追寻20年的疑问

自1929年发现北京猿人头盖骨化石之后，周口店就成了世界上最有价值的早期人类遗址之一。然而对于北京猿人所处的年代，却一直众说纷纭。

最初的发现者对沉积物和头盖骨形状进行分析，当时的估计是“四五十万年左右”。第一次科学的全面测定是在上世纪70年代末，当时科学家用了不平衡铀系法、裂变径迹法、古地磁法等多种测年法。1991年，北京大学考古系年代实验室又通过用二种铀系法测定了骨化石样品。

尽管这些测定的结果有正负十几万年的差别，但都没有否定“‘北京人’生活在距今四五十万年前”的结论。

也正是从1990年代初开始，自法国留学归国的沈冠军开始了对周口店的年代研究。在这位学放射化学专业出身的科学家看来，骨骼化石并不是理想中测年的载体，因为年代信息记录在骨头里不是高保真体系，误差很大。因此他更愿意从山洞中纯净致密的钟乳石钙板中寻找答案。

1991年，沈冠军对周口店第一地点的第1-2层钙板进行阿尔法能谱铀系法测年，结果为42万年，比过去认定的提早了至少10万年。

这个实验结果让沈冠军对“北京猿人距今四五十万年”的说法产生了怀疑，“第一地点的沉积物分为17层，从第10层起，就有人类活动的遗迹。”他觉得，如果第1-2层就有40万年左右，那么“四五十万年”的数字显然是被低估了。

到上世纪90年代，一种名为“热电离质谱铀系测年法”的新方法被应用在古人类遗址的年代测定上。2001年，沈冠军与美国同行合作，用此方法测得周口店第1-2层为“距今40万年”，误差仅为1万年；同时，测得第5层钙板的年代至少为60万年。而60万年已经是质谱铀系法可以测定的极限。

“秤砣已经挪到头了。”沈冠军解释说：“到60万年的时候，质谱铀系法得出的数据，其误差已大到接近不合理的地步，没法继续往前推进。”

正当沈冠军的探索不得不止步之际，2003年，《科学》杂志刊登了美国普度大学教授达里·格兰杰的研究成果，格兰杰与古人类学家合作，利用“铝铍埋藏测年法”测定了南非一个古人类遗址的年代。

对于这一方法的原理，沈冠军解释说，当宇宙射线打到地面时，会将石英(二氧化硅)中的硅原子和氧原子打破，生成铝和铍的同位素。在地表时，这两种同位素的比值一般固定在6.8左右，当石英被埋入地下，不再受到宇宙射线“轰击”后，这两种同位素都停止生成，并开始衰变。由于衰变速度不同，两者的比例开始变化，这种变化的表观半衰期是150万年。换句话说，埋的时候比值是6.8，150万年后是3.4。

随着“加速器质谱仪”的出现，科学家们可以通过准确测定这两种同位素的含量，由此计算出石英埋入地下的时间。

“全世界只有很少几台能精确测定铝26的加速器质谱仪，来自世界各地的专家都会把样品寄到格兰杰那儿，排着长队等待测试。”沈冠军说，或许是考虑到周口店遗址的重要价值，2004年，格兰杰答应了沈冠军提出的合作要求。