古生物學家試圖鑑定化石的年代

古生物學家試圖仿效地質學家在鑑定只有幾百萬年歷史的岩石年代方面的成功。他們相信有些生物的化石可能也這麼古老。很可惜，鉀－氬時鐘對他們並沒有很大幫助！當然，化石的發現不是在火成岩裡而是在沉積岩裡；對於沉積岩來說，放射測量鑑定法通常都是不可靠的。

試舉一例說明，化石起先埋藏在厚厚的火山灰裡，火山灰後來固化，成為凝灰岩。它其實是沉積岩層，但卻由空氣中固化的火成物質所構成。若是可以鑑定的話，就會有助於探測其中所蘊藏的化石的年代。

在坦桑尼亞的奧杜維爾峽谷曾發現這樣的一個例證；該處像猿動物的化石特別惹人注意，因為發現者聲稱這些化石與人有關。他們首先在化石發現之處測量火山凝灰岩的氬，顯示的年代是175萬年。但後來在另一個合格的實驗室裡測量的結果卻減少了50萬年。最令進化論者失望的是，在化石之上和之下的凝灰岩層探測所得的年代並不是循序漸進的。有時上層所含的氬比下層為多。以地質學而論，這種情形完全不對——上層的積聚較後於下層，因此所含的氬應該較少才對。

研究者的結論是，「先前遺留的氬」破壞了所作的測量。先前形成的氬並非全部都從溶岩中沸騰消去。時鐘沒有調至零度。以前由鉀所生的氬若有千分之一在岩石於火山中溶化時遺留在岩石裡，時鐘在開始時就含有差不多100萬年的固有年代。正如一位專家說：「有些年代鑑定必然是錯誤的；如果其中有些是錯誤的，也許它們盡都錯了。」

雖然專家們認為所鑑定的這些年代可能全無意義，但奧杜維爾化石原本估計的175萬年卻繼續在鼓吹進化論的流行雜誌中受到引述。他們並沒有向外行的讀者提出警告，指出這些年代不過是猜測而已。

放射性碳時鐘

它鑑定一度活過的東西的年代。它真的能這樣行嗎？

以上所述的各種時鐘走得非常緩慢，以致在研究考古學的難題方面很少用處，或甚至全無用處。因此需要一些快得多的東西去配合人類歷史的時間範圍。放射性碳時鐘就符合了這種需要。

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實驗中首先被發現，後來又在地球的大氣層中發現。碳14放出微弱的β射線，用適當的儀器可以計算出來。碳14的半衰期僅是5700年，因此它宜於用來鑑定與人類早期歷史有關的東西。

我們討論過的其他多種放射性元素的壽命與地球的年齡比較起來相當長，因此它們在地球創造時已經存在，直至今日。但放射性碳的壽命卻比地球年齡為短，只有藉某種方法不斷生產才能存到現在。生產方法便是宇宙射線對大氣層的襲擊，把氮原子轉變成放射性碳。

這種碳以二氧化碳的形式被植物用於光合作用的過程裡，並且轉變成活細胞所含的各種有機化合物。不錯，動物以及我們人類都吃植物的纖維，因此所有生物體內都含有放射性碳，與空氣中所含的比率相同。任何生物只要活著，體內會衰變的放射性碳繼續由新鮮攝取的所補充。樹木或動物若死了，新鮮放射性碳的供應就告終止，體內放射性碳的水平遂開始下降。一塊木碳或獸骨若保全了5,700年，其中所含的放射性碳就只有活著時的一半。按照這項原則，我們若從一度活過的生物遺骸探測其中的碳14比率，就可知道它死了多久。

