Ⅰ 考古學家怎樣測定文物的時代,急用
用碳14
一.14C測年方法的基本原理
在自然界中碳有兩種穩定同位素12C，13C和放射性同位素14C。14C是由宇宙射線和大氣上層中的氣體原子發生核反應而生成的，這些生成的14C不斷地擴散到整個大氣層、生物圈、沉積物和海洋等交換貯存庫中。由於14C也在不斷衰變，因此在各交換貯存庫中的14C含量將會達到平衡。處於這種交換狀態的含碳物質一旦脫離交換且一直處於封閉狀態，則其中的14C不再得到補充，只會按衰變規律逐漸減少。假定長期以來宇宙射線的強度沒有改變，即14C的產生率不變，則只要測出該含碳物質中14C減少的程度，就可以按照基本的衰變公式推算出考古事件或地質事件的年代。
常規14C測年已有五十餘年的歷史，其原理已為大家所熟知，即通過測量樣品的放射性活度來確定樣品年代，如常用液體閃爍計數器等核物理儀器探測並計數樣品中14C衰變發射出的β粒子。
用加速器質譜方法（AMS）進行14C測年是七十年代末發展起來的一項核分析技術。這項技術將14C離子加速到百萬電子伏特以上的能量，通過各種手段分離干擾粒子後，用重離子探測器直接對14C原子進行計數。和常規14C測年方法相比，AMS具有樣品用量少和測量時間短的優點，特別適合珍貴樣品的測量。常規14C衰變法測年所需樣品含碳量一般為1-5g ，而AMS僅需1-5mg左右，在某些特殊情況下甚至可測量含碳0.1mg以下的樣品。AMS測量現代炭樣品達到1%的精度只需10-20分鍾，常規衰變法需10個小時以上。當然，和常規14C測年方法相比，AMS也有設備耗資大，測量過程復雜的問題。
應該指出的是，以上無論常規法對放射性活度的測量和AMS對14C原子的計數都是相對測量，需要和兩個基準樣品進行比較。一是本底樣，即應該不含任何14C的樣品。由於各種因素如樣品的沾污等，本底樣的14C測量結果並不是絕對為零，在進行其他樣品的測量時要減去這一本底，以確保反映樣品中真實的14C水平。另一個是現代碳標准，其14C含量應相當於處於交換狀態下含碳物質的14C水平。現代碳標準的選取是一個復雜的問題，這里不作討論。北京大學14C實驗室採用的是中國糖碳標准。
二. 14C測年誤差
考古工作者，特別是當研究文明起源問題時，最關心的是14C測年的精確性有多高。這是一個十分重要的問題。
14C測年的誤差，除決定於實驗室的技術因素，14C測年工作者的水平外，也強烈地決定於被測年樣品本身的情況，甚至同樣的樣品還依賴於樣品的年代。14C測年方法的基本假設前提的不完全成立也導致測年誤差。可以毫不誇張地說，自四十年代該方法建立以來14C工作者和考古、地質學家共同努力的主要目標也正是在提高測年的精確度和擴大樣品的適宜性。在夏商周斷代工程中，無論是常規的，或加速器質譜14C課題組都做了大量艱苦的工作來降低實驗誤差。
14C測年結果一般代表被測樣品的形成年齡，但樣品形成年齡與樣品所在考古單元形成的年代並非同一概念。舉例來說發掘一房址，用其中殘存的糧食、炭化果核測年可代表房子被廢棄的年代，而奠基用的動物遺骸，牆泥中摻和的草莖等物的14C年齡則接近房子的建造年代。此外木頭、人骨本身有相當長的壽命，精確測年時要考慮這個因素。
