新疆烏魯木齊自然博物館里有十幾具古尸展出。最吸引人的是那具在羅布泊西部樓蘭遺址中發(fā)現(xiàn)的女尸。這位青年女子仰面平臥，全身裹著十分精致的平紋毛布。她頭戴尖型氈帽，腳穿翻毛皮制鞋，大眼睛、高鼻梁、栗色的長(zhǎng)發(fā)散披肩上，面孔十分俊秀。關(guān)于這具古尸的年齡有過(guò)一場(chǎng)有趣的爭(zhēng)論。一開(kāi)始物理學(xué)家確定這具女尸的年齡為6000歲。這立即引起歷史學(xué)家的懷疑。他們認(rèn)為古樓蘭國(guó)的歷史記載沒(méi)有那么長(zhǎng)，6 000年前也不可能有毛織物、皮制鞋和其他那些隨葬品，歷史學(xué)家認(rèn)為樓蘭女尸的年齡不會(huì)超過(guò)3 000年。

物理學(xué)家是怎么知道古尸的年齡的呢?原來(lái)，物理學(xué)家利用了一種特殊的時(shí)鐘——放射性碳14時(shí)鐘，它是考古上皮用最廣泛的一種測(cè)定年代的方法。

在地球周?chē)嬖谟钪嫔渚€(xiàn)，宇宙射線(xiàn)是來(lái)自宇宙空間的高速粒子流。粒子的能量很高，同地球大氣發(fā)生作用產(chǎn)生中子，中子再同大氣中普通氮發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生放射性同位素碳14。它的質(zhì)子數(shù)和普通碳一樣為6個(gè)，但是多兩個(gè)中子。原子是由原子核和電子組成的，原子核又是由質(zhì)子和中子組成的。同一種元素的原子核具有相等的質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子帶有正電，質(zhì)子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)子數(shù)相同的元素，中子數(shù)卻不一定相等。我們把這種質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素稱(chēng)為同位素。也就是說(shuō)它們位于元素周期表的同一個(gè)位置上，化學(xué)性質(zhì)相同，但是，原子核里的中子數(shù)不同。

碳14的氧結(jié)合形成Co₂混入大氣中，通過(guò)光合作用被植物吸收成為養(yǎng)料。由于動(dòng)物都直接或間接地依賴(lài)植物生存，最終所有生物體內(nèi)都含有碳14。生物在死亡之前身體中碳14的濃度與大氣中的碳14濃度保持著平衡。然而生物體內(nèi)大量的是碳12，碳14很少，碳12和碳14有一定的比例，同自然界中兩種碳的比例是一致的。在動(dòng)植物死亡以后，由于它們的生命結(jié)束了，就終止了與外界的物質(zhì)交換。體內(nèi)保存下來(lái)的碳12依然很穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生變化，而碳14卻要不停地放出射線(xiàn)，變?yōu)榉欠派湫缘钠胀ò?原子量14)，其半衰期為5 700年。不同的放射性同位素衰變率不同。一半原子衰變完畢所需要的時(shí)間叫這種原子的半衰期。假如一種原子的半衰期是1年，那么到1年底，1 000個(gè)原子就剩下500個(gè)了，在第二年底只剩下250個(gè)。因此只要測(cè)出標(biāo)本中碳14減少的程度，就可以推算出它死亡的年代。利用這種辦法就可以測(cè)定古物的年代。

古樓蘭女尸的年齡就是利用上述方法來(lái)確定的。難道物理學(xué)家搞錯(cuò)了嗎?

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題出在取樣上。為了保持古尸的完整，物理學(xué)家是取她的棺木測(cè)定的。古樓蘭的氣候干燥，樹(shù)木放倒后千年不朽。制作棺材用的木板是陳年老木，所以年代提前了。

為了核校，物理學(xué)家又取女尸身上的毛布測(cè)定。提供羊毛的羊的年代應(yīng)該與該女子死亡的年代相近。測(cè)量結(jié)果為2 000多年。

中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所對(duì)古尸重新進(jìn)行測(cè)定，確認(rèn)她的年齡為2 185年左右，和歷史的記載吻合。

大自然中還存在許多放射性時(shí)鐘。例如火山爆發(fā)形成的巖石中有少量鈾包藏在里面。鈾是一種放射性元素，它將穩(wěn)定地衰變，而衰變形成的鉛將沉積在原來(lái)的地點(diǎn)。巖石凝固以后時(shí)間越長(zhǎng)，沉積的鉛相對(duì)于剩下鈾的數(shù)量越多，其巖石的年代就越久。

雨水里有氫的同位素氚，氚是大氣在宇宙射線(xiàn)的作用下形成的。氚能衰變，所以測(cè)定水中氚的含量就能知道是多久以前的雨水。有趣的是，用這種辦法也可以確定陳年老酒的年代，含氚少的葡萄酒肯定是老酒，實(shí)際記載正好符合。