视频]走进科学：大地湾之谜（三）

  主持人：这就是70年代我国西部地区一次重大的考古发掘——大地湾考古发掘。这个遗址经历了新石器时代早、中、晚三个阶段，我们的祖先在这里繁衍生息了3000多年。我们大家都知道，新石器时代是人类从愚昧迈向文明的前夜，是史前社会持续健康发展变化的重要时期。由于这一时期文字还没再次出现，许多史实仅限于传说，比如饲养家畜的伏羲，发明农业的神农氏，历史上是否确有其人，我们没办法考证，但从大地湾遗址发掘的情况去看，早在3、4万年前甚至更早的时候这个区域就有人活动了，到了距今8000年左右这里出现了农业，人们就开始在这里定居，出现了饲养业，这些神话故事确确实实在这里曾经发生过。有人说，农业的出现是人类发展史上的一件标志性的事件，是人类发展的一个里程碑，它可以让游猎的人们过上稳定的定居生活，使知识和财富得以积累，逐步形成聚落、村庄，再发展到后来，城市就出现了。当然城市的概念离大地湾的先民们太遥远了，他们是无论如何也不会想到几千后人类已发展到现代社会了。那么大地湾先民在农业、饲养业发展起来了，解决了吃的问题后，它又将怎么样发展呢？

  由于保护遗址的需要大地湾已发掘的一万多平方米大都被回填了，几乎就看不到发掘过的痕迹。只有半山坡上的一座房子远远看去非常醒目。这就是大地湾遗址发掘出来的遗迹——F901。

  甘肃省考古研究所副研究员赵建龙：地点是比较开阔的，它东能够正常的看到5、6公里以外的农村，西能够正常的看到10公里以外的，整个就是说，这一段全景尽收眼底。

  郎树德：大地湾那个地方自然环境比较的艰苦，一个像发掘，一天你晒，就在太阳下边，没处躲，尤其是在山上发掘没处躲太阳，没有阴凉地，只有在探方里面蹲，一天一天的。

  1983年，大地湾遗址发掘进入第六个年度，发掘区域已经从河边的台地扩大到了半山坡上。

  在乘凉时，有人无意中发现断崖下面的草丛中有几个小洞，好奇的人就围了过去向里面掏，掏了几下并没有掏出啥东西，他们就用铲子向底下挖，结果竟铲出了几块黑木炭。有的人觉得这很可能是一处房屋遗址。

  这座房屋究竟会是啥样子呢？于是考古人员决定把第十发掘区的第一座房址就定在这里，命名为F901。

  由于不了解这一个房址究竟埋在地下有多深，工作人员除掉上面的庄稼和杂草后开始了小心翼翼的挖掘。

  郎树德：我们几个工作人员在那个地方发掘了两年，那是一个铁钳子一个小刷子一个小铲子一点一点非常细致认真的抠出来的。

  功夫不负有心人。两年后，F901的真面目终于露了出来，虽然房子的上半部分没有了。但房基和部分墙体依然清晰可见。

  从房基留下的痕迹看，F901是一座多间结构很复杂的建筑。这是中国社会科学院考古研究所研究员杨鸿勋在多次考察后亲手绘制的遗址的平面图。这座建筑以长方形的主室为中心，两侧有与主室相通的东西侧室，左右对称；主室后面有后室。主室前面有附属建筑和宽阔的场地。总面积有420平方米，主室长15.2米，宽8.5米，面积约128平方米。整个建筑布局井然有序，主次分明。经年代检测这座房址距今大约在5000年左右。

  然而当记者在工作人员的陪同下走进这5000年前的房址里面，去亲手触摸它的时候一个意想不到的情景出现了。

  主持人：迄今为止，我国发现新石器时代文化遗址有近万处，正式发掘的只有100多处，目的是为了很好的保存这些遗址。大地湾遗址发掘后，1988年就被定为国家一级保护文物单位。发掘结束后，大部分遗址被回填保护了起来。F901则在原址的位置上修建的保护房，房内修建参观平台，这些措施都是为越来越好的保护这个遗址。像许多名胜古迹的重要文物旁边都立有严禁闪光灯拍照的提示，就是怕文物受到强光照射加速它的衰退，有些重点文物保护单位甚至谢绝拍摄。我们这次拍摄就是在经过国家文物局批准后才得以成行的。但也遇到一个问题，遗址的工作人员部不允许我们的摄像机器材进入这个遗址里面拍摄，摄像机的三脚架更不能放在这个遗迹的地面上，因为这个地面太珍贵了，所以现场不得不临时借调长的摇臂把架子架在遗址外面进行拍摄，这也就引起了我们记者的注意。当记者在工作人员的陪同下，走进这座5000年前的房址里面用手轻轻地抹去地面上的尘土，在上面敲了几下后感觉到很惊讶，它的手感、强度绝不逊色当今的水泥地面。那么这个经历了5000年大自然的洗礼后，仍然平整、光滑、坚硬的地面究竟是怎么做出来的呢？

