甲骨文有好幾種顏色？用拉曼光譜分析來告訴你！

世人接受新觀念分為三個階段：

　　A. 胡說八道

　　B. 早就有人想過了

　　C. 我們一直都是這樣想

──佛萊德．霍伊爾，轉述雷蒙．利托頓（Raymond Lyttleton）說法

滿懷熱情的劍橋叛逆者：佩恩如何走上科學之路

一九二三年春天，二十一歲、身材高䠷的劍橋大學學生塞西莉亞．佩恩（Cecilia Payne）開始對未來感到惶恐。她熱愛天文學研究，夢想能走上研究道路，長期筆記自己成為科學家之後想研究的課題。但在校最後一年，她意識到面前可能是個死胡同。

那時代的英國，如她這般具備聰明才智的女性充其量只是當上女子學校的教師或校長。「彷彿腳下裂開一條深淵，」後來佩恩在自傳這樣比喻：「對我而言，當女教師是『比死亡還糟糕的命運』。」所幸悲慘命運沒有降臨在她身上，儘管面臨種種困難，佩恩仍舊在科學上做出突破，為二十世紀科學的轉捩點奠定基礎：她發現人體所有元素（除了氫）最初如何形成。

佩恩對科學的興趣萌芽於六歲，那年一顆流星給她留下深刻印象。十歲時，她在天主教學校做實驗測試禱告的力量，為一半考試的成績祈禱、另一半則不做祈禱。事後發現成績沒有差別時，她轉而肯定理性的力量，對科學的興趣於此扎根。至於宗教，佩恩後來相信一位論¹⁴。

虔誠女校長對佩恩說學習科學是「糟蹋她的天賦」。學校合唱團指揮古斯塔夫．霍爾斯特（Gustav Holst）雖然當時默默無聞但之後會創作《行星組曲》，他則鼓勵佩恩走音樂這條路。

但佩恩有自己的想法：她拿到劍橋大學獎學金，準備攻讀植物學。然而適逢第一次世界大戰之後物理學風起雲湧的時期，佩恩正好聽了天文學家亞瑟．愛丁頓那場劃時代講座，得知太陽引力場能夠扭曲光線路徑，而且一切符合愛因斯坦的預測。佩恩大受震撼，人生再次拐了個彎。她後來寫道：「我的世界天旋地轉，感覺差點神經休克。」那瞬間她徹底愛上物理學，所以隔天就去「面對校方」，申請從植物學系轉到物理學系。回家以後她幾乎逐字逐句默寫講座內容，為此三天沒怎麼睡。

劍橋卡文迪什實驗室的氣氛像是帶著電。發現電子的湯木生、發明雲室的威爾遜都在這裡，但最耀眼的常駐明星是發現原子核的傳奇人物拉塞福。對佩恩來說美中不足的是拉塞福不喜歡課堂有女性參與。儘管當時年輕女性不再需要年長者時時監護，但仍要求座位與男性分開。因此每次進入講堂，佩恩作為唯一女性必須單獨坐在最前排，而拉塞福更是刻意每堂課都以「各位女士先生」這句話開場。佩恩在自傳中回憶：「男生聽到教授意有所指總是很捧場，歡聲雷動之外還會老派地跺腳，每次上課我都想挖個洞鑽進去。」[38]

星星的祕密：她用光譜解開宇宙的指紋

她很快投靠愛丁頓。愛丁頓理解她的熱忱，也比拉塞福更加包容，允許她參與研究團隊。同時佩恩還接觸到最新領域量子物理學，帶她入門的正是理論發現者之一尼爾斯．波耳（Niels Bohr）。即便如此，在學最後一年她又發現面前是死路，因為劍橋大學根本不允許女性獲得高等學位。（不授予文憑，也無法獲邀參加畢業典禮。）險阻重重，但她堅持不懈、動用一些關係，終於爭取到哈佛天文臺的女性研究員資格，能在臺長哈洛．沙普利指導下工作。

天文臺位於麻薩諸塞州劍橋市距離校園大約一英里的小山上，特點是願意僱用女性，因為前任臺長愛德華．皮克林（Edward Pickering）發現她們除了勤奮聰明還能大幅降低預算壓力。在一次史無前例的星體清點作業中，皮克林僱用超過八十位女性處理大量圖片，最終數量高達五十萬份。有些人將這群女性稱為「皮克林的計算機」，但更常見的諢名是「皮克林的後宮」。

一開始沙普利也期望佩恩幫忙利用照片來對星體進行分類和編目，但她才第一個獨立研究就急於解決劍橋教授提出的大哉問。當時人類對宇宙的理解有個顯而易見的盲點：星星是由什麼構成的？

科學家已經掌握部分答案。除了拍攝恆星，哈佛天文學家還會記錄玻璃底片上的光譜。光譜提供線索，可以判斷星星含有何種元素。星體發出的光包含各種顏色，但元素周期表中每個元素會吸收一組特定波長。換句話說，飄浮在星體大氣層的元素原子會在星光到達地球前吸收特定波長的光。天文學家觀察星體光譜的水平面會發現波長缺失部分出現細黑線，從這些黑線就能推測出光線被什麼元素吸收了。可以說感光玻璃板留下了指紋光譜、宇宙條碼，結論是星星含有許多地球上能找到的元素，例如鐵、氧、矽、氫。

隨之而來的問題是光譜模式有異常，想要詮釋並不容易。儘管玻璃底片能告訴科學家星星包含什麼元素，卻無法有效判斷各元素的份量。

星星的祕密：她用光譜解開宇宙的指紋

儘管如此，天文學家卻認為自己已經知道答案是恆星和行星必定由相同物質構成。當時許多人認為行星是另一顆恆星經過時從太陽拉出大團熱氣體之後凝固而成，因此地球與太陽必然成分相近。就連恆星研究龍頭亨利．諾里斯．羅素也信心滿滿，他相信太陽就像地球有個巨大鐵核心，如果將地球地殼加熱到太陽的溫度就會散發出幾乎一模一樣的光譜。

這正是佩恩想研究的問題。她意圖藉由底片確認恆星中各種元素的比例，並提議採納最新的前沿理論：遠在加爾各答的傑出天體物理學家梅納德．薩哈（Meghnad Saha）指出新的量子力學理論中，電子只能在特定軌道圍繞原子核旋轉，能量越高就必須離原子核越遠。據此出發，薩哈認為恆星溫度各有不同，即使原子是相同元素，其中電子也很可能處於不同路徑（若是最高溫的恆星，原子還可能直接失去電子）。這些變化導致相同原子會吸收光線中的不同波長組合，混淆人類對星星光譜的理解。

工程浩大，但佩恩不畏挑戰，將薩哈方程式應用於哈佛的龐大底片館藏。哈佛天文臺也只有她具備足夠的量子理論知識能完成這項工作。[40]

佩恩辦公室位於紅磚大樓三樓，裡頭堆滿了底片。她不舍晝夜努力分析，數萬筆恆星光譜看得人眼花繚亂。底片至今仍保存在同一棟大樓，只是外面護膜泛黃了。曾經接受佩恩指導的天文學家歐文．金杰里奇（Owen Gingerich）拿了一張給我看過，上面的黑色帶狀紋路每條約四分之一英寸寬（約零點六公分），裡頭交織亮度不一的模糊細線，必須拿放大鏡才能判讀。「單純這樣看想必一頭霧水，」金杰里奇解釋：「但其實有一套辨識的系統，只要日復一日觀察就能跟它們變成朋友。」我盯著那些線條直呼不可思議。