14C測年方法的基本假設前提是若干萬年以來大氣中二氧化碳的14C放射性比度，或者說其14C/12C同位素豐度比是恆定不變的。但這個假設只是近似成立。通過對約一萬年來其生長年代確切已知的樹輪樣品的系統14C測年，闡明了大氣中二氧化碳的14C放射性比度隨時間變化的規律，並建立了14C測年的樹輪校正曲線。校正量除最大幅度達800年的8000年長周期外，還需考慮振幅和周期均約為百年的短期漲落，短期漲落的幅度和周期是不很規則的。為了得到確切的年代，樣品的14C測年結果要根據樹輪校正曲線作校正。我們知道14C測年結果本身是必然有實驗誤差的，譬如說加減50年，這是指68% 的置信區間為100年。對於單個樣品單個14C數據而言，樹輪校正修正了因長期變化所導致的誤差，提高了測年的准確度。但是由於短期漲落的存在，多數情況下並不能改進測年數據的精密度，誤差表達式中的加減值反而會增加。 舉例來說鄭州大河村某樣品的14C年齡為距今（5170 ± 80）年，其68% 的置信區間為距今5090--5250年，區間寬度160年。經樹輪校正後，校正年齡（又稱日歷年齡）68% 的置信區間為距今5774--5989年，它更接近真實年齡，但校正年齡的68% 的置信區間的寬度變大了，達215年。這里我們看到准確度和精密度是兩個不同的概念。當然人們希望同時有高准確度和高精密度，或簡稱高精確度。為此需要用所謂的系列樣品。
在「夏商周斷代工程」中，我們正是採用系列樣品測年以提高精確度的。最理想的系列樣品是樹木本身。如有一段樹樁，其年輪可數達120年。現按序每10年取樣測年，得到12個有序的，真實年齡相隔各10年的14C年齡組。把這組數據與樹輪校正曲線去對比，如果實驗本身的誤差不大，那麼這組數據必然會與樹輪校正曲線上的某一段，而且也只能唯一地與這一段相吻合，從而該段樹樁的生長年代也就能相當精確地測定，最理想情況下誤差僅幾年。考古所仇士華先生曾用這種與樹輪校正曲線匹配的方法，通過測長白山地區一炭化木頭的年齡來確定長白山火山噴發的年代。
考古遺址按地層採集的樣品，或者從一系列有明確疊壓或打破關系的墓葬中採集的樣品也可看作系列樣品。當然從精確14C測年的角度看，這類系列樣品遠不如真正的樹輪樣品那樣理想。因為前後樣品間的確切年代間隔是不知道的，而且樣品的年齡與其所在考古單元的年代不一定等同，此外在晚期的地層中有可能採集到前面各期的樣品。系列考古樣品測年所得的14C年齡系列也可以與樹輪校正曲線匹配以得到樹輪校正年齡，但鑒於上述的種種不確定因素，所得的校正年齡的誤差也相應要大得多。考古工作者有理由問，考古系列樣品14C年齡作樹輪校正後的誤差究竟有多大。但給予回答時是需要具體情況具體分析的，而且對誤差的估計也難免有主觀的成分。考古系列樣品14C年齡與樹輪校正曲線匹配時，是可以把考古工作者對這些樣品已有的知識引進綜合考慮的，如果這些知識是正確的，這有助於提高最終校正年代的精確度。譬如一個遺址被分成四期八段，每一段的年代跨度是否是均勻的，有那幾段可能跨度更長些，甚至四期的絕對年代跨度有多少年，這些先驗的知識在14C數據與樹輪校正曲線匹配時是很有用的。夏商周斷代工程中的14C測年課題組正是這樣做的，在解決文明起源研究課題中的年代學問題時我們也准備這樣做。這里也再次看到14C測年工作者與考古工作者緊密合作的重要性。
三. 北京大學14C實驗室
北京大學考古系於1975年建成國內第一個液體閃爍方法的碳十四測年實驗室。該方法後來在全國得到推廣，目前國內所有常規碳十四實驗室都用液體閃爍方法。1989年因與社科院考古所合作建立碳十四測年用的糖碳標准，獲國家科技進步三等獎。20多年來，實驗室已測定與發表考古碳十四年代數據約1500個，占國內考古碳十四年代數據的約三分之一。例如系統測定了浙江河姆渡，湖南彭頭山等早期稻作農業遺址的年代，把我國最早的稻作農業的年代推到七千多年以前，把榫卯建築結構的年代推到六千多年。最近又測定了河南賈湖遺址的年代，表明那裡發現的七孔骨笛有七千多年之久，這些多為研究我國文明的起源提供了重要的年代學標尺。