  据大地湾工作人员介绍，甘肃省敦煌研究院研究员李最雄对这个地面颇有研究。于是记者来到了甘肃省敦煌研究院。

  甘肃省敦煌研究院研究员李最雄：我第一次是1983年，这个房子基本上刚一出土以后。我当时在考古所搞保护，感到很吃惊，他们把那个拖把，把那地面一拖以后，就像是我们把地刚拖完那个地面发亮。

  经过仔细查看，李最雄发现这个跨越了5000年时空的地面至今仍然能够保持完好，不仅材料特殊，而且在最初建造时人们就对它进行了精心的设计。

  整座房屋的地面共分四层。最下面与原始土壤接触的一层是大约10厘米厚的夯土层，第三层是大约15厘米的红烧土，它起到隔潮保温的作用，第二层是大约20厘米厚的胶结材料，也就是类似现代砂子、水泥混合在一起的混凝土，最上面一层是2至3毫米厚的原浆磨面。

  甘肃省敦煌研究院研究员李最雄：最上面一个很细很细的一个面，就是当时他做装饰凝固的时候用石头磨的痕迹，很明显它是用石头磨的，就像我们现在的水磨石地面，那个做法你说当时，在四千多年五千年能做出这样的感到非常吃惊。

  那么这个经过精心设计，类似现代水泥的地面究竟是不是具备现代水泥的特性呢？李最雄首先对100号水泥标准试块做了抗压强度测试。

  水泥标号是指水泥的强度，也就是单位面积受压力的大小，标号越高则强度越高。

  水泥按用途可分为：通用水泥，专用水泥，特种水泥三种。100号水泥是通用水泥中标号比较低的一种水泥，大多数都用在普通民房的地面装饰用。

  由于遗址地面年代久远与现代的水泥材料会有很大差异，仅凭压力检测并全面反映F901地面的物理特性，于是李最雄又对100号水泥做了弹力检测，但对F901检测时却遇到了困难。

  甘肃省敦煌研究院研究员李最雄：当时做这个地面的强度有很大的困难，首先你不能破坏它，按现在规程的话你必须用五乘五的试块去压它的强度。但是不可能从地面上取这样的一块，我们就用周边它一些堆积的一些小块，做一些非标准试块很小很小的，但是非标准试块你怎么折算现在的强度啊，我们就用微型的回弹，很小很小的回弹，进行回弹，或者是微型的小的非标准试块，进行抗压以后，进行这个计算，计算出它竟然含有100号混凝土的强度。

  经历了5000多年的漫长岁月，受到了自然界各种各样的环境的侵蚀破坏，现在仍然有着100号水泥物理特性的类似水泥的地面究竟是不是水泥制成的呢？

  甘肃省敦煌研究研究员李最雄：因我们做出它强度大约是100号，但是它跟现在我们普通的100号的混凝土不一样，一测以后，它比重上比较小，跟现代的这个轻型混凝土有点相近。

  目前，轻型建筑材料大多数都用在高层建筑，由于它比重轻抗压能力强，可以大幅度缓解高层建筑对下面的压力。另外它孔隙率大、容量小，有保温、隔音、防潮的特点。轻型水泥建筑材料在我国使用的时间只有短短的20年左右。难道早在5000多年前大地湾的先民就发明了轻型建筑材料了？它究竟是一种啥东西做成的呢？于是李最雄又对F901地面做了化学分析。

  甘肃省敦煌研究研究员李最雄：它是不是水泥？那最关键的是它的成分，所以我们对所有的901的混凝土，经过这个显微镜，包括偏光显微镜电镜、X衍射，甚至做了它的年代碳十四，做了以后确实有水泥的成分，但是它怎么做的？我们又经过调查以后发现，这个山坡上的一种石头，料礓石，它跟这个成分相近。

  这就是大地湾脚下的清水河，一般的河大部分从西向东流淌，是它却从东向西流淌？

  程晓钟：这块就是料礓石，这样的石头在当地的河道里面，包括大地湾遗址附近的浅地层里面都会存在。它呢，是钙质的东西，比较的疏松，易碎，一般都是空心的，它的形状跟生姜一样的，感觉也是很漂亮。到水里面去洗洗感觉更像生姜一样的。

  水泥是经过高温烧制后形成它特有的性能，那么料礓石烧制后能有这样的特性吗？于是试验人员收集了大量的料礓石进行烧制。

  甘肃省敦煌研究研究员李最雄：现在烧水泥1300度，1400度，但是当时，你只能烧到900度，当时烧陶最高达到了900度，所以你只能在这种条件下进行模拟实验结果做出来了。

  甘肃省敦煌研究研究员李最雄：罗马水泥它是火山灰，不是人工的，所以最早的水泥不是在古代罗马，而是在中国。

  让我们更感到欣慰的是这种工艺5000多年后并没有失传。邵店村许多人家里的炉台和炕面仍然采用这种古老的方法。

  邵店村村民邵永安：这个炕头是我们农村用料礓石制作的，整个炕头已经20多年了，这样的一个东西不但光滑，而且颜色也很漂亮，你看这20多年了，保存的也很完整，摸着的感觉很光滑，而且各方面感觉很好。