天文臺臺長沙普利偶爾在夜裡經過那間辦公室，發現佩恩邊抽菸邊端詳底片，絞盡腦汁在模糊線條裡辨認出模式、與計算結果做對照。她自己也寫下：「我日以繼夜研究，時常處在疲憊崩潰的邊緣。」研究計畫從幾個月延長到將近一年，期間只能以「霧裡看花」形容，但皇天不負苦心人，佩恩運用薩哈方程式之後得到出乎意料的結果。

論文初稿中她大膽宣稱：儘管大家相信恆星與地球成分應該相同，但事實並非如此。恆星中幾乎沒有地球上最常見的元素如鐵、矽、氧、鋁。反之，每顆恆星有百分之九十八是氫和氦，而且太陽的氫比地球多一百萬倍。

太奇怪了，與她在劍橋所學不符，也與老師們對地球形成的理解不一致。「佩恩小姐？你很勇敢」，物理學家艾爾弗雷德．福勒（Alfred Fowler）這樣對她說。沙普利臺長很得意地將佩恩的論文草稿寄給自己以前的指導教授、普林斯頓大學著名天文學家亨利．諾里斯．羅素。

哈佛大學最優秀的人也被迫低頭

羅素回信以高度讚揚夾帶了強烈警語：他認為佩恩的主張，也就是星星幾乎完全由氫和氦組成，「顯然是不可能的」。否定這種說法的理由很充分，其中之一在於他們為何認為太陽中含有大量的鐵。太陽光譜中代表鐵的線條比其他元素更多，而且許多隕石也由鐵構成、地球的核心同樣充滿鐵。在羅素看來，種種現象指向任何天體都含有大量的鐵。

一邊是研究所學生，另一邊在學界已經聲譽卓著，佩恩自然接受了對方觀點，或者應該說她感覺自己不得不從，回憶時提到：「年輕科學家有沒有前途就看對方一句話。」於是她在論文加上一句前提，表示這部分結論「幾乎肯定不真實」。據佩恩的女兒告訴作家唐納文．摩爾（Donovan Moore），她一生都為這個決定感到遺憾，因為不出幾年量子理論進步了、其他人也透過其他方法得出同樣結論，羅素又回頭肯定了佩恩的發現。

後來很長一段時間裡，大家認為她寫出了天文學史上最傑出的博士論文。著名天文學家愛德溫．哈伯稱她為「哈佛大學最優秀的人（man）」。即便如此，佩恩在哈佛大學內部升遷卻花了很長時間，講座有非常多年沒被列入哈佛的課程目錄。原因出在校長勞倫斯．羅威爾（Lawrence Lowell）強烈排斥女性進入教職一事，還發誓有生之年絕不錄用，所以拖到一九五六年，羅威爾去世非常久以後，佩恩才終於當上教授。

她的發現改變人類對恆星運作的理解。確定恆星主要由氫和氦組成，研究人員得以解決另一個長期未解的謎團：星星以什麼作為燃料？他們發現恆星內部壓力極大，單質子的氫原子融合形成雙質子的氦原子時會釋放能量，太陽就以這種方式產生光和熱。也由於佩恩的貢獻與對恆星的新知識，學界終於有機會揭開重元素誕生的祕密，答案就在星星裡。

——本文摘自《你的身體怎麼來的？從大霹靂到昨日晚餐，解密人體原子的故事》，2025 年 01 月，商周出版，未經同意請勿轉載。

• 林百尉　中央研究院民族學研究所
• 柯維盈　中央研究院歷史語言研究所
• 劉致慧　中央研究院歷史語言研究所
• 陳光宇　紐澤西州立羅格斯大學
• 黃銘崇　中央研究院歷史語言研究所

1928 至 1937 年間，中央研究院歷史語言研究所（以下簡稱史語所）於河南安陽小屯村周圍進行 15 次發掘，發現晚商時期的大量遺存，包括宮殿宗廟區的大型建築基址、西北崗的大型王陵、墓葬、祭祀坑等遺跡，以及青銅、陶、玉、骨等遺物，首次在考古學上證實以安陽小屯為中心的區域，是晚商的都城殷墟。除此之外，更發現了兩萬多片甲骨，包括 1936 年發現大量未經擾動的甲骨層、備受學者矚目的 YH127 坑，^[1]目前皆收藏於史語所。

過去學者對甲骨塗色現象多有關注，然而，由於缺乏科學儀器及技術，長期限於肉眼辨識顏色種類，以及推測顏料成分。近年，我們系統性整理史語所藏殷墟甲骨上的塗色現象，並採用拉曼光譜分析其顏料成分，首次揭開甲骨色彩與顏料的神秘面紗。

甲骨塗色現象的肉眼辨識記錄及其限制

甲骨塗色的記錄，始於 1910 年羅振玉《殷商貞卜文字考》記錄甲骨文字塗朱、墨；其後，王襄（1925）、容庚（1933）等著錄皆有提及塗朱、墨的現象。^[2]對史語所發掘甲骨文字所塗顏色的觀察，始於 1929 年董作賓〈新獲卜辭寫本後記〉，將所見塗色分為朱、墨兩種。屈萬里在《殷虛文字甲編考釋》中，更將顏色分為朱、墨、赭、淡紅、黃、紫等色。張秉權對 YH127 坑甲骨進行復原、綴合和考釋，出版《殷墟文字丙編》，以單版甲骨為單位，逐版記錄甲骨文字的塗色與褪色狀況，分成硃、褐、墨三種顏色，並直言其顏料成分有待定性分析。^[3]

除了史語所 1928 至 1937 年發掘的甲骨之外，1950 年後殷墟的考古發掘繼續進行，陸續出土許多甲骨。其中，最有名的兩次發現為 1973 年於小屯南地發現五千餘片甲骨、1991 年於花園莊東地 H3 坑出土 659 件龜腹甲、25 件背甲和 5 件卜骨，分別著錄於《小屯南地甲骨》與《殷墟花園莊東地甲骨》，並有塗朱、塗黑等現象的記錄。^[4]

2014 年，林宏明在檢視大量甲骨彩照之後，認為過去學者所判斷的顏色，可能受到埋藏環境及時間的影響，且無法確定是否為商人所塗原色，因此主張僅以塗朱、塗墨區分即可；而其學生林雅雯則認為褐色與朱、墨有顯著差異，提出甲骨塗色應有朱、墨、褐三色。^[5]

以上對甲骨塗色現象的記錄，皆為肉眼辨識，並未透過科學技術和方法進行顏料成分的定性分析。肉眼辨識的缺點，除了在人對顏色的感知和判斷標準不同之外，甲骨所塗顏料經過多年地下埋藏，可能導致嚴重的褪色，進一步使得今日學者肉眼辨識的顏色，不見得是晚商製作甲骨時所施用的顏色。除此之外，肉眼辨識僅能推測顏料材質，無法予以證實。因此，透過當代科學技術和方法進行顏料成分的定性分析，成為進一步討論甲骨塗色現象及其可能意義的突破點。 

