2014年8月14日 星期四

不再模糊的三代

中華文化以前的準確紀年自周共和起 (公元前 841)。之前的事雖有文字記載,但是對於記載的真實性是常常要心中打個問號的。至於年代的事更是渺茫,越古的事,差個數十年甚至百年是常有的事。

上世紀初的甲骨出土以及安陽殷墟的發掘至少證實了商代的歷史文字記載是有所本的。王國維研究甲骨文所列出的殷王世系發現《史記》與《竹書紀年》的記載竟是驚人的準確,中間脫漏或錯誤只有兩三處;《史記》成書時據商周之交有八、九百年了。後來的鄭州商城、二里頭文化及偃師商城的陸續發掘更堅實了商代的歷史,並往上推至夏代後來的推論是二里頭文化一至四期全是夏文化,早夏應該回溯及河南龍山文化,譬如王城崗文化。

這一切發現雖然堅實,但是關於紀年的事仍然模糊。地下文物、建築的出土雖然可以用碳十四來檢測年代,但即使經樹木年輪校正後,誤差仍可能達 3%。以約三、四千年的歷史來看,誤差近百年。

夏商周斷代工程是中國大陸近年來比較大型的集體研究。研究的工具除了史料、甲骨文、出土文物、碳十四定年之外,最主要的是加入加速器質譜儀 (Accelerator Mass Spectroscopy; AMS) 以及對星象的解讀。加速器質譜儀基本上也是碳十四定年的一種方法,誤差在 5% 左右,但極微量的樣本就可以用以定年。有些珍貴的樣本像是龜版就是以此法取下小樣品定年。另外的天象包括星象、月象和日、月蝕。這不能不說是老祖宗給的特別恩典。

司馬遷的父親司馬談因不能隨漢武帝去肅然山封禪以為耻而抑鬱以終,臨終前跟司馬遷說:「戎們家自周代以來世為天官。」,天文一直是史的一部份。閒話一句,司馬遷也許是因為家傳的職業,所以保有許多私有的史料,是以在溯及五帝三代歷史實,還能保有其準確性。

天文既是史的一部份,在甲骨文及銘文中屢見天象記載就不足為奇。甲骨文卜辭中常見有干支及月相魂、霸 (朔、望),因而用天象來定年就可以有準確的時間推論。武王克商的年代可以依天象準確定在公元前 1046 年,這些天象分別在銘文及史書記載中可見,譬如克商是在甲子日、東方可見歲星 (木星)、歲星在鶉火 (獅子座)、月在天駟 (天蠍座)日在析木之津 (二十八星宿的尾、箕二宿) 等。這些天象的綜合資料,加上出土文物給的年代框架,可以準確的定出武王在公元前1046 年前 1 20 日於牧野克商,這是多麼令人驚奇的結果。

有幾個青銅器給了西周各王及事件的天象敍述,其中最令人津津樂道的是懿王元年的「日再旦」,《竹書紀年》及其它史籍中有「懿王元年天再旦於鄭」的記載。日出兩次,現在合理的解釋是日出時分日全蝕。日出時分以及日全蝕時間都可以精確計算,但能看到日全蝕與否還依地方而定。這條記載三個要件都全了,所以可以準確計算。計算結果是公元前 899 4 21 日早晨。這個推論將帝王紀年與公元紀年準確接榫,類似的支撑共有七個。

所以夏起於公元前約 2070 年,商起於約公元前 1600 年,而周起於公元前 1046 年。紀年、定年的斷代,到此有個定論。但文化有多個面向,譬如種族的源起。像周的起源至少與商同時,他們是同一個時代存在的不同族群。夏商周斷代工程是二十世紀末的工作,當時人類基因圖譜的分析工作尚未完成。現在技術成熟多了,當有機會為考古再加入一支新的科學支柱。

本書作者岳南也是《風雪定陵》等書的作者。關於三代的綜合論述,這是條理最清楚的一本,至少我從其中釐清了所有夏都、殷墟的關係。


2014年8月10日 星期日

關於「核」的小故事:NMR 與 MRI

以前剛進研究所時是做高能物理實驗的。實驗室剛做好了一個粒子偵測器,指導老師要我去向核物理教授借弱電子幅射源,用來校正偵測器。

我們的實驗室在九樓,核物理教授的辦公室在五樓。下坡,我選擇走樓梯。急怱怱到時還是有點喘。核物理教授已經預期我的到來,爽快的將準備好的樣品交給我。樣品是一塊不怎麼起眼的黑色金屬,放在一個扁平的塑膠盒中,盒上貼有鮮明的幅射標幟。核物理教授和我都沒太在意,因為我們都暸解弱電子源是不會對健康造成威脅的,看電視、電腦接受的幅射都比這強。

