疑问与证据（4.铅同位素考古）下
附录4.
铅是青铜中所含的重要金属成分。这一元素在自然界拥有四种同位素。不同来源的铅，这四种同位素的相互比值也不相同。因此，如果能精确测定这个比值，就可以追踪青铜中铅的来源，并在一定程度上探索到不同地区之间青铜冶炼技术流传与相互交融的过程。
铅质的“历史示踪器”
如果说，用碳14测定断代层，用微量金属沉积含量反映人类活动影响还不够全面的话，那这份研究再次把铅同位素的科技考古问题提到议题上来。
“微量金属含量测峰值，铅同位素是测来源。”张干说。
在中国考古界，尽管有争议，但铅（pb）同位素比值的方法还是被很多学者使用。铅有四个同位素：pb204、pb206、pb207、pb208.通过对同位素之间比值的测定，可以知道哪儿的铅来自哪儿。
“其中，只有铅204是从地球形成以后到现在是没有变化的。”一直在做铅同位素比值研究的金正耀解释到。他打个比方，“好比一家生了四胞胎兄弟，但是其中一个孩子一直没有生长，生下来多大就长多大，另外三个则不停的得到各种营养，以不同的速度增长。”
“每个地方的矿山就像不同的村子，每个村子都有一个四胞胎，通过对每个孩子身高或面相的比较，就可以看出他们分别是哪个村子的。”
在所有人类活动造成的金属中，铅的比值已知的最多。这就是说，在世界大多数知名的矿山中，铅的“指纹”是已知的，很容易进行比较。假如在中国一个青铜器的铅同位素比值，与罗马或埃及某处矿山的比值一样，那就意味着其材料甚至技术都来自外地。
增加铜的流动性
铜器里为何会有铅呢？古人制铜，并不只用铜，会加锡或铅。铜的熔点很高，达到1083度，在这样的高温下，把铜水倒出来时，它的流动性很差。“好像过年打糍粑一样，总是粘锅，最后倒到模子里以后，不能填充到每个地方，最后得到的铜可能就是这儿一个孔，那儿一个洞的。”而加了锡和铅以后，就降低了铜的熔点，改善了流动性，使得铜器光滑美观。
铅和锡的另一个作用就是增加铜的韧性。纯铜有很好的延伸性但硬度不够，而青铜剑如此薄却是杀人利器，是因为里面添加了锡。
锡易变，不能保持矿山时期的同位素特征。因此，金正耀认为铅同位素就成为了判断文物来源的重要工具。“任何含铅的器物，都可以用这种方法来测定。”通过铅同位素的考证，可以得知中国最早的玻璃是从两河流域进来的。此外，陶瓷器中的铀也含铅，可以同理考证。在青铜器真伪的考证上，铅同位素的考证也同样有用。
化学上，铅被称为“示踪”金属，可以像跟踪器一样跟踪器物，其他此类的金属还比如钡，现代医学常用“钡餐”跟踪胃部疾病。
可是，铅同位素有个致命的弱点：一旦不同产地的东西混在一起，铅同位素测量方法就失效了。“铅同位素的比值越高，就表示来源越单一化，相当于来自同一个生产厂家，而比值下降就表示进入沉积物的铅的来源发生量变化，或者一些低比值的矿床，尤其是一些超大型的矿床，生产出来的铅同位素比值影响了整个世界。”张干说。
而工业革命后的历史，基本上铅同位素的方法就失效了，因为全球工业化和贸易全球化导致了铅的来源全混在一起了。不过，张干认为，于此同时，也可以凭借铅同位素比值的下降判断工业革命的开始，比如，他们这次研究中，就看出了中国的工业革命要晚于西方。“铅同位素比值下降，这是典型的工业革命的标志”。
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