佛教石窟断代方法新进展
如何基于贝叶斯模型（OxCal）和考古信息提
高碳十四测年精度
郭青林卢春刘睿良赵燕林王建军张小刚凤飞
内容摘要：分布于丝绸之路上的大小佛教石窟为研究佛教的传播以及中西文化交流史提供了丰富的资料，然而这些石窟的修建时间在学术界还存在一些争议，要更好地发掘这些石窟背后的发展脉络和价值，就必须建立一套高精度的年代序列。本文以敦煌莫高窟为例，将石窟纪年铭文、考古相对年代与大量高精度碳十四数据结合，利用贝叶斯算法，不仅将敦煌莫高窟早期三窟（第268/272/275）的始建年
代进一步精确，还更加全面地展现单个石窟（敦煌莫高窟第285窟）的开凿营建史（生命历程）。这一研究方法和思路可以进一步拓展至河西走廊或整个丝绸之路上的石窟，由此建立的年代序列不仅对研究佛教在中国的传播和发展有重要意义，还可以为探索丝绸之路上其他文化交流提供参考。
关键词：碳十四测年；贝叶斯算法；敦煌石窟；佛教研究；丝绸之路
K854.1 ：A ：1000-4106（2018）06-0168-09
1 研究背景
佛教的传播与发展受到学术界长期地关注，自汉以来，随着佛教思想对中国影响的日益增强，大规模开凿佛教石窟成为信众表达信仰的重要方式之一。同样，这些宏伟的石窟为后世研究佛教的发展演变提供了丰富的材料。判断建造年代是研究佛教石窟的重要问题之一。佛教洞窟往往是多种文物类型的组合，主要包括洞窟形制、壁画、造像、题字以及其他遗物（例如经书等）。这些遗存从不同角度反映出洞窟的建造年代。例如莫高窟第285窟的壁画
中就出现了两处明确的纪年铭文（“大统四年”“大统五年”，即AD 538—39），这为学者提供了十分明确的年代信息，即莫高窟第285窟的开凿应该不晚于AD 538—539[1]。但这样的纪年信息并不是随处可见，因此在更多情况下首先需要通过考古类型学对比来建立相对年代框架，再结合文字信息、标准窟年
代或者碳十四等测年数据推测未知洞窟的绝对年代范围[2，3]。本文以OxCal （牛津大学碳十四数据校正系统）为平台，结合考古研究所得出的相对年代和碳十四数据，为佛教洞窟年代的确定提供新的研究思路。
2 碳十四与OxCal
为什么不建议年轻人做碳14经过半个世纪的发展，碳十四技术已经成为考古研究中最为常见的测年手段[4-7]。从欧洲来看，碳十四测年技术在考古研究中的应用可以大致分为三个阶段（三次革命）[5]。在碳十四技术引入考古领域之前，欧洲史前考古的年代序列基本依靠与古埃及的物质文化进行直接或者间接的对比得出的。十九世纪五十年代，以伦福儒爵士为代表的考古学家迅速将碳十四技术引入欧洲的史前研究中。正当考古学家为用几十到几百克木炭便可换来一个“绝对年代数值”而感到万分欣喜时，碳十四的测定结果却大大出乎他们的预料。例如，通过传统的类型学比较，Stuart Piggott 教授认为英国新石器时代的开端不会早于2000 BC，但碳十四数据要比这一推断早了上千年[5]。英国新石器的年代问题仅仅是第一次碳十四革命的一个缩影，类似争论数不胜数，在欧洲考古界掀起了空前的大讨论。经历了第一次碳十四革命的阵痛，考古学家和碳十四年代学家对彼此的研究方法有了更加深入的了解，在不断分析考古样品的过程中，以利比（Libby W.F.）为代表的年代学家开始意识到碳十四技术的潜在缺陷。1967年Suess教授发表的文章直接否定了之前碳十四测年中的一条关键性假设，即
14C/12C在大气环境中不随时间的变化而变化。通过测量连续树木年轮中的碳十四比值，我们可以清楚地看到在不同时间段内碳十四的比值是不一样的。在此之前，以现代样品中的碳十四比值为基准，直接套用衰变公式和半衰期所计算出的碳十四年代结果，即通常所说的未矫正结果是不准确的，也不具备时间上的相对意义。除此之外，半衰期本身也存在问题，利比半衰期（5568年）是通过三个实验室所测结果加权平均得到的，但之后的试验证明，剑桥半衰期5730年更加准确[8-10]。在第二次碳十四年代学革命中，借助于考古研究的样品和结果，碳十四技术本身有了巨大改进。当然，如同第一次革命一般，基本年代框架出现变动后，相关的考古解释也需要随之调整。
随着树木年轮校正曲线的不断完善，第三次碳十四年代学革命也悄然兴起。这一革命带来了两个重要变化，一是质谱加速器AMS，二是贝叶斯算法。质谱加速器的引入大大降低了样品的需求量（仅需几毫克样品），提高了测年精度（±30ya），并且降低了试验成本（一台