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碳14测年法与人类起源

时间: 2021-07-10 15:27:24 | 作者：郭斯特 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 95次

碳14测年法与人类起源

就像其他历史书一样，史学界知名的《The Ways of the World》一书的第一章开篇先讲人类起源。书中说到：“据考古学家和人类学家所知，大约5百万到6百万年前，黑猩猩和人类开始从同一祖先中分开，后来形成了智人。”

至少在中国近几十年的历史教育中，这是作为不容置疑的科学事实教授给所有学生的，至于是怎么知道的，老师往往用一个很高大上的科学术语“碳同位素测年法”一语带过，唬的学生不敢再问。这为中国的年轻人接受信仰创造了很大障碍，也包括我在内。当我第一次来到位于辛辛那提附近三州交界处的Creation Museum，看到这家宗教博物馆用各色图片，视频，文物，化石等等手段全方位宣传着6千年前上帝创造人类，人类曾与恐龙共存时，不由得对这种新鲜的，系统性的宗教教育震惊不已，且强烈怀疑接受这种教育的孩子将如何与公立学校中的历史课堂共处。

考古学中有很多年代测定法，适用于不同的时间范围。其中最大名鼎鼎的恐怕就是碳14测年法了。大家都知道碳是元素周期表中的第6号元素，它的原子核里有6个质子和6个中子，其相对原子质量为12，称为碳12(C12)， 丰度（在所有地球碳同位素中的质量比例）近99%。它在元素周期表中的邻居是7号元素氮，其原子核中有7个质子和7个中子，相对原子质量为14，称之为氮14(N14)，丰度近100%，大气里有78%都是氮气。 而碳14(C14)就是有6个质子和8个中子的碳同位素，相对原子质量为14。

C14的产生，是由含中子的宇宙射线与大气层顶端的N14发生反应，N14中的一个质子被撞出原子核，同时一个中子进入原子核，于是7质子7中子的N14就变成了6质子8中子的C14。C14是一种放射性物质，并不稳定，8个中子的其中一个会放出能量变回为质子，也就是衰变回7质子7中子的N14。目前观测并估算的衰变速度是，大概每过5700年左右会有一半的C14变为N14，也就是我们常说的半衰期。

C14形成后马上与大气中的氢氧结合形成放射性二氧化碳CO2，然后由植物通过光合作用吸收，再进一步由吃掉植物的动物吸收，逐渐充满整个生物圈，最终形成一种动态平衡。地表中C14和C12的比例是1.25:1e12，也就是每4万亿C12就有6个C14。 由于陆生动物一生不断从大气和生物圈中摄入碳，其体内的C14:C12比例应该与大气中相同。动物死后不再摄入新的碳，其骨骼内的C14就会持续衰变，而C12则会保持不变。假设在公元2000年考古学家小明挖到了一块陆生动物骨骼，经过测量他知道其中的C14与C12的比例是0.625:1e12，比大气中的1.25:1e12正好少了一半，那么小明就可以推测出此动物的死亡时间大致是5700年前， 即公元前3700年左右。

C14测年法有两个重要的前提假设，第一是假设从古至今，大气中的C14:C12比例大致保持不变。第二是C14放射性衰变的速率保持不变。这两个假设缺一不可，有一个不正确的话， 考古中所有用此法测出的年代就都错了。事实上，自从1949年芝加哥大学的Libby教授发论文提出C14测年法后，第一条假设就不断地遭到挑战。目前人类已知有两大因素会影响这个比例。第一就是燃烧化石能源（煤和石油）。由于这些化石能源中几乎不含任何C14，燃烧它们会释放大量的C12进入大气，从而改变比例。第二个因素是50~60年代以美苏为首进行的400多次地上核试验释放了大量的C14进入大气，导致60年代大气中的C14是50年以前的2倍。

这意味着什么呢？举个例子，假设不考虑化石能源的因素，且考古学家不知道核武器试验的影响。小明在1970年挖到的动物骨骼里C14:C12为1.25:1e12, 而1970年大气中的比例为2.5:1e12, 由此小明推断这是5700年前的古物。实际上这只动物是1950年（20年前）死的，因为那时的大气没有收到核试验的影响，比例为1.25:1e12。可谓差之毫厘谬以千里。

除此之外，还有许多现实中如样本污染等复杂因素可能会影响测量结果，如下图所示：

虽然现代科学家了解这些影响因素，会相应调整基准比例来校正结果，但是古代有没有未知的，没有记录的因素会影响这个比例呢？比如超新星爆发带来的宇宙射线暴，大规模火山喷发，甚至开一开脑洞的外星人科技，史前人类工业文明等等。毕竟没有人能穿越时间回去看看，而史料与考古学证据也不一定准确，一切都只是基于这些假设的推测而已。虽然C14测年法的有效时间是5万年以内，但有记载的人类文明充其量也只有五千年而已，又是谁给科学家的信心去推断万年前的事情呢？

宗教信仰也一样是基于一些当前无法证实的基本假设。比如相信基督教的两大假设就是：第一上帝是存在的。第二圣经记载的确实是上帝的话，内容可信。与C14测年法涉及的许多复杂因素比起来，宗教的假设甚至还要简单许多。如果真理往往是简单的，那么至少从人类起源的角度出发，宗教的解释似乎更接近真理。就算你不相信宗教，那么请抱着怀疑一切的科学精神思考，至少也要给C14测年法以同样（如果不是更多）的怀疑。

所以包括牛顿在内的科学家同时也是基督徒并不稀奇，他们也许深知科学只是一种探索上帝所创造世界中奥秘的工具，其所发现的知识非常有限也需要不断更新，人类作为创造物对造物主的大能难以理解是非常正常的，一下子就勘破所有奥秘才是对神最大的怀疑。所以科学与宗教并不是一定势同水火，不迷信科学，抱着开放的心态学习更多理论，独立思考可以让中国的年轻人拥有更加完整的视角。

文章标题: 碳14测年法与人类起源
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/113965.html
文章标签：宗教  考古
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