古生物学家试图鉴定化石的年代

古生物学家试图仿效地质学家在鉴定只有几百万年历史的岩石年代方面的成功。他们相信有些生物的化石可能也这么古老。很可惜，钾－氩时钟对他们并没有很大帮助！当然，化石的发现不是在火成岩里而是在沉积岩里；对于沉积岩来说，放射测量鉴定法通常都是不可靠的。

试举一例说明，化石起先埋藏在厚厚的火山灰里，火山灰后来固化，成为凝灰岩。它其实是沉积岩层，但却由空气中固化的火成物质所构成。若是可以鉴定的话，就会有助于探测其中所蕴藏的化石的年代。

在坦桑尼亚的奥杜维尔峡谷曾发现这样的一个例证；该处像猿动物的化石特别惹人注意，因为发现者声称这些化石与人有关。他们首先在化石发现之处测量火山凝灰岩的氩，显示的年代是175万年。但后来在另一个合格的实验室里测量的结果却减少了50万年。最令进化论者失望的是，在化石之上和之下的凝灰岩层探测所得的年代并不是循序渐进的。有时上层所含的氩比下层为多。以地质学而论，这种情形完全不对——上层的积聚较后于下层，因此所含的氩应该较少才对。

研究者的结论是，“先前遗留的氩”破坏了所作的测量。先前形成的氩并非全部都从溶岩中沸腾消去。时钟没有调至零度。以前由钾所生的氩若有千分之一在岩石于火山中溶化时遗留在岩石里，时钟在开始时就含有差不多100万年的固有年代。正如一位专家说：“有些年代鉴定必然是错误的；如果其中有些是错误的，也许它们尽都错了。”

虽然专家们认为所鉴定的这些年代可能全无意义，但奥杜维尔化石原本估计的175万年却继续在鼓吹进化论的流行杂志中受到引述。他们并没有向外行的读者提出警告，指出这些年代不过是猜测而已。

放射性碳时钟

它鉴定一度活过的东西的年代。它真的能这样行吗？

以上所述的各种时钟走得非常缓慢，以致在研究考古学的难题方面很少用处，或甚至全无用处。因此需要一些快得多的东西去配合人类历史的时间范围。放射性碳时钟就符合了这种需要。

碳14——普通碳12的放射性同位素——在回旋加速器的核粒子加速实验中首先被发现，后来又在地球的大气层中发现。碳14放出微弱的β射线，用适当的仪器可以计算出来。碳14的半衰期仅是5700年，因此它宜于用来鉴定与人类早期历史有关的东西。

我们讨论过的其他多种放射性元素的寿命与地球的年龄比较起来相当长，因此它们在地球创造时已经存在，直至今日。但放射性碳的寿命却比地球年龄为短，只有借某种方法不断生产才能存到现在。生产方法便是宇宙射线对大气层的袭击，把氮原子转变成放射性碳。

这种碳以二氧化碳的形式被植物用于光合作用的过程里，并且转变成活细胞所含的各种有机化合物。不错，动物以及我们人类都吃植物的纤维，因此所有生物体内都含有放射性碳，与空气中所含的比率相同。任何生物只要活着，体内会衰变的放射性碳继续由新鲜摄取的所补充。树木或动物若死了，新鲜放射性碳的供应就告终止，体内放射性碳的水平遂开始下降。一块木碳或兽骨若保全了5,700年，其中所含的放射性碳就只有活着时的一半。按照这项原则，我们若从一度活过的生物遗骸探测其中的碳14比率，就可知道它死了多久。