我接過樣品道謝,轉身就走。才一起步,就被核物理教授叫住:「你打算怎麼回去?」這問題有點突兀,但既是上坡,我回說:「坐電梯」。核物理教授說:「Then, it needs a little protection,」然後給我一張白紙。我腦筋轉了三轉才明白。我原以為弱電子源是無害的,怎麼需要保護?轉而又想要擋幅射,總是要用鉛罐吧!最後才想明白,核物理教授是要我將塑膠盒夾在對摺的紙中,免得那個幅射標幟驚嚇了坐同一電梯的人,雖然整棟大樓都是學自然科學的教授和研究生。

以前近代物理的實驗課親手做過核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance; NMR)的儀器,這個儀器可以藉原子核的磁偶極的耦合強弱來顯像,以前就用於醫學的檢測。現在的醫院見不到這名字了,只有磁共振顯像 (Magnetic Resonance Imaging; MRI)。不一樣嗎?不是的,只是把那給駭人的字頭 Nuc (英文中核彈的簡稱) 拿掉,就可以與病人相安無事。


我每次上醫院做 MRI 檢查,就會想到那張白紙。而且我對那位核物理教授的話體會更深了:那張白紙其實保護的是我,免得被電梯裏的人丟出去。

2014年8月7日 星期四

双生子質數猜想與張益唐

在今週刋報導張益唐,實在有點突兀,但張益唐 [1]的故事,實在是做大學問人的常態。

他的成就是解決數論中的一個猜想:双生子質數 [2] 猜想。双生子貭數是指相差為 2 的貭數對,譬如 (3, 5) (5, 7),或者 (29, 31)。在數目小的時候,這樣的貭數對很容易尋找,但是數目大了以後,就慢慢的變得稀少。現在問題來了,在數目變得很大時,双生子貭數對是否永遠存在?還是有最大的双生子質數對?這個就是困擾學界百餘年的問題。

問題可以簡單敍述,甚至不用公式,但答案可不行。想一想,數目大時,單只是要確定一個數目是否貭數都是很困難的,更何况要找一對只相差 2 的貭數。張益唐的貢獻就在於證明兩對双生子質數之間最遠只間隔七千萬。這個結果比原來双生子質數猜想的要強。是的,數目即使變大,双生子質數永達存在,而且密度不會下降!

張益唐的經歷其實並不是孤例。上世紀末的費馬大定理 [3] 的證明也與此相若。在沒有證出費馬大定理之前,誰聽過Andrew John Wiles 只是張益唐的經歷更艱辛。他所在的 New Hampshire College位於麻州西部,與 Amherst College Smith College這些貴族學校群聚。如果我沒記錯的話,陳若曦以前唸的就是這一所。New Hampshire College文學的 program很不錯,但這些學校絕非以數、理、工的研究見長。

孤獨的心靈、對知識的堅持以及必要的聰明睿智,這是做大學問的一種典型的個類型。



2014年8月6日 星期三

甲骨文之系统方法

繼羅振玉、王國維之後,對甲骨文研究貢獻最大的應該是董作賓,這一點應無疑義。
甲骨上的卜文一般分為四段:前詞,記干支以及占卜人名。第二段是占卜事由,第三段是所得卜文,第四段是驗詞,就是撿查應驗與否。
董作賓的最大貢獻之一,在於確定前詞中卜貞二字之前夾的是貞人 (巫師) 的名字。譬如卜辭的前辭中:「甲寅卜觳貞,翼乙貿易日。....」甲寅是干支記日,觳就是貞人的名字。
這樣的發現有什麼樣的重大意義呢?甲骨文至今出土約十五萬片,很多是在非正式考古的過程中發現的。這麼龐大數量的數据,如果缺少各片的前後相關性,很難從其中有系统的發掘史實。
但是有貞人的名字便不同了。貞人的名詞與卜辭中前後諸王的名字前後有重疊,便可以將史實貫串起來。而且一片龜甲上也許刻有四五則卜辭,會有同時期的其它貞人名字,可以與其它甲骨文相互印證補強。
以《史記》、《竹書記年》的殷王世系做為草稿,以甲骨文的卜辭校訂,並輔以碳十四測年做為旁證,殷朝的歷史就大約可以建立起架構。從二里頭四期文化的滅亡、偃師商城、鄭州商城的建立,商大約始於西元前一六OO年,而終於西元前一O四六年武王代紂之役。
認得幾個貞人的名字並不會幫助我們對商代的歷史文化多些暸解,董作賓建立的是一門學問中的系统研究方法。這是他研究工作的重要性來由。由此回看自己做的以前研究,過了這麼多年仍陸續有人引用的,大多是方法學。對於單一現象的研究,即使是有創意的真知識,也會在時間的淘洗下逐見沈澱。有的也許還重要,有的就消失無蹤。