拉曼光譜用於分析甲骨所塗顏料的可行性與突破性

過去使用科學方法檢驗顏料性質的研究，僅有 Benedetti-Pichler 透過傳統濕化學分析法，刮下普林斯頓大學所藏甲骨上的紅色顏料，推測其為硫化汞，存於自然界的硃砂。^[6] 然而，這種侵入式方法不僅方法繁複、造成文物耗損，且僅能測出顏料可能的成分元素，而非分子結構。

目前學界常見的其他分析方法，包括氣相色譜—質譜聯用分析法（GC-MS）、傅里葉轉換紅外光譜分析法（FTIR）、核磁共振法（NMR）以及 X 射線螢光光譜法（XRF）；然而，如學者所指出，這些方法或需進行化學預先處理、或易受不同因素干擾、或無法進行物相分析等。因此，非侵入式、高效的拉曼光譜（Raman Spectra），成為受到重視的分析方法。^[7]

1928 年，印度科學家拉曼（Chandrasekhara Raman）發現，光線穿透透明液體時有散射現象，散射光的波長與原入射光不同，此一現象被稱為拉曼效應。波長改變的數值，反應分子內部的化學鍵振動（包括轉動）與不同能階的間距。因此，入射光與散射光的頻率移動差距，與分子的化學鍵與構成元素，有一定的密切關係。換言之，透過某一特定化合物入射光與拉曼光頻率之差所得光譜，等於該化合物的分子指紋（molecular fingerprint）。  

由於拉曼散射強度僅為入射光的千萬分之一，直到雷射器問世，能提供優質、高強度的單色光，方推進其研究與應用。拉曼光譜儀結合共聚焦顯微鏡及雷射器，形成精準微量取得分子指紋的理想組合，可迅速辨識樣品中的各種化合物。自 2000 年代技術成熟之後，拉曼光譜已被學界大量用於分析考古所出土無機質類（包括陶瓷、玻璃等）、有機質類（包括竹木漆器、紡織品、紙質等）以及複合類（包括壁畫、彩陶等）文物，進行顏料成分鑑定、膠料及有機殘留物鑑定、胎體分析，以及真偽鑑別；其中，顏料成分鑑定被廣泛用於壁畫、紙本手稿、漆器、陶器，以及青銅器等，為學者提供關於古代文物所塗顏料種類、來源、製作方法，以及彩繪復原的重要材料。^[8]

過去學者對甲骨塗色現象多有關注，然而，由於缺乏科學儀器及技術，長期限於肉眼辨識顏色種類，以及推測顏料成分。使用拉曼光譜分析甲骨所塗顏料，不僅具有技術上的可行性，更在相關研究上具有突破性。近年，我們系統性整理史語所藏殷墟甲骨上的塗色現象，由本所文物維護實驗室採用拉曼光譜進行分析。

實驗採用美國 Horiba Jobin Yvon 所出產 iHR320 拉曼光譜儀，採用共焦型—夾縫空間率波法，搭配 Olympus LMPLFLN 50x/0.50 物鏡或 PLL 80x/0.80 物鏡及 CCD 感光元件（1024×256 pixels）偵測儀，搭配 632.8nm 雷射光源約 17mW，物鏡下有效雷射能量約在 1.29-0.11mW 之間，將甲骨直接置於物鏡下進行顯微拉曼分析。此種無損分析方法，不須取樣或事前制樣作業，可針對甲骨刻辭塗色殘留區域進行分析。每件樣本分析前，須以單矽晶片校正光譜。進入分析過程後，先以 10x 物鏡觀察顏料殘留集中區域、避開纖維或汙染物干擾，再以 50x 或 80x 物鏡獲取圖譜分析位置，至少採集 1-5 次拉曼圖譜。條件設定如下：夾縫寬度（front entrance）約 100-400μm、光柵（grating）設定值為 1800 grooves/mm、曝光時間（Exposition）為 2-20 秒（sec）、掃描（Accumulation）次數皆為 1 次，可偵測波長範圍（wavenumber）為 100-4000cm-1。

綜上所述，透過非侵入式的拉曼光譜對甲骨所塗顏料進行成分鑑定，不但不必對甲骨進行任何化學前置處理作業，對甲骨刻槽中大小僅數微米的顏料顆粒，亦能借助顯微鏡，精準、迅速地獲得散射光譜。截至 2021 年，我們已檢測了史語所藏甲骨 48 片，並將所得結果與數據庫對照，確認甲骨所塗顏料的化學成分。^[9]

史語所藏甲骨上的色彩與顏料

本文精選史語所藏甲骨中，肉眼辨識色彩鮮明、具代表性，且經拉曼光譜分析證實，含括硃砂、赤鐵礦、碳黑、針鐵礦等不同顏料成分的 4 片甲骨，針對其形制、塗色分布、塗色刻辭內容，以及實驗分析顏料所得成果，逐片進行介紹。

由於下文將介紹甲骨上的塗色分布，在此先介紹龜腹甲的部位，以便讀者對照文字敘述與甲骨彩照，找到拉曼分析的刻辭位置。我們採用陳夢家《殷墟卜辭綜述》所繪龜腹甲線圖，^[10] 並於其上標示不同部位名稱（圖 1）。以下，針對本文所選 4 片甲骨，逐一進行介紹。

一、R041287（碳黑）

此版為一龜腹甲殘片，左右甲橋、下半部皆殘泐，表面有多處剝蝕，下端有一裂縫；全版長 13.7 公分、寬 12.2 公分。刻辭塗色部分，正面明顯塗黑；背面除左側占辭明顯塗黑，而首甲、中甲卜辭則呈現深褐色。甲骨正面及背面塗黑的刻辭均屬於生育事類，卜問商王武丁的三后之一——婦好分娩的時間和嬰兒性別，而武丁親自觀兆，並於占辭慎重推測丁日或庚日生男，而壬戌日則生女。然而，正問的驗辭「三旬又一日，甲寅娩；不嘉，惟女。」一段，記錄婦好是在 31 天後的甲寅日生出女嬰，生女不嘉，可見商人對於生男有所期待。^[11] 我們透過拉曼光譜分析本段驗辭中，位於正面左首甲和中甲交界處「甲」字（圖 2-1 A），發現其拉曼特徵峰值為 1365.8、1585.3 cm^-1（圖 2-1），為含碳黑顏料的特徵（圖 2-2），故判斷此處塗黑為碳黑。

圖 2-1　R041287 碳黑拉曼分析圖譜。 　　　　A. R041287 正面分析位置。B. 圖 A 紅點區 10x 物鏡下顯微照片。 　　　　C. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。

圖 2-2　碳黑顏料樣品拉曼圖譜，拉曼特徵峰值為 1329.7、1581.1cm-1， 　　　　參考標準樣為 Kremer47710-碳黑色粉。

二、R044327（硃砂）

此版為一龜腹甲殘片，甲橋及下半部多有殘泐，長 23.8 公分、寬 20.7 公分。刻辭塗色部分，正面從中甲以降，前甲與後甲部位皆塗紅；正面首甲兆序和背面首甲刻辭同為塗黑，應是同組。塗紅之刻辭皆屬於建築事類，記錄貞人「爭」於壬子日及次日癸丑，卜問上帝是否順祐興築城邑一事，占卜次數高達 35 次；癸丑日亦卜問上帝是否順祐商人遷入此邑，高達 20 次；可見商人對此次「作邑」、「宅邑」之重視。「癸丑卜，爭貞：帝弗若？」一段屬於「宅邑」正反對貞的反問，位於左前、後甲交界，左後甲殘泐之處。我們透過拉曼光譜分析其中橫跨齒紋的「貞」字（圖 3A），發現其拉曼特徵峰值為 200.6、252.8、342.5cm^-1，為硃砂（硫化汞）的特徵峰，故判斷此處塗朱為硃砂（圖 3）。