放射性碳的測量方法可以廣泛地應用在各種起源於有機物的物體上。有盈千累萬的樣本曾以此法鑑定其年代。它那引人入勝的多種用途從以下幾個例證可以見之：

從埃及法老蘇斯特利斯(Seostris)三世墓中陪葬船發現的木塊鑑定為公元前1670年之物。

1874年在美國加州砍下的巨大紅杉，中心木材有2905個年輪，它被鑑定在公元前760年即已存在。

死海抄卷的麻布包裹根據抄本的字體斷定為公元前第一或第二世紀之物，按其中的放射性碳則被測定為存在了1,900年。

在亞拉臘山上發現的一塊木頭，有人認為可能是屬於挪亞方舟的，但被鑑定為只是公元700年之物——它誠然是塊老木，但不是老到像洪水之前的東西。

在美國俄勒岡州火山浮岩的洞裡掘出的繩帶便鞋鑑定已存在了9,000年。

在西伯利亞冰封了數千年之久的猛獁幼象，掘出之後從牠的肉斷定是4萬年前之物。

這些年代鑑定可靠到什麼程度呢？

放射性碳時鐘的種種錯誤

放射性碳時鐘在最初實驗時似乎十分簡單和直接，但現時已有多種錯誤為人所知。1969年，專家們在瑞典的烏普沙拉召開了一次會議，討論放射性年代測量法和其他與此有關的鑑定方法。據實驗這種方法的化學家和使用計算結果的考古學家、地質學家討論所得，發現這種方法有許多弱點可使鑑定的年代變成無效，會議迄今已有17年，在補救這些弱點方面還是沒有多大成就。

令人大傷腦筋的一個難題是如何確保受試驗的樣本未經染污；染污物可能是現代的（活）碳或古代的（死）碳。例如，從老樹的心切出的一塊木可能含有活的樹液。如果樹液是用有機的溶劑（從死的石油構成）提煉出來的，便可能有微量的溶劑留在被分析的部分之內。埋藏已久的煤炭也許被活植物的小根所穿透。或者它被古老得多而不易除去的瀝青質所染污。活的貝類曾被人發現含有埋藏已久的碳酸鹽，或者所含的碳酸鹽從隱藏了數千年的海洋深處被上沖的海水浮出的。這些東西能使樣本的年代看來比真實的年代或多或少。

放射性碳鑑定年代的學說最嚴重的弱點是假定碳14在大氣中的水平從古至今都是一樣。首先，放射性碳的水平有賴於宇宙射線產生這種物質的速度。宇宙射線的強度有時相差很遠，地球磁場的改變對它影響極大。太陽的磁暴有時使宇宙射線增強千倍達數小時之久。地球磁場在以往數千年也有較強或較弱的時候。自有核爆以來，碳14在普世的水平已增加了不少。

另一方面，碳14的比例也受到空氣中穩定碳的含量所影響。大火山爆發使穩定的二氧化碳大量增加，因而稀釋了放射性碳。在上個世紀，人類使用化石燃料——特別是煤和石油——以致大氣中二氧化碳的永久含量增加到前所未有的程度。（關於這方面的詳細資料和碳14時鐘的其他不準確之處，可參閱1972年4月8日的英文《儆醒！》）

樹木年代學——從樹木年輪的增長鑑定年代

由於面對上述各種重大弱點，使用放射性碳測量法的人已轉而求助於樹木樣本以定準年代，方法是計算樹木的年輪，特別是芒松的年輪。芒松在美國西南部已活了數百年甚至數千年。這門學問稱為樹木年代學。

因此放射性碳時鐘已不再被視為可以計算絕對準確年代的工具，它只可作為衡量相對年代的工具而已。為了探測正確的年代，放射性碳鑑定的年代要受年輪計算法所糾正。放射性碳衡量的結果稱為「放射性碳鑑定年代」。藉著以樹木年輪為根據所作的曲線測量，絕對的年代就可以推斷出來。

在芒松年輪所能追溯的年代範圍內，這個方法是可靠的。但現在發生的難題是，最古老的活樹也只能追溯到公元800年。為了擴大鑑定範圍，科學家試圖從附近發現的枯木作厚、薄年輪交疊的方式來平均計算。藉著以17根落木殘幹來互相印證，他們聲稱鑑定的年代可以追溯到7,000年以上。

但年輪標準也不是全無難題的。有時科學家們不知道某根枯木究竟屬於哪個時代，那麼他們怎樣行呢？他們於是用放射性碳測量器去測度枯木的年代，以之作為指南去找到合適的位置。這使人想起兩個跛子只有一根拐杖，他們輪流使用，其中一人要靠在同伴身上一會兒，然後反過來幫助同伴站起來的故事。