放射性碳的测量方法可以广泛地应用在各种起源于有机物的物体上。有盈千累万的样本曾以此法鉴定其年代。它那引人入胜的多种用途从以下几个例证可以见之：

从埃及法老苏斯特利斯(Seostris)三世墓中陪葬船发现的木块鉴定为公元前1670年之物。

1874年在美国加州砍下的巨大红杉，中心木材有2905个年轮，它被鉴定在公元前760年即已存在。

死海抄卷的麻布包裹根据抄本的字体断定为公元前第一或第二世纪之物，按其中的放射性碳则被测定为存在了1,900年。

在亚拉腊山上发现的一块木头，有人认为可能是属于挪亚方舟的，但被鉴定为只是公元700年之物——它诚然是块老木，但不是老到像洪水之前的东西。

在美国俄勒冈州火山浮岩的洞里掘出的绳带便鞋鉴定已存在了9,000年。

在西伯利亚冰封了数千年之久的猛犸幼象，掘出之后从它的肉断定是4万年前之物。

这些年代鉴定可靠到什么程度呢？

放射性碳时钟的种种错误

放射性碳时钟在最初实验时似乎十分简单和直接，但现时已有多种错误为人所知。1969年，专家们在瑞典的乌普沙拉召开了一次会议，讨论放射性年代测量法和其他与此有关的鉴定方法。据实验这种方法的化学家和使用计算结果的考古学家、地质学家讨论所得，发现这种方法有许多弱点可使鉴定的年代变成无效，会议迄今已有17年，在补救这些弱点方面还是没有多大成就。

令人大伤脑筋的一个难题是如何确保受试验的样本未经染污；染污物可能是现代的（活）碳或古代的（死）碳。例如，从老树的心切出的一块木可能含有活的树液。如果树液是用有机的溶剂（从死的石油构成）提炼出来的，便可能有微量的溶剂留在被分析的部分之内。埋藏已久的煤炭也许被活植物的小根所穿透。或者它被古老得多而不易除去的沥青质所染污。活的贝类曾被人发现含有埋藏已久的碳酸盐，或者所含的碳酸盐从隐藏了数千年的海洋深处被上冲的海水浮出的。这些东西能使样本的年代看来比真实的年代或多或少。

放射性碳鉴定年代的学说最严重的弱点是假定碳14在大气中的水平从古至今都是一样。首先，放射性碳的水平有赖于宇宙射线产生这种物质的速度。宇宙射线的强度有时相差很远，地球磁场的改变对它影响极大。太阳的磁暴有时使宇宙射线增强千倍达数小时之久。地球磁场在以往数千年也有较强或较弱的时候。自有核爆以来，碳14在普世的水平已增加了不少。

另一方面，碳14的比例也受到空气中稳定碳的含量所影响。大火山爆发使稳定的二氧化碳大量增加，因而稀释了放射性碳。在上个世纪，人类使用化石燃料——特别是煤和石油——以致大气中二氧化碳的永久含量增加到前所未有的程度。（关于这方面的详细资料和碳14时钟的其他不准确之处，可参阅1972年4月8日的英文《儆醒！》）

树木年代学——从树木年轮的增长鉴定年代

由于面对上述各种重大弱点，使用放射性碳测量法的人已转而求助于树木样本以定准年代，方法是计算树木的年轮，特别是芒松的年轮。芒松在美国西南部已活了数百年甚至数千年。这门学问称为树木年代学。

因此放射性碳时钟已不再被视为可以计算绝对准确年代的工具，它只可作为衡量相对年代的工具而已。为了探测正确的年代，放射性碳鉴定的年代要受年轮计算法所纠正。放射性碳衡量的结果称为“放射性碳鉴定年代”。借着以树木年轮为根据所作的曲线测量，绝对的年代就可以推断出来。

在芒松年轮所能追溯的年代范围内，这个方法是可靠的。但现在发生的难题是，最古老的活树也只能追溯到公元800年。为了扩大鉴定范围，科学家试图从附近发现的枯木作厚、薄年轮交叠的方式来平均计算。借着以17根落木残干来互相印证，他们声称鉴定的年代可以追溯到7,000年以上。

但年轮标准也不是全无难题的。有时科学家们不知道某根枯木究竟属于哪个时代，那么他们怎样行呢？他们于是用放射性碳测量器去测度枯木的年代，以之作为指南去找到合适的位置。这使人想起两个跛子只有一根拐杖，他们轮流使用，其中一人要靠在同伴身上一会儿，然后反过来帮助同伴站起来的故事。