圖3　R044327硃砂拉曼分析圖譜。比對樣本為Kremer-10620硃砂色粉。 　　　A. R044327拉曼分析位置。B. 紅點區10x物鏡下顯微照片。C. 紅點區50x物鏡下顯微照片。

三、R044358（硃砂、碳黑）

此版為一龜腹甲殘片，下半部殘泐，長 17.5 公分、寬 13.4 公分。刻辭塗色部分，首甲正面、自右向左的刻辭，與位於首甲、中甲背面的驗辭，皆為塗紅；位於左前甲正面邊緣的命辭，與位於左前甲背面邊緣的驗辭，皆為黑色；甲骨背面，中甲下方的卜辭為黑褐色；左右甲橋正面皆為黑褐色。刻辭屬於祭祀、氣象事類；正面塗朱大字的部分，卜問乙巳日酒祭下乙（祖乙），商王判斷該祭恐有禍害，應鑿牲祭祖以避禍。驗辭「乙巳酒，明雨，伐；既雨，咸伐，亦雨。卯鳥星」一段，講述乙巳日天亮時正在下雨，進行酒祭、伐牲一人；酒祭進行時，雨停，酒祭結束後，繼續下雨。當天亦兼用、卯兩種殺牲法祭拜鳥星。我們透過拉曼光譜分析位於正面中甲左半部的「既」字（圖 4-1 A），發現其拉曼特徵峰值為 200.8、254.3、343.4cm^-1，為硃砂（硫化汞）的特徵峰，故判斷此處塗朱為硃砂。位於背面中甲左半部的「戠」字塗朱，亦有相同的特徵峰（圖 4-1 C），顯示此版甲骨正背面大字塗紅均為硃砂（圖 4-1）。

圖 4-1　R044358 硃砂拉曼分析圖譜。比對樣本為 kermer-10620 硃砂色粉。 　　　　A. R044358 正面分析位置。B. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。 　　　　C. R044358 背面分析位置。D. 圖 C 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。

另外，我們亦分析位於背面左首甲、左前甲的刻辭「九日，甲寅，不酒，雨」，此段驗辭為正面命辭「丙午卜，爭貞：來甲寅，酒大甲」的驗辭，講述於丙午日貞問後九天，即甲寅日，並未酒祭大甲，當天即下了大雨。我們透過拉曼光譜分析其中位於左首甲的「酒」字（圖 4-2 A），發現其拉曼特徵峰值為 1376.7、1580.9 cm^-1，屬於含碳物質的頻帶，故判斷此處塗黑為碳黑（圖 4-2）。

圖4-2　R044358 碳黑拉曼光譜分析。 　　　　A. R044358 分析位置。B. 圖 A 紅點區 10x 物鏡下顯微照片。 　　　　C. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。

 四、R044852（針鐵礦、碳黑、赤鐵礦）

此版為一完整龜腹甲，長 20.3 公分、寬 11.7 公分。刻辭塗色部分，正面首甲和左右甲橋上半部以塗黑為主，僅有卜辭「貞」等個別字塗紅；前後甲所刻卜辭以褐色為主，僅卜辭末「年」字塗黃；背面左右前甲到後甲的卜辭和占辭，以及左右尾甲的卜辭，皆塗黑，有些呈現黑褐色。整版刻辭有官吏和農業等事類，而褐色為主，部分塗黃之卜辭屬農業事類。我們分析位於正面左前甲的「丙子卜，韋貞：我不其受年？」，貞人「韋」於丙子日卜問今年是否豐收，此段為該正反對貞的反問。我們透過拉曼光譜分析「年」字黃色筆畫處（圖 5-1 A），發現其拉曼特徵峰值為 300.6、387.3、471.3、547.2、1086.6，與針鐵礦（Goethite，α-FeOOH）的拉曼特徵峰值（299.3、355.1、386.5、551.8、1303.0 cm-1）相近，故判斷此處塗黃為黃色針鐵礦，主要成分為氧化鐵，是常見的天然礦物顏料之一，又稱土黃（Yellow ochre）（圖5-1）。

圖5-1　R044852 針鐵礦拉曼分析圖譜。 　　　　A. R044852 拉曼分析位置。B. 圖 A 紅點區 10x 物鏡下顯微照片。 　　　　C. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。

另外，我們亦分析了位於正面左尾甲的刻辭「貞：王其有曰多尹，若？」，此段貞問：商王說過多位尹官，是否吉利順若？我們透過拉曼光譜分析「若」字（圖 5-2 A），發現其拉曼特徵峰值為 227.4、297.9、411.7、1322.4 cm^-1，與赤鐵礦（Hematite，α-Fe ₂O₃）的拉曼特徵峰值（228.25、294.75、299.5、 413.5、1318.37 cm^-1）相近，故判斷此處塗朱為赤鐵礦（圖 5-2）。

圖5-2　R044852 赤鐵礦拉曼分析圖譜。 　　　　A. R044852 塗珠分析位置。B. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。 　　　　C. 圖 A 紅點區 80x 物鏡下顯微照片。

最後，我們透過拉曼光譜分析位於背面左前後甲交界、近千里路處的刻字「𡧊」（圖 5-3 A），發現其拉曼特徵峰值為 1369.6、1587.4 cm^-1，與碳黑的拉曼特徵峰值相近（圖 2-2），故判斷此處塗黑應屬於碳黑（圖 5-3）。

圖5-3　R044852 碳黑拉曼分析圖譜。 　　　　A. R044852 背面分析位置。B. 圖 A 紅點區 50x 物鏡下顯微照片。

結語與討論

綜上所述，我們以拉曼光譜分析塗色甲骨所得成果及其價值，主要有三點：

第一，顏料成分的鑑定。過去對甲骨所塗顏料成分的討論，長期停留在透過肉眼辨識進行推測，無法予以證實；以科學方法進行分析者僅有一例，但該分析技術不僅為侵入式，且缺乏效率及準確度。我們團隊透過精準且非侵入式的拉曼光譜，分析不同顏色的顏料成分，得出以下成果：紅色顏料成分為硃砂或赤鐵礦、黑色為碳黑，黃色則為針鐵礦 （見表一），從而解決學界長期懸而未決的顏料定性分析問題。

第二，顏色種類的確定。過去學者對塗色甲骨進行肉眼辨識，所提出的顏色種類，主要為紅色、黑色和褐色。然而，肉眼辨識受限於個人對顏色感知和判斷標準的不同，且甲骨經多年地下埋藏，常有嚴重褪色現象，故肉眼辨識建立的顏色分類，缺乏客觀、準確的科學基礎。透過拉曼光譜分析所得顏料材質，我們得以證實在紅、黑、褐三色之外，必須加上黃色。關於褐色的來源，過去學者多認為其為紅色顏料褪色的結果；然而，經拉曼光譜檢測，我們發現其為黑色顏料褪色的例子更多。除此之外，我們亦發現部分褐色有其獨立的顏料來源，但仍無法確定其成分為何。儘管如此，透過拉曼光譜分析，我們得以建立具有科學分析基礎的顏色分類。  

