远古文物的年代，博物馆是怎么知道的？（文末有超强赠书福利）
大家在去博物馆的时候，看到一件文物，除了关注它的外表漂不漂亮可不可爱，想必还很关心它是什么时候制造出来的，离现在有多少年。
一些文物上写有“大明宣德年制”“大清康熙年制”或者更具体的制作年代，很容易判断。
清康熙 青花海水龙纹印泥盒，外底写有“大清康熙年制”（图自《故宫博物院藏清康熙青花瓷器·下》）
然而，还有一些文物，先民们在制作或使用它们时，并没有留下相关的年代信息。尤其是从石器时代保存到今天的植物种子、动物骨头、木制品和骨制品之类，但博物馆的展牌上却堂而皇之地写着“距今1万年”“距今5000年”之类。
这些文物的年代是如何确定的呢？
贾湖骨笛，河南博物院藏，猜猜它的制作年代？（图自《河南博物院镇院之宝》）
早在20世纪40年代的时候，美国芝加哥大学的化学教授威拉德·弗兰克·利比已经开始思考这个问题。他查阅了很多人的研究成果，试图寻找一种可以相对准确地测出文物历史年代的办法。
威拉德·弗兰克·利比
英国科学家卢瑟福的研究引起了利比的注意。卢瑟福发现，具有放射性的同位素，随着时间的流逝，会不断衰变、减少，放射强度将按指数曲线下降。不同的放射性同位素，放射强度下降的速度各不相同，并且这个速度是可以测算出来的。
据此，卢瑟福提出了“半衰期”的概念，也就是放射强度达到初始值一半所需要的时间。只要知道物体中某种特定放射性同位素的残余含量，以及这种同位素的半衰期，就可以推算出这个物体的年龄了。
卢瑟福，英国物理学家，因为对元素蜕变以及放射化学的研究荣获1908年诺贝尔化学奖
卢瑟福提出的测年原理可谓非常科学。然而世界上的放射性同位素有许许多多种，对历史文物来说，选择哪种同位素测定年代比较好呢？利比教授想到了碳14。
自然界中常见的碳同位素有三种：比较稳定的碳12、碳13，以及具有放射性的碳14。宇宙射线撞击空气中的氮原子（氮14），形成碳14，之后，碳14在空气中迅速氧化，形成二氧化碳。二氧化碳通过光合作用被植物吸收，碳14因此进入了植物体内。
植物被动物吃掉，吃植物的动物又被其他动物吃掉，这样一来二去，地球上所有的生物体内都带上了碳14，并通过呼吸来维持体内碳14的浓度。
然而，动植物死亡之后，停止呼吸，也停止了从大气中吸收碳14，其体内的碳14便开始缓缓衰变、减少，又变回氮14。
碳14的循环过程
20世纪50年代，利比教授测得碳14的半衰期为5578年。根据60年代更精确的测量，碳14的半衰期为5730年。换句话说，每过5730年，动植物遗体内就会有一半的碳14消失。
这样一来，我们先测出现在活着的动植物体内的碳14含量，再测考古出土的动植物遗体内残留的碳14含量，加以计算，就可以推算出考古发现动植物遗体的年代了。
1949年，利比教授和同事在《科学》杂志上公布了他们的第一组碳14测年数据，引起了世界考古界和科技界的震惊。20世纪60年代，中国学者也开始应用碳14测年法测定一些文物的年代。到了今天，它已经成为中国考古界最常用的测年方法之一。
杭州萧山跨湖桥遗址博物馆，对出土文物的碳14测年显示，跨湖桥遗址的年代为距今7000—8000年
原理科学归原理科学，但实际应用起来，碳14测年法还是有不少限制的。
首先，由于碳14存在于生物体内，所以碳14测年法只适用于骨头、木头、木炭、种子、贝壳、纸张、布匹、羊皮纸等动植物制品的测年。像青铜器、金银器等金属材质的文物，就需要找到其他的方法来测定它们的制作年代，没法用碳14含量来测年了。
其次，从古到今，地球大气层中的碳14含量是不断变化的，同一种生物，如果生活在不同时期，体内的碳14含量不会完全相同，因此，单纯依靠碳14测年法测算出来的年代，与文物的真实年代之间必然会存在误差，需要运用一些方法进行校正，才能得到相对准确的年代。
而且，为了保证测量的准确度，碳14测年法一般用于5万年以内的文物。比如说拿一个生活在50万年以前的猿人头骨去做碳14测年，测出来的年代大概率错得离谱。
但是，与上面的这些限制比起来，碳14测年法对考古学的贡献更为显著。凭借碳14测年法的发明，利比教授荣获1960年的诺贝尔化学奖。考古学家们也已经运用碳14测年法，澄清了许多重要的历史问题。
1988年，考古学家采用碳14测年法测定了都灵大教堂收藏“耶稣裹尸布”的年代，结果证明这块布的年代在公元1260到1390年间，显然不可能是耶稣的裹尸布
随着科学技术的发展以及各个学科之间交流的深入，新的适用于其他材质文物的考古测年法不断出现，例如热释光测年法、铀系法、钾氩法等。但是，一提到考古学测年的科学方法，很多人依然会首先想到碳14测年法。
毕竟，是碳14测年开了用自然科学方法精确测算文物年代的先河，从根本上改变了以前只能靠文字记载和“风格”来推测文物年代的局面，为考古学家提供了无限新的可能。
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参考资料：
赵丛苍《科技考古学概论》
王巍总主编《中国考古学大辞典》
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