  主持人：据李最雄介绍，他们把F901地面材料的成分与世界上最早的水泥古希腊和罗马水泥做了对比，发现其中很多指标都高于古希腊和罗马水泥。我们大家都知道，古希腊和罗马水泥也是应用当地特有的材料石灰和火山岩烧制而成的，但它的发明时间是在18世纪末，19世纪中期才大范围的应用在土木建筑工程中，这比大地湾烧料礓石作水泥应用在建筑中整整晚了4000多年。至于轻型建筑材料，在整个世界古人类建筑史上还从来就没记载过。这不得不让我们对大地湾的先民们感到由衷的钦佩。那么在5000多年前有着如此光滑平整坚硬地面的房子，它究竟是一座有着怎样功能的建筑呢？

  从考古建筑学上讲，这座建筑是中国非常典型的对称式建筑，有“旁”有“夹”。古建筑把主室旁边两侧的房子称作“旁”，它后面的房子称作“夹”，从图上看这个夹有点像我们现在说的贮藏间。主室的左右各有一个门通向“旁”，从“旁”才能进到“夹”。主室和后室不是直通的，如果想到后室去，必须从前门绕过去或经“旁”“夹”进去。这样看起来似乎有些不方便，但古人肯定有他这样设计的道理。

  程晓钟：这个木柱子上面，它也一层一层地裹上泥，这个总共8个柱子，前后8支对称的，然后把整个建筑分为8柱9间，这就是后来成为宫殿建筑。

  在房子的正前方地面上，考古人员发现了18洞眼，根据古建筑的特点，这18个洞眼，很可能是18根柱子支起的一个开放式棚子。如果把这个棚子也按古建筑的叫法，称作“轩”的话，中间这个主室就是“堂”了，正所谓“堂”前设“轩”，大有“天子临轩”的味道了。那么这样一座“天子临轩”建筑是干什么用的呢？

  赵建龙：901的这个房屋从整体来说，它除了一个正门以外，两侧能够正常的看到各有一个缺口，这两个我们叫做旁门。901这个大型房子它是五道门，两扇窗，那么这个基本上说来就到处都是通道，在里面居住，那就更不方便了，那么它就只能是一个集会点，也就是当时的一个议事厅，所以说我们把它叫做宫殿式的建筑，它只是当时的一种宫殿。

  在房屋的正中间是一个直径两米多的圆形台子，据考古人员介绍，这是一个灶台，是五千年左右非常典型的灶台，上面有一个盆形口，里面生火上面放陶罐加热。

  有趣的是在F901的侧室里考古人员发现了8个陶制的钵，也就是当时吃饭用的碗。那么一个公共聚会的场所，里面又有直径两米多的灶台，为什么只有几个大腕呢？

  赵建龙：前那说明他这儿集会吃饭的并不多，集会的人多，专门在这儿吃饭的就是一些各部落的首领在这儿吃饭，他准备了7、8个钵，其他的人他是各自都自个儿去想办法。所以说这个估计用这样的形式来推测，他也是这个圈里面的集中点。

  从房屋的结构和设计理念上看，它的公众性和礼仪性远大于它的使用性。所以有人说，这座建筑绝不是一座普通的住宅，而是“宫殿”色彩十分浓重具有公众性的建筑。

  主持人：在大地湾二期也就是距今6000多年前大地湾还是半地穴式的房屋，仅仅过了1000多年，到了大地湾四期时，房子不仅从地下、半地下建到了地上，而且房屋格局和性能也发生了根本的改变，从小面积到大面积，从简单到复杂，从灶坑到灶台，从普通民宅发展成“宫殿式”建筑。大地湾先民在农业发展起来，首先解决了吃的问题后，在1000多年后也把建筑推向了当时的一个极致状态。所以有人把F901称作“宫殿式”建筑一点不为过。从“宫”字的起源也可以说明它是一座宫殿式建筑。这是“宫”字篆刻写法，在中国人发明宫字的时候对宫字的理解是，宫要有“人”字形的房顶，旁边要有墙，墙上有窗户和门。可以说，这些条件这座建筑全部具备。据史料记，在中国最早的宫殿建筑是夏后氏“世室”的传说，“世室”是复合体的大房子，从形式上讲是“前堂后厅”的建筑，从功能上说就是“前朝后寝”。夏距今是4100多年，而这座宫殿式建筑早在5000多年就诞生了，比历史记载的宫殿式建筑整整提前了将近1000年。另外，从它的建筑数据和构成理念上看，堂的长宽比为2：1，整座建筑特别强调了中轴对称，前有“轩”后有“室”的王者风范，所以说它是宫殿式建筑并不为过。从当时的社会状况下，主要的生产工具仍然是石刀石斧，人们建造这座庞然大物，绝非一般氏族所能做到的，那么当时的生产力状况下，人们是如何建造这座“宫殿式”建筑的呢？

  好，感谢您收看今天的《走近科学》，明天同一时间请继续收看《走近科学》系列节目——大地湾之谜。