近日，西安秦始皇帝陵博物院公布了秦始皇帝陵1号墓的最新考古发现。这一重大发现为我们提供了关于中国古代历史的珍贵信息。以往，文物考古研究主要依靠经验进行，依据历史古籍和文本图像考证。随着科技发展，不同学科的相互渗透，考古学家们越来越多地利用现代科技进行文物考古研究，这个古老的学科逐渐焕发出新的生机。
秦始皇帝陵1号墓
在考古工作中，各种各样的现代科学仪器帮助考古学家更精确、高效地进行发掘工作。最为人熟知的就是利用现代科学仪器，测量有机物质中的放射性碳同位素（C14）的含量，以确定其出现的年代。科学家们把这种方法称作：放射性碳定年法。
许多爱好思考与科学的朋友可能就要问了，为什么测量有机物质中的放射性碳同位素就能确定有机物质出现的年代呢？在解释科学细节之前，我们或许应该先仔细想想什么叫做“有机物质的出现年代”。
有机物质的出现年代 = 陵墓的主人生存的年代？所谓有机物质，这里的描述可能不准确，更准确的说法是生物物质，即植物或动物的“尸体”所构成的物质。例如木质椅子、皮靴、牛角等等都是生物物质。这时“有机物质的出现年代”应该说是“生物物质的出现年代”，那么这句话的意思就比较好理解了。它指的是，那些由植物或动物“尸体”制作的物件，它的“原材料”活着的时候生存的年代。树木、野兽活着的时候，大概就是椅子、皮靴制作出来的时候。当我们确定了一个陵墓里某个椅子（更可能是棺材）是什么时候制作的，我们大概就能说此陵墓的主人生存的年代。
什么是放射性碳同位素我想，陵墓的主人不使用祖先提前几百年给他做好的棺材吧？古人应该也没有这个癖好吧？不会吧、不会吧……
好！接下来我们来看看一个日常生活中不会遇到的“科学词汇”——放射性碳同位素（C14）。
我们首先要知道什么是碳元素。初中化学中讲到，世界上的所有物质都是由各种各样的微小的粒子构成，最微小的粒子是原子。现代著名化学家门捷列夫给所有的原子分了个类，第一类原子叫做氢原子，第二类原子叫做氦原子，……
这个碳原子就是第六类原子。我们把属于某一类的原子称作元素，例如所有的碳原子都属于碳元素。另外，原子是最小的粒子，某些原子通过某种微观物理“力”结合在一起，分不开，这时我们把这个原子的集合体叫做分子。我们可能会问“某个分子中其中由哪些原子构成”，但世界上的原子根本数不清，我们其实只需要知道构成分子的原子的种类就行了，这时科学家们换了个问法“某个分子由哪些元素构成”。
那么“碳元素”和“放射性碳同位素”又是什么关系呢？诶！这是现代物理学发展中提出的新概念，其实初中化学教给我们的知识可能有一些缺陷，现代物理学发现原子并不是最小的粒子，它和分子类似，是由更小的粒子由于某种特别的“力”紧密的结合在一起，得到的结构。实际上，原子之所以能分类，恰恰是因为构成原子中的某一类更小的粒子的数量不同。这个更小的粒子就是——质子。说起来这个分类依据可能简单得让人想不到，如果一个原子有一个质子，就是第一类原子，第六类原子的碳，恰恰拥有6个质子。除了质子，构成原子的粒子还有中子和电子。而放射性碳同位素就是那些拥有6个质子、中子数不确定且会发生“衰变”的原子。
好吧，又引入了一个新概念——“衰变”。衰变的过程与原因很复杂，这里暂且不作解释，我们只需要知道，衰变指的是发生在原子身上的变化，具体来说，这个变化是一种原子变成了另一些原子并释放出了一些更微小的粒子。这也就意味着，容易发生衰变的原子它的存在并不稳定，昨天可能有100个原子，今天可能就只剩50个了。
衰变的原因可能很难研究，但科学家们很快就发现了有关衰变的某些规律。这个规律就是，任何一堆容易衰变的同类原子，每过一个固定的时间，这一堆原子的数量就会减少一半。例如：前文提到的放射性碳同位素（用化学家的专用符号表示为C14），不管是多大的“一堆”C14它每过5730年，数量就会减少一半。
每种元素同位素减少一半的时间都不太一样，科学家们把这种减少一半的时间称作此元素同位素的半衰期，C14的半衰期就是5730年。诶！出现时间了。我们的问题是，怎么用现代物理理论推测有机物质的出现年代，然而我们之前关于原子、质子的讨论一直没谈到时间，现在时间概念终于出现了。
还缺一个前提，大气中的C14含量稳定科学家们发现，地球大气中的C14含量基本稳定。而活着的动物和植物都会进行呼吸，地球大气中的C14和活着的生物体内的C14是可以通过呼吸不断交换的。这就导致活着的生物体，体内的C14含量也基本不会产生变化。而一旦生物体死去，不在呼吸，这种交换也就不存在了，这时候每具动植物“尸体”都有一堆C14，根据C14半衰期为5730年，只要我们知道生物死亡时体内C14的含量，再测算出当前体内C14的含量，我们就可以通过一个数学公式计算出生物死亡距离现在的时间。
至此，放射性碳定年法的基本原理就展现出来了。你看懂了吗？