第三，提供進一步研究甲骨塗色功能及意義的科學基礎及可能性。過去學者基於肉眼辨識建立的顏色分類，認為甲骨塗色的功能及意義，可能有美觀、區分和宗教等。然而，該顏色分類缺乏客觀性及準確性。我們透過拉曼光譜分析成果建立的顏色分類，不僅為學者提供客觀且準確的科學基礎，更增加了新的顏色種類，提供進一步研究塗色功能及其意義的可能性。

值得注意的是，本文所選四片甲骨中，內容相同的正反對貞或選貞卜辭（前辭、命辭、占辭及驗辭），即同組卜辭，所塗顏色大抵相同。R041287 正面卜辭與背面占辭，同為卜問婦好生育之事，且皆塗黑。R044327 正面大字卜辭，卜問興建、遷入城邑之事，左右正反對貞，且皆塗紅。R044358 的刻辭皆為祭祀、氣象事類，正、背面的同組卜辭，皆塗同色，分別為塗紅、黑。R044852 所刻對貞卜辭皆塗同色；其中，正面大字卜辭，卜問當年豐收與否之事，左右正反對貞，皆為褐色、僅尾字為黃色，且兆序多塗有黃色。同組卜辭塗色一致的現象，原因值得學者進一步研究。

綜上所述，透過拉曼光譜分析甲骨塗色現象，我們得以鑑定顏料成分、確定顏色種類，從而解決學界長期懸而未決的顏料定性分析問題，並建立客觀、準確的顏色分類，提供學者進一步討論甲骨塗色之功能及意義的可能性。本文透過精選具代表性的 4 片塗色甲骨，介紹其形制、塗色分布、刻辭內容，以及拉曼光譜對顏料成分的分析結果，將史語所具代表性的藏品，以及相關最新研究成果呈現於本文，以饗讀者。期能拋磚引玉，未來繼續開展對殷墟甲骨塗色現象及其功能與意義的研究。

表一　本文所選甲骨之拉曼光譜儀檢測結果^*　筆者製表

	史語所典藏編號	檢測位置	檢測刻辭	甲骨文字	拉曼光譜波數cm-1	顏料
1	R041287	正面，左首甲和中甲交界處	三旬又一日，甲寅娩；不嘉，惟女。		1365.8、1585.3	碳黑
2	R044327	正面，左前、後甲交界處	癸丑卜，爭貞：帝弗若？		254.0、342.5	硃砂
3	R044358	正面，中甲左半部	乙巳酒，明雨，伐；既雨，咸伐，亦雨。卯鳥星。		200.8、254.3、343.4	硃砂
		背面，中甲左半部	乙巳夕，有戠于西。		200.3、254.5、343.9	硃砂
		背面，左首甲	九日，甲寅，不酒，雨？		1376.7、1580.9	碳黑
4	R044852	正面，左前甲	丙子卜，韋貞：我不其受年？		300.6、387.3、471.3、547.2、1086.6	針鐵礦
		正面，左尾甲	貞：王其有曰多尹，若？		227.4、297.9、411.7、1322.4	赤鐵礦
		背面，左前後甲交界、近千里路處	庚戌卜，𡧊		1369.6、1587.4	碳黑

^* 每版均檢測多個刻字，本表僅舉數例，並使用粗體、畫底線標明被檢測字。

附錄：本文所引各版甲骨之彩照

註腳

• [1] Chi Li, Anyang (Seattle: University of Washington Press, 1977), 3-157.
• [2] 羅振玉，《殷商貞卜文字考》（玉簡齋石印本，1910），頁 31；王襄，《簠室殷契徵文．考釋．第一編》（天津：天津博物院石印本，1925），頁 2；容庚、瞿潤緡，《殷契卜辭》（1933 年），收入氏著《容庚學術著作全集．第一冊》（北京：中華書局，2011），頁 171、245-246。
• [3] 董作賓，〈新獲卜辭寫本後記〉，收入《安陽發掘報告（第一期）》（臺北：中央研究院歷史語言研究所，1929；1996 年景印一版），頁 212；屈萬里，《殷虛文字甲編考釋》（臺北：聯經出版公司，1984）；張秉權，〈序〉，收入氏編著《殷虛文字丙編．上輯（一）》（臺北：中央研究院歷史語言研究所，1957），頁 3-4。
• [4] 中國社會科學院考古研究所編著，《小屯南地甲骨》上、下冊（北京：中華書局，1980、1983）。中國社會科學院考古研究所編著，《殷墟花園莊東地甲骨》（昆明：雲南人民出版社，2003），頁 1575、1683。
• [5] 林宏明，《甲骨文中的塗朱卜辭研究》（科技部補助專題研究計畫成果報告，編號：NSC 102-2410-H-004-172，未出版，2014 年 10 月 30 日），頁 4；林雅雯，〈甲骨塗辭研究：以塗朱甲骨為核心〉（臺北：國立政治大學中國文學系碩士論文，2016），頁 83。
• [6] Anton Alexander Benedetti-Pichler, “Microchemical Analysis of Pigments Used in the Fossae of Incisions of Chinese Oracle Bones,” Industrial and Engineering Chemistry 9, no. 3 (March 1937): 149-152. 同年，白瑞華（Roswell S. Britton）發表文章介紹前者的研究成果，並據此認為甲骨塗朱的顏料即為硃砂。見 Roswell S. Britton, “Oracle-Bone Color Pigments,” Harvard Journal of Asiatic Studies 2, no. 1 (March 1937): 1-3.
• [7] 郭瑞、楊麗琴、楊璐，〈拉曼光譜法在彩繪文物分析中的應用進展〉，《光散射學報》，第 25 卷第 3 期（2013 年），頁 235-242。
• [8] 馮澤陽、張衛紅、鄭穎、朱鐵權、陳建，〈2000 年以來拉曼光譜在考古中的應用〉，《光散射學報》，第 28 卷第 1 期（2016 年），頁 27-41。
• [9] 柯維盈、林百尉、劉致慧、黃銘崇、陳光宇，〈甲骨刻辭之塗色及其意義——以 YH127 坑為例〉，收入《第二十一屆中區文字學學術研討會論文集》（臺中：逢甲大學中文系，2019 年），頁 1-48；陳光宇、劉致慧、柯維盈、林百尉、黃銘崇，〈甲骨刻辭塗色的拉曼光譜分析〉，收入宋鎮豪主編，《甲骨文與殷商史》新十輯（上海：上海古籍出版社，2020），頁 458-474；陳光宇、劉致慧、何毓靈、柯維盈、黃銘崇，〈殷墟出土甲骨、文物、棺土的拉曼光譜分析〉，《古今論衡》，37 期 （2021.12），頁 73-89；Jhih-huei Liu, Weiying Ke, Ming-chorng Hwang, Kuang Yu Chen, “Micro-Raman Spectroscopy of Shang Oracle Bone Inscriptions,” Journal of Archaeological Science: Reports 37 (2021), doi:102910. Available at ScienceDirect.com: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2021.102910. Jhih-huei Liu, Yuling He, Weiying Ke, Ming-chorng Hwang, Kuang Yu Chen, “Cinnabar Use in Anyang of Bronze Age China: Study with Micro-raman Spectroscopy and X-ray Fluorescence,” Journal of Archaeological Science: Reports 43 (2022), doi:103460. Available at ScienceDirect.com: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2022.103460.
• [10] 陳夢家，《殷墟卜辭綜述》（北京：中華書局，2008），插圖一。
• [11] 本文釋文參考張秉權，《殷虛文字丙編考釋》（臺北：中央研究院歷史語言研究所，1972）；朱岐祥，《殷虛文字丙編選讀》（臺北：台灣學生書局，2021）。