我們不禁納罕，散落的枯木怎能奇跡地在露天地方保全這麼久。枯木看來會被豪雨沖走或被過路者拾起當柴來燒或作別的用途。什麼防止它腐爛或被蟲侵蝕呢？誠然，一棵活樹可能經得起時間和風雨摧殘，有時可以活到千年以上。但枯木又如何？保全到六千年之久？看來實在難以令人置信。但這便是較古老的放射性碳鑑定法以之為根據的東西。

可是，放射性碳專家和樹木年代學家們卻不理會這些疑問，並且掩飾了鴻溝和矛盾之處，雙方均對妥協表示滿意。但他們的顧客——考古學家們——又如何？考古學家未必時常對他們寄出的樣本所獲得的年代鑑定樂意接納。其中一人在烏普沙拉會議中表示意見說：

「碳14鑑定的年代若支持我們的理論，我們就把它列入本文裡。衝突的地方若不大，就把它列入注腳中。若是完全『脫節』，就把它乾脆棄掉。」

有些考古學家仍懷有這樣的感覺。對於一項被認為標明馴化動物的最早時期的放射性碳年代鑑定，一位考古學家在最近寫道：

「對於只因為放射性碳年代鑑定出自『科學』實驗室就認為立刻有用，考古學家［越來越］採取審慎態度。對於哪種方法、哪種實驗室、哪種半衰期價值和哪種測定方法最為可靠的問題越感混亂，我們考古學家就越不願一味毫無疑問地接納向我們提供的『年代鑑定』。」

但供應鑑定年代的放射化學家卻反駁說：「我們寧願處理以穩確衡量為根據的事實——而非時下流行或基於感情的考古學。」

如果科學家對於這些追溯人類古史的年代鑑定的價值意見分歧得這麼厲害，外行人對於據稱基於科學「權威」的消息報導——例如本系列文章在起頭所引述的消息——表示懷疑豈不是可以了解的嗎？

碳14的直接計算法

放射性碳鑑定法的近期發展是，不僅計算從原子衰變所發出的β射線，同時也計算小型樣本裡的所有碳14原子。這種方法在計算只有極微量的碳14遺留下來的遠古樣本時特別有用。平均來說，100萬碳14原子中每3天只有一個原子衰變。如果衡量遠古的樣本，要累積足夠數目的原子衰變去辨別放射性和宇宙線的背景是件冗長乏味的事。

可是，如果能夠現在就計算所有的碳14原子而不必等待其衰變，敏感度就可以增至百萬倍。這樣行的方法是在磁場中彎曲一束含有陽電荷的碳原子，從而把碳14從碳12中分別出來。較輕的碳12被迫進入一個較狹窄的圈子裡，較重的碳14則從裂縫進入計算器裡。

這種方法雖然比計算β射線較為複雜和昂貴，但優點是試驗所需的物質數量減少千倍。此法在鑑定罕有的古抄本和藝術品方面頗有用，因為這些東西是無法削去若干克作為樣本在試驗過程將其毀去的。現在，重量只有幾毫克的樣本也可以鑑定了。

有人建議用此法鑑定杜林的裹屍布，有些人相信這塊布是裹著耶穌屍體下葬的東西。放射性碳鑑定年代若表明該布沒有那麼古老，就能證實懷疑者認為裹屍布是個騙局的主張了。直至現時為止，杜林的大主教還不肯捐出一塊樣本去作鑑定，因為他不願切出其中一大塊。但若使用新法鑑定，一平方公分的布就足以斷定全塊布究竟是耶穌的時代抑或是中古時代之物。

無論如何，較大的難題若不獲解決，試圖擴大鑑定的年代範圍就不會有什麼意義。樣本越古老，就越難確定它是否完全不含微量的新碳。要靠測量去鑑定的東西若屬數千年以上之物，就越難知道古代大氣層所含的碳14水平。

有人研究過鑑定古跡的若干其他方法。好幾種方法與放射性有間接關係，例如鈾裂變測量法和放射性光圈測量法。