能否认的是，科技工作者均有其专业研究领域，在很多情况下，进行考古资料的科技分析只是业余爱好，属“客串”性质。而由于科技工作者大都对考古学理论和相关文化背景不甚熟悉，有时只是从本专业角度出发，根据分析结果做主观推断，所得结论难免失之严谨，甚至还会出现一些低级错误。此种事例已屡见不鲜，在学界尤其是考古界造成了一些负面影响。与此同时，由于我国高校的考古学专业一般归属文科，其本科生培养计划中缺少相关的自然科学课程，致使培养出来的考古工作者大都对自然科学技术不太了解。在大多数情况下，考古工作者难以参与到自然科学技术在考古中的具体应用过程中来，对各种科学技术所能提取的信息、科学数据所代表的意义知之甚少，因而往往只能作为一个分析样品的提供者和分析结果的被动接受者。也许可以说上述这些问题可通过科技工作者和考古工作者间的充分交流得以解决，而实际上由于种种原因，二者间往往难以进行充分的交流，也就在很大程度上影响了自然科学技术在考古学研究中作用的充分发挥。

三

鉴于以往研究中存在的问题，笔者认为，为更加充分且科学地获取考古资料中蕴藏的信息，决不能简单地请科技工作者来完成相关分析、研究工作，而应努力改变考古工作者的传统知识结构，培养通晓考古学与自然科学技术的复合型人才，使考古工作者能够参与到考古资料的科学分析过程中来，而不仅仅是作为一个旁观者和分析结果的被动接受者。唯有如此，才能在更大程度上避免上述问题的出现，从而更好地推动考古学的发展。为达此目的，在高校考古专业本科生中开设相关的自然科学课程，无疑是主要举措。

为更好地适应考古学的发展要求，近些年来，一些办有考古学专业的国内高校，如北京大学、武汉大学、吉林大学、西北大学、南京大学、中山大学等，陆续在其考古学专业本科生中开设了相关的自然科学课程，如“科技考古”、“环境考古学”、“分子考古学”、“体质人类学”、“植物考古学”、“动物考古学”，等等。然而须指出的是，与考古专业中早已形成了完善的教学模式的其他一些课程如“考古学通论”、“田野考古学”等不同，这些自然科学与考古学交叉产生的分支学科或研究领域，由于出现的时间均较短暂，目前各方面对其课程建设问题的研究还处于探索阶段。对于这些新的课程，其内容应该怎么设置，哪些需要着重讲授，哪些只需要简单介绍，课时、学分怎么安排，诸如此类的问题，在不同高校和教师间尚未能形成统一的认识。比如，在有的高校内开设的某些课程，在其他高校内却并未开设，反之亦然。而就开设较多的一门课程——“科技考古”而言，其内容设置在不同学校间也有较大差异。有的学校“科技考古”中讲授的某些内容，在其他一些学校中却并未讲授。就均涉及到的内容来说，不同学校的侧重点也不相同，有的学校对测年技术的介绍更为详细，而有的学校该课程中人工制品的分析技术所占比重较大，不一而足。此外，不同学校该课程的课时数也有较大差异。显然，某些课程的开设与否，以及对相关内容和知识讲授详略程度的不同，势必会影响学生的知识结构。

此外，由于中国高校的考古专业本科生均为文科背景，因此无论上述课程如何设置，结构如何安排，有一个问题都难以避免，就是考古专业本科生对相关自然科学理论知识的理解与接受能力问题。这同样是困扰任课教师而又必须解决的问题。

四

上文谈到，为更加科学而充分地获取考古资料中蕴藏的信息，应努力改变考古工作者的传统知识结构，培养通晓考古学与现代自然科学技术的复合型人才，使考古工作者能够参与到考古资料的科学分析过程中来。需阐明的是，这里所说的考古工作者参与到考古资料的科学分析过程中，并非要考古工作者在今后的工作中完全取代科技工作者，以一己之力来完成各种考古资料的科学分析工作。毕竟考古工作者出身于文科专业，缺乏自然科学的背景知识和实践，想要通过几门相关课程的学习，就达到科技工作者对某些问题的认识水平和深度，绝非易事。况且，考古工作者一般也都有较为固定的研究方向，如新石器时代考古、商周考古、秦汉考古、宋元考古，等等，并且经常在外参加田野考古发掘工作，想要他们在此之外再涉足科技分析领域，在精力上和时间上也不允许。因此，这里所说的参与到考古资料的科学分析过程中来，指的是考古工作者了解相关自然科学技术的理论与方法，清楚这些理论与方法在考古中的应用范围及其所能发挥的作用，知道相关科学分析与研究的基本过程和步骤，明白相关科学分析数据所代表的意义，以及能够分辨研究结论的合理性。也就是说，考古资料的科学分析工作仍主要由科技工作者来完成。只不过，与以往研究模式不同的是，考古工作者不再是一个旁观者和分析结果的被动接受者，而对分析数据有着自己的认识和理解，能够提出自己的意见，做出自己的判断。在这种情况下，通过科学分析所得出的某种认识或结论，就不是单纯地由科技工作者来完成，而是科技工作者与考古工作者相互配合，共同完成。