本文轉載自中央研究院「研之有物」，為「中研院廣告」

• 採訪撰文｜林庭葦
• 責任編輯｜田偲妤
• 美術設計｜蔡宛潔

上古中國最常見的武器是「戈」？

說到中國的兵器，你可能會想到金庸武俠小說中的倚天劍、屠龍刀。事實上，我們熟悉的劍是從歐亞草原傳入中國。早在劍成為主流兵器前，在上古中國的戰場上，廣泛使用的兵器是青銅製的「戈」。中央研究院「研之有物」專訪院內歷史語言研究所李修平助研究員，透過研究殷墟出土的「銅三角援戈」，分析這些兵器之於墓主的意義，並解開晚商社會與區域互動的謎團。

在中央研究院歷史語言研究所的研究室裡，李修平助研究員揮舞著一把仿銅戈模型，一邊講解、一邊模擬商代士兵的作戰情形。

銅戈這類青銅器是用銅、錫、鉛為主的礦物冶煉鑄造而成，跟非金屬材料做的兵器截然不同。第一，銅戈相當鋒利，就算沒有正中敵人要害也會造成大量失血，攻擊效率極高。第二，石器要花時間打磨，但銅戈只要有夠多模具，就能大規模量產。第三，石器斷了就斷了，但銅戈就算鈍掉，磨一磨就能再用；就算爛掉，也能重鎔再製。

「銅戈彰顯了商代的軍事和科技實力，你不覺得這類兵器超猛的嗎！」李修平讚嘆古人的智慧，娓娓道來自己對銅戈與青銅器著迷的原因：

青銅器的鑄造技術就像當代的半導體，是上古中國最尖端的科技！

的確，與石器、玉器或陶器相比，青銅器的製造技術更複雜，從開採礦物、冶煉金屬，乃至鎔鑄器物，整套製程都需要高超的知識體系和工藝技術。

此外，李修平更從銅戈觀察到複雜的區域互動關係。目前，學界普遍認為「戈」是中國本土發展出的兵器，源自黃河流域，並往四周流傳。而青銅鑄造則是來自歐亞草原的外來技術，傳入中國後逐漸本土化，被用來製作各式禮、兵器，也包括銅戈。

根據目前的考古發現，在被視為「晚夏時期」的二里頭文化（西元前約 1750 至 1520 年）、「早商時期」的二里岡文化（西元前約 1510 至 1300 年）就已出土少量的銅戈。到了中、晚商時期，銅戈不僅大量出現於黃河中游的小屯文化（包括「花園莊期」與「殷墟文化」，西元前約 1320 至 1050 年），更散布於上古中國境內各地。不同地區銅戈的形制變化與出土脈絡，成為考古學家研究上古中國區域互動的重要材料。

考古學家如何還原文物身世？

在殷商時期，銅戈已是中國廣為使用的兵器，一支銅戈基本上具備：青銅製的「戈頭」、固定戈頭並可手執的「柲」、柲上端的「冒」，與柲下端的「鐏」。

戈頭又可大致分為用來攻擊的「援」、支撐柲的「內」（常見的造型有直內、曲內、管銎），以及位於兩部位銜接處的「闌」（分為上闌、側闌、下闌）。

為了讓戈頭在作戰時不會從柲上脫落，會在「援」或「內」上設計稱為「穿」的孔洞，可穿繩將戈頭和柲綁在一起。後來更出現了合瓦形的「管銎」，是形狀如兩塊瓦片圍成的孔洞，可讓柲直接穿過戈頭固定。

在形態各異的銅戈中，李修平注意到一種形狀特殊、數量稀少的「銅三角援戈」。與一般銅戈相比，銅三角援戈的主要特徵為：援呈三角形、援末有長方形穿、無上下闌。

銅三角援戈不僅造型特殊，更令人矚目的是，學者對於銅三角援戈的起源意見紛陳，目前至少包括「漢中盆地說」、「中原說」、「漢水流域說」與「涇渭三角地帶說」等不同說法。這也連帶影響其背後所反映的不同區域互動關係，形成眾說紛紜的局面。

根據目前的考古證據，在距今 3000 多年前的商代，銅三角援戈已見於上古中國各地，包括今日黃河流域的河南、河北、山東、山西、陝西，與長江流域的湖北、湖南與陝西南部等地。此外，殷墟所在的河南省安陽市，則出土近 20 件銅三角援戈。

為了藉由銅三角援戈此一個案，進一步探索商代複雜的區域互動關係，李修平首先分析史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈。當中有 2 件「直內三角援戈」和 1 件「曲內管銎三角援戈」發現於洹河以西的小屯東北地（即一般所謂的「宮殿區」）。另有 1 件「直內三角援戈」發現於洹河以東的大司空村。

研究的起點，就得先從殷墟的地理位置，與文物的出土脈絡說起。

殷墟是商代晚期的王都遺址，其歷史可追溯至距今 3000 多年前，位於今日中國河南省安陽市的洹河流域，佔地廣袤，遍布大大小小的遺址。

史語所自 1928 至 1937 年間，陸續在殷墟進行 15 次考古發掘，在當年是首次由官方學術單位，在單一遺址中，進行長時間、大規模、系統性的考古發掘工作，奠定了中國考古學往後 90 餘年的發展。

為了尋找中國最早的文字──甲骨文，經過多年調查，史語所的考古學家前往安陽市西北部的小屯村，進行田野考古工作。由於小屯村以北發現大量的夯土台基，顯示此處曾是商代晚期的宮殿和宗廟的所在地，因而稱之為「小屯宮殿區」。此外，更在小屯宮殿區的西北方、洹河以北的侯家莊以北，發現了「西北岡王陵區」。

考古學家藉由解讀出土於殷墟的甲骨文，證實了歷史文獻上殷商王朝的存在。墓葬中更找到各式青銅製的禮、兵器，與《左傳》「國之大事，在祀與戎」的記載相符。毫無疑問，在不晚於殷商時期，「祭祀」和「戰爭」就是一個國家立足的根本。

在殷墟發掘的文物，皆有賴考古學家就其出土「脈絡」，還原身世背景。

除了觀察文物本身的形制、材質、刻紋等外在特徵之外，文物出土的地層、在遺址中的位置、周圍的其他遺存等，都是協助考古學家研究古人思想行為的關鍵。

李修平舉例，一件銅器在遺址的不同地方被發掘，可能暗示它所處的不同生命週期。例如在作坊附近發掘，可能是半成品或廢料；在居住區發掘，可能是使用中的物品；在垃圾坑發掘，可能是毀棄品；在墓葬中發掘，則可能是陪葬品。