我们不禁纳罕，散落的枯木怎能奇迹地在露天地方保全这么久。枯木看来会被豪雨冲走或被过路者拾起当柴来烧或作别的用途。什么防止它腐烂或被虫侵蚀呢？诚然，一棵活树可能经得起时间和风雨摧残，有时可以活到千年以上。但枯木又如何？保全到六千年之久？看来实在难以令人置信。但这便是较古老的放射性碳鉴定法以之为根据的东西。

可是，放射性碳专家和树木年代学家们却不理会这些疑问，并且掩饰了鸿沟和矛盾之处，双方均对妥协表示满意。但他们的顾客——考古学家们——又如何？考古学家未必时常对他们寄出的样本所获得的年代鉴定乐意接纳。其中一人在乌普沙拉会议中表示意见说：

“碳14鉴定的年代若支持我们的理论，我们就把它列入本文里。冲突的地方若不大，就把它列入注脚中。若是完全‘脱节’，就把它干脆弃掉。”

有些考古学家仍怀有这样的感觉。对于一项被认为标明驯化动物的最早时期的放射性碳年代鉴定，一位考古学家在最近写道：

“对于只因为放射性碳年代鉴定出自‘科学’实验室就认为立刻有用，考古学家［越来越］采取审慎态度。对于哪种方法、哪种实验室、哪种半衰期价值和哪种测定方法最为可靠的问题越感混乱，我们考古学家就越不愿一味毫无疑问地接纳向我们提供的‘年代鉴定’。”

但供应鉴定年代的放射化学家却反驳说：“我们宁愿处理以稳确衡量为根据的事实——而非时下流行或基于感情的考古学。”

如果科学家对于这些追溯人类古史的年代鉴定的价值意见分歧得这么厉害，外行人对于据称基于科学“权威”的消息报道——例如本系列文章在起头所引述的消息——表示怀疑岂不是可以了解的吗？

碳14的直接计算法

放射性碳鉴定法的近期发展是，不仅计算从原子衰变所发出的β射线，同时也计算小型样本里的所有碳14原子。这种方法在计算只有极微量的碳14遗留下来的远古样本时特别有用。平均来说，100万碳14原子中每3天只有一个原子衰变。如果衡量远古的样本，要累积足够数目的原子衰变去辨别放射性和宇宙线的背景是件冗长乏味的事。

可是，如果能够现在就计算所有的碳14原子而不必等待其衰变，敏感度就可以增至百万倍。这样行的方法是在磁场中弯曲一束含有阳电荷的碳原子，从而把碳14从碳12中分别出来。较轻的碳12被迫进入一个较狭窄的圈子里，较重的碳14则从裂缝进入计算器里。

这种方法虽然比计算β射线较为复杂和昂贵，但优点是试验所需的物质数量减少千倍。此法在鉴定罕有的古抄本和艺术品方面颇有用，因为这些东西是无法削去若干克作为样本在试验过程将其毁去的。现在，重量只有几毫克的样本也可以鉴定了。

有人建议用此法鉴定杜林的裹尸布，有些人相信这块布是裹着耶稣尸体下葬的东西。放射性碳鉴定年代若表明该布没有那么古老，就能证实怀疑者认为裹尸布是个骗局的主张了。直至现时为止，杜林的大主教还不肯捐出一块样本去作鉴定，因为他不愿切出其中一大块。但若使用新法鉴定，一平方公分的布就足以断定全块布究竟是耶稣的时代抑或是中古时代之物。

无论如何，较大的难题若不获解决，试图扩大鉴定的年代范围就不会有什么意义。样本越古老，就越难确定它是否完全不含微量的新碳。要靠测量去鉴定的东西若属数千年以上之物，就越难知道古代大气层所含的碳14水平。

有人研究过鉴定古迹的若干其他方法。好几种方法与放射性有间接关系，例如铀裂变测量法和放射性光圈测量法。