基于上述认识，笔者认为高校考古专业中相关自然科学课程的建设应突出考古专业特色，而与自然科学专业中的类似课程有所区别。如上所述，在考古专业本科生中开设自然科学课程的目的，是使今后从事考古工作的人员能够参与到考古资料的科技分析过程中来。这种参与指的是与科技工作者相互配合，共同完成分析工作，但科技工作者在其中起主要作用。因此，考古专业中的自然科学课程，讲授重点应在“广博”上，而无需过分注重“专深”。也就是说，应使考古专业的学生尽可能全面地了解在考古学研究中应用的各种自然科学技术，尤其是那些经过较长时间的应用，已与考古学交叉形成的一些分支学科或研究领域，如遥感考古、考古勘探、考古年代学、动物考古学、植物考古学、环境考古学、分子生物学考古、古人类食谱研究、文物的工艺技术与产地研究等等。但与专门从事这些研究的人员相比，考古工作者所从事的主要研究方向毕竟不同，因此无需对涉及到这些学科的方方面面的知识都有着非常细致而深入的了解，而只是对相关的基本理论与方法、研究过程、分析数据所代表的意义，以及在考古研究中所能发挥的作用有一个较为全面、整体的认识即可。所以，原本均可作为单独的一门课程讲授的上述各分支学科或研究领域，可进行充分的浓缩与精练，集中在一门课程中予以讲授，此课程即可命名为“科技考古”，或“科技考古学”、“科技考古概论”（作者按：对于科技考古或科技考古学的认识，在学界尤其是考古界内尚有分歧[15]，不同学校对该课程的名称也有所不同）。换言之，“科技考古”实际上是一门概论性的课程，是上述各研究领域和分支学科内容的一个高度概括与总结，其教学目的是在较短的时间内，使学习者对应用于考古学中的各自然科学的理论与方法有一个较为全面的认识，并能根据分析数据做出大致的判断。对于“科技考古”在考古专业课程体系中的地位，鉴于自然科学在考古学研究中的重要性，该课应设为必修课程。对于该课程的课时数，考虑到其中涵盖的分支学科和研究领域较多，应以54课时为宜。至于在该课程内相关分支学科所占比重问题，则见仁见智。正如考古界对科技考古或科技考古学的认识尚有分歧一样，不同教师对不同分支学科重要性的认识也有差异，分歧在短时间内难以弥合。因此，在各分支学科内容的相对比重上可酌情安排，只是要注意不要过深过专，达到课程的教学目的即可。

上面所说的“科技考古”一课适用于各高校的考古专业。但不同高校的考古专业各具特色，研究侧重点和师资力量均有差异，如北京大学考古专业在考古测年方面所做工作较多，吉林大学考古专业在体质人类学、古DNA研究方面力量较强，西北大学考古专业在文物保护技术方面领先。此外，虽然各高校考古专业本科生毕业后大都从事考古方面的工作，但与此同时，也有部分学生对考古学与某些自然学科交叉产生的分支学科表现出兴趣，希望能多了解一些相关知识，今后或可从事相关的研究工作。因此，除开设“科技考古”这一概论性的课程外，各高校还可根据自身学科特点和师资力量，酌情开设相关选修课程，如“考古年代学”、“体质人类学”、“分子古生物学”、“环境考古学”、“动物考古学”、“植物考古学”、“文物保护技术”、“文物分析技术”、“古人类食谱研究”、“陶瓷科技考古”等等。

除课程设置外，有一个问题必须引起重视。前曾谈及，中国高校的考古专业本科生均为文科背景。因此，上述各门课程的开设，必须考虑到学生的学科背景，有针对性地设置课程内容，着重解决学生对相关自然科学知识的理解与接受能力问题。对于这一问题，笔者认为可从两个方面来予以解决。首先，在课程内容设置上，应尽量增加相关研究实例介绍的比重。笔者本人从事科技考古方面的教学多年，亲身教学经验表明，通过对研究实例的介绍，可显著增强学生对相关知识的理解，尤其是对于自然科学技术所获取的考古信息及其对考古学研究的重要推动作用，可以得到更为直观的认识。其次，应在课程中设置一定比例的实践活动。对此各高校考古专业可根据各自专业的具体情况酌情安排。有些高校的考古专业拥有自己的实验室，具备一定的仪器设备资源，可以很方便地安排学生进行自然科学技术的相关实践活动。而对于那些没有自己的实验室的考古专业来说，由于设置有考古专业的高校基本上都是综合实力很强的院校，这些考古专业可与本校相关院系联合，借助于其他院系的设备和课程资源，解决考古专业学生的相关实践活动问题。

上述增加研究实例和实践活动在课程内容中的比重，可以较好地解决文科背景的考古专业学生对自然科学知识的理解与接受问题。但是，如果在今后的招生中，考古专业能够考虑招收部分理科背景的学生，则上述在文科背景学生中存在的对自然科学知识接受能力较差的问题，在理科背景的学生中基本都不存在。不过，与新增几门自然科学方面的课程相比，招收理科背景的学生所涉及的环节较多，因而实施起来的难度较大，恐难在短期内得到施行，可作为一项中长期计划来考虑。

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[责任编辑：陈立民]