從墓葬風格推算墓主身份地位？從戈的形狀看出區域互動可能性？

史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈，有 3 件出自墓葬、1 件出自水井。首先，李修平從墓葬所在的位置、墓室的規模、陪葬品數量，以及是否有殉葬者，推測墓主的身分，與文物對墓主的個人意義。

舉例來說，直內三角援戈 R002108、R002109 皆出自小屯宮殿區的墓葬（這兩座墓葬的年代，均埋於「小屯宮殿區」形成之前）。雖然這兩把銅戈都做工精美、鋒利依舊，但出土墓葬的「排場」卻有所落差。

R002108 出自墓葬 M232，規模頗大，不但有殉葬者，還有眾多銅、石兵器，暗示墓主的身分地位與眾不同，生前可能有指揮作戰的能力。R002109 則出自墓葬 M270，規模較小、陪葬品也少，推測墓主在當地社群大概屬低階貴族。

李修平指出，上述兩件「直內三角援戈」雖然都出自墓葬，但這兩件兵器對於它們的擁有者來說，意義可能大不相同。

對墓葬 M270 墓主來說，R002109 是他為數不多的陪葬品中相對珍貴的器物。反觀墓葬 M232 墓主，不只陪葬品豐富，胸前還放了一把比 R002108 更精美、鑲有綠松石的曲內銅戈。此外，就陪葬品放置的位置來看，M232 墓主可能重視鑲嵌綠松石銅戈，更勝於 R002108。

此外，李修平也透過分析出土脈絡，為大司空村發掘的「直內三角援戈」R015552 拼湊出不同身世。

R015552 的前鋒圓鈍、內上沒有可穿繩的孔洞，作戰時戈頭容易與握柄分離。因此，李修平推測，這把銅戈可能不是實用兵器，而是作為儀杖或有其他用途。

此外，R015552 所在的墓葬位於殷墟的「東部工業區」，該地已發現生產各式骨器、陶器的作坊，或許也鑄造銅器，而此墓葬的位置正好位於骨器作坊的範圍。

因此，墓主的身分地位和所屬社群，可能與小屯宮殿區的政治菁英較遠，而與大司空村南地的工匠社群較近。

另一方面，李修平也從造型特殊的「曲內管銎三角援戈」R002130，觀察到區域互動的可能性。

R002130 的出土地點特殊，位於小屯宮殿區北部的一處水井內。這座水井出土的考古遺存數量豐富、材質多元，包括占卜用的甲骨、銅渣（代表附近可能有鑄銅活動），以及至少 21 件青銅兵器與工具。李修平推測，這些青銅器物的擁有者可能是生活或服務於小屯宮殿區的人員。

為什麼說「曲內管銎三角援戈」反映出區域互動的可能性呢？

首先，在二里頭文化時期至小屯文化時期，中原地區（黃河中下游、今日中國河南省一帶）出土的銅戈，其援部大多呈長條形，外觀呈現三角形者相對較少。如前所述，援部呈三角形的銅戈，究竟源於何地，仍有進一步討論的空間。

此外，能插入握柄的管銎設計，是北方式青銅器的特色，殷墟雖然有出土管銎銅戈，但數量遠不及無管銎設計的銅戈。

最後，曲內設計是中原地區銅戈常見的造型，最早見於二里頭文化時期，但融合「三角形援」和「曲內」這兩種設計的銅戈卻非常罕見。

李修平認為，「曲內管銎三角援戈」展現了各地物質文化元素在晚商王都交融的現象，也體現了商代工匠勇於實驗各種創新的銅戈設計，致力打造出能讓戈頭和握柄緊密結合的完美兵器。

「研究史語所收藏的殷墟出土銅三角援戈，只是研究的起點。」李修平表示：「直到今日，殷墟的考古工作已持續進行約 100 年，不僅累積龐大的材料，更發現種類豐富的『舶來品』。此外，在上古中國境內各地，也陸續發現五花八門的外來遺存。換句話說，運用脈絡比較分析法來研究上古中國的區域互動，其實才正要起步。」

跳脫「華夏中心史觀」！區域互動有多複雜？

「區域互動」的研究看似有很多材料可做，但李修平坦言，如果單純相信眼前的證據，很可能會誤入陷阱。

舉例來說，假設 3000 年後，外星人來到地球考古，發現臺灣是全世界晶片製造廠最密集的地方，他們可能會以為臺灣是半導體的發源地，但其實真正的發源地在美國。光是當代社會的物質文化都能推敲出多種可能，要推斷 3000 年前殷墟文物背後的區域互動關係，就更加困難。

李修平進一步指出，在中國考古學的研究中，當墓葬中出土了外來遺存，經常採用較籠統的說法。例如，某地「影響」了某地，又或者兩地之間存在某種「關係」，但詳細原因無法具體說明。特別是進入了夏、商、周時期，「華夏中心史觀」成為詮釋區域互動的基本預設。

其中一個例子，就是被學界視為夏朝晚期的二里頭文化與周邊地區的關係：一般認為，二里頭的物質文化就像太陽般輻射四方，只要在周遭地區看到類似的物質文化，很可能就是受到二里頭的「影響」。

「但這樣的論述其實有待商榷。」李修平點出爭議：「只因為看到這邊出土的陶器跟二里頭的陶器類似，就能斷定它被二里頭「影響」嗎？物質文化流傳的動力，是文化？是政治？是經濟？還是偶然的巧合？又或者是其它多重、複雜的因素？」

有關區域之間的「互動關係」，其內涵充滿各種可能性，諸如交換、模仿、貿易、移民、戰爭或殖民等原因，真相並沒有那麼單純。

因此，自 2020 年接手史語所安陽工作室以來，李修平就試圖跳脫「華夏中心史觀」，將上古中國的區域互動關係進行更細緻的梳理。

然而，研究過程並不容易，因為做研究必須跟著材料走，而不是跟著既有的、主流的論述走。如果有新的材料出土，就要接受已有的認識很可能被挑戰、甚至推翻的可能性。

「現代社會都這麼複雜了，古代社會也有它複雜的一面。」李修平望著眼前正在進行的研究，僅管還有許多難題未解，卻擋不住他躍躍欲試的心情。

「新的考古材料持續出土，不斷更新我們對古代世界的認識。儘管如此，考古學家仍要竭澤而漁，盡力蒐羅所有材料，試圖在相對穩固的基礎上，還原古代社會的複雜性，並提出比較合理的解釋。這是我做研究的基本態度。」

人類最早在什麼時候用火？這個問題非常難以回答。經過很久很久以後，火燒的痕跡不見得還會留下，分辨天然起火或人為生火也不容易。2022 年發表的兩篇論文採用不同分析辦法，判斷約 80 萬年前的以色列人已知用火。

🔥沒有痕跡，也能得知曾經炙熱

常理想來，物品被火燒過的痕跡應該很明顯。但是考古學、古人類學研究的對象距今幾千年起跳，甚至超過一百萬年，那麼久以前的火燒如今還能被分辨嗎？最近問世的兩項研究，順利突破此一難題。

一項研究採用的方法是「拉曼光譜」（Raman spectroscopy）。最最最基礎的原理是，材料被火高溫加熱過後，內部分子層級的排列會發生改變，即使外觀完全沒有變化，也有機會透過拉曼光譜分辨。