近三年來實驗室集中力量完成夏商周斷代工程中的碳十四測年項目，並為此作了實驗室改造，測年的可靠性和精確度都有了進一步的提高。規定了標准化的制樣和測量條件， 嚴格控制和長期監測主要測量儀器Paccard 液體閃爍計數器的工作穩定性，並採用了道比法來校正被測樣品苯和標准樣品苯之間可能存在的純度差異導致的測年誤差。目前測量的隨機誤差可控制在0.5%以下。
技術物理系和重離子物理研究所於1993年建成了北京大學加速器質譜計（以下簡稱PKUAMS）。PKUAMS以EN串列靜電加速器為主器，由離子源與注入系統、高能分析與傳輸系統、粒子探測系統和數據獲取與分析系統構成。主要測量14C、10Be和26Al等宇宙成因核素，14C測量靈敏度達到6´ 10-15，相當於測年上限為四萬三千年，10Be和26Al的測量靈敏度也達到10-14以上。主要應用領域為地球科學、考古學、環境科學和生命科學。PKUAMS自1993年建成並投入運行以來，共測量樣品近千個，在上述各領域中取得了一系列應用成果。獲1995年原國家教委科技進步一等獎，1998年中國分析測試學會獎一等獎。 PKUAMS還廣泛開展國際合作與交流，並為美國、法國、荷蘭、香港及台灣等國家和地區的用戶提供測樣服務。
PKUAMS在考古學領域中完成了多項應用工作，如廣西桂林廟岩遺址樣品14C年代測定等。舊石器時代向新石器時代過渡是考古學中的重要問題。1988年廣西桂林廟岩遺址的發現為深入研究這一問題提供了新的線索。但由於遺址中部分層位樣品量很少，用常規方法很難得到樣品的年代，致使距今9250年到19350之間的年代數據出現空缺。PKUAMS發揮了所需樣品量小的優勢，補足了這些數據，從而給出了完整的層位年代序列。通過仔細研究遺址相關層位的文物，可以認為距今2到1萬年之間是我國南方舊石器文化向新石器文化轉變的時期。
PKUAMS還測量了從不同地點出土的陶片的年代，其中廣西廟岩和湖南玉蟾岩出土的陶片年代距今為一萬五千年和一萬四千年。這是迄今世界上發現並被測定的最古老的陶片，為研究世界制陶史提供了重要材料。經PKUAMS測定的甘肅東灰山出土的炭化小麥年齡為4200年，是我國發現的最早的小麥。
為滿足「夏商周斷代工程」高精度14C測年要求，PKUAMS從1996年開始了大規模的改造工程。經過兩年的艱苦努力，PKUAMS新的離子源、注入系統、加速器輸電與分壓系統、電源與電控系統、數據獲取與測量控制系統等先後建成並進行了調試。1998年為確保系統穩定對實驗室進行了改造，實現了溫度、濕度調節與市電穩定等功能。經過半年多艱苦的全線調試和實驗研究，測量精度達到了好於0. 5%的水平，並通過了標准樣品測試檢驗，測量結果與標准值的一致性很好，偏差在測量誤差之內。1998年12月開始測量首批「夏商周斷代工程」樣品。目前，已測「夏商周斷代工程」樣品近百個，測量方法的進一步改進研究也在繼續進行之中。
總之，經過「夏商周斷代工程」的改進提高，北京大學的常規和加速器質譜14C實驗室都達到了國際上較為先進的水平。我們希望這兩個實驗室能為古代文明的研究做出新的更大的貢獻
Ⅱ 考古學家是用什麼辦法判斷物品的年代
方法很多。
1。有些可以通過古代書籍，傳說等等記錄中查詢，譬如書籍中有記載的古代貨幣，古畫，宣德爐等等。
2。碳14鑒定法。這個是物理方法，相對比較可靠，沒有專業水平可是無法仿造的。不過這個的缺陷在於無法精確定位年代，誤差幾百年是小意思。
別的方法也很多，最重要的原因就是：要證據。