拉曼光譜考察的材料來自以色列的 Evron 採石場遺址，這兒出土一批石器與動物骨頭，估計年代為距今 80 到 100 萬年前。光看外觀，毫無被火燒過的跡象，但是分析後得知，有些燧石製作的石器曾經被加熱到超過 400 度，遺址中其他石頭卻沒有。動物骨頭方面，有一件象牙被加熱過。

遺址內沒有或有被火燒過的樣本，顏色、大小、形狀都沒有任何差異。按照以前的分析方法，我們會誤以為該群古早人不曾與火打過交道，這兒拉曼光譜的價值顯而易見。

這篇論文的作者認為，以色列距今 80 到 100 萬年前的古早人已經懂得用火，他們有能力控制火源，長期小規模燃燒。更重要的是，這項研究證實，即使遺址乍看缺乏用火的痕跡，也可能只是舊的分析辦法看不出來，實際上用火未必那麼罕見。

• 延伸閱讀：短篇 拉曼光譜：沒有火燒痕跡，但是已知用火？

🔥已知用火，不過做什麼用？

然而，當時的人類真的已經有意識控火，也就是已知用火嗎？光看這項研究的證據，其實有些疑慮。用火有目的，遺址環境是開放的空地，生火可能有煮食、取暖、威嚇掠食者等意圖，最容易判斷的應該是煮食。

被人類放在火上燒的動物性食物，骨頭應該也被加熱過，可是這項研究分析的動物骨頭卻只有一件象牙被火燒過，而象牙並非食物。除非是被加熱的動物骨頭沒有保留至今，否則實在難以想像，已知用火的古人類不會順便烹飪。

也許有讀者好奇，石頭不能吃，石器為什麼會被火燒呢？火是能改變物質狀態的能量，數萬年前的人類，有一種用火加熱修飾石器的技術；但是這種製作石器的手法相當先進，超過 80 萬年的古早人應該還沒這麼機智。更有可能是用過丟掉的石器（和象牙），在火堆旁順便被燒到，而非有意為之。

光是 Evron 採石場遺址的紀錄，天然起火也有機會產生一樣的結果。那個年代的古早人真的已知用火嗎？所幸幾個月後發表的另一篇論文打消我的疑慮，因為這項研究找到煮食的證據！

🔥水深火熱的鯉魚

另一篇論文的分析方法是「X光繞射」（X-ray powder diffraction，簡稱 XRD），一如拉曼光譜，它能探索加熱過後物體內部的晶格變化，估計曾經升溫到幾度。

考察材料來自以色列的 Gesher Benot Ya’aqov（簡稱 GBY）遺址，這兒古時候是 Hula 湖的湖畔，有不少古代生態的記錄，出土阿舍利石器等人造物，也證實古人類曾在此生活。

GBY 遺址距今 78 萬年的地層中，出土許多魚的骨頭，超過 4.3 萬件，約有 4 萬件可以歸類，大部分屬於鯉科（carp，學名 Cyprinidae）、塘虱（catfish，學名 Clariidae)、慈鯛科（Tilapiini，學名 Cichlidae），都是淡水魚。

死魚骨頭不見得是人為造成，也可能是自然死亡沉積所致。另一處 Kinneret 古湖遺址也出土很多魚骨，兩處的化石組成卻截然不同。Kinneret 超過 99% 是魚骨，GBY 遺址則有超過 95% 是咽頭齒（pharyngeal teeth）。

GBY 遺址出土的魚類遺骸，不只部位和天然遺存不一樣，也大量出現 2 種鯉魚：Luciobarbus longiceps 以及 Carasobarbus canis，都是口味適合人類食用的款式。由此推論，至少一些魚牙化石來自人類吃剩的大餐。

研究者先用現代魚牙測試，紀錄不同溫度燒過後，珐瑯質的晶格改變。接著再分析化石牙齒，對照估計化石當年經歷過多高的溫度。

結果判斷有些魚牙曾經被火燒過，多數未滿 500 度；這差不多就是露天生火的正常溫度，也足以將魚煮熟。由此推論，78 萬年前的以色列人或許已經配備火塘，會捕魚再煮熟來吃。

🔥認識人類用火歷史的新方向

和稍早問世的論文一同考慮，僅管 78 萬年前的火烤魚稍遲一些，卻強烈佐證早於 80 萬年前的以色列人已知用火，因為用火煮魚顯然是有意識的控火行為，假設同一地區更早幾萬年的人群也具備類似技能，十分合理。最早生火煮食的年代，想來不只 78 萬年。

如今智人獨存，過往「人類」則有許多成員，距今 78 到 100 萬年前，已知用火的以色列古早人是什麼人呢？這題缺乏直接證據。可能是直立人，也可能是很初期的海德堡人（或波多人）。直立人起源於 200 萬年前的非洲，後來分佈廣泛又十分多變，海德堡人算是直立人的衍生型號；如果真是直立人已知用火，那麼可謂是機智的直立人。

• 舊化石重新定義，古人類新物種：Homo bodoensis 波多人

何時已知用火依然是不容易回答的問題，根據現有資訊，距今 40 萬年前過後用火變得普及，距離遙遠的許多遺址，相對短期內出現用火的紀錄，有學者懷疑涉及文化與知識的傳播。

然而，新研究告訴我們，生火不見得會留下痕跡，也許早於 40 萬年前已有不少地方的人懂得用火，可是缺乏紀錄。還有可能 40 萬年內使用火源的人類，比已知還要更多。不論如何，2022 年發表的兩篇論文，預示了新的探討方向。

延伸閱讀

• 早在 80 萬年前就已知用火？科學家用 AI 找到超古老人類用火證據！
• 短篇 奧杜維峽谷170萬年前有溫泉
• 短篇 南非20萬年前，生火淨化，以灰驅蟲，用草鋪床
• 短篇 南非17萬年前，悶燒「非洲馬鈴薯」小金梅草根莖
• 短篇  良渚文化4300年前，東亞最早焚燒玉器儀式
• 東亞與西方大不同：古代人「已知用陶器」未必是新石器時代的特徵
• 她是考古學的先驅，也是劍橋大學第一位女性教授｜桃樂絲．加洛德(上)

參考資料

1. Stepka, Z., Azuri, I., Horwitz, L. K., Chazan, M., & Natalio, F. (2022). Hidden signatures of early fire at Evron Quarry (1.0 to 0.8 Mya). Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(25), e2123439119.
2. Evidence of fire use at ancient campsite in Israel
3. Artificial intelligence may have unearthed one of the world’s oldest campfires
4. Zohar, I., Alperson-Afil, N., Goren-Inbar, N., Prévost, M., Tütken, T., Sisma-Ventura, G., … & Najorka, J. (2022). Evidence for the cooking of fish 780,000 years ago at Gesher Benot Ya’aqov, Israel. Nature Ecology & Evolution, 1-13.
5. Oldest evidence of the controlled use of fire to cook food
6. MacDonald, K., Scherjon, F., van Veen, E., Vaesen, K., & Roebroeks, W. (2021). Middle Pleistocene fire use: The first signal of widespread cultural diffusion in human evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(31), e2101108118.
7. Widespread cultural diffusion of knowledge started 400 thousand years ago

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。