Страница:
Но каким образом было открыто искусство изготовления керамики?
Любители литературных деликатесов, наверное, знакомы с английским сатириком Чарлзом Лембом. 150 лет назад он написал своеобразное эссе "Трактат о свином жарком". В нем Лемб развивал теорию, согласно которой искусство жарения мяса было открыто в седой древности маленьким китайским мальчиком Бо-бо, когда тот, играя, поджег хижину своего отца, в которой сгорели девять поросят. В этот момент ноздрей Бо-бо коснулся чудесный аромат, которого до этого ему ни разу в жизни не приходилось ощущать. Дальше - лучше. Сатира Лемба основана на предположении, что начиная с этого момента китайцы на протяжении жизни многих поколений (и это вполне логично) сжигали в своих хижинах запертых свиней, чтобы получить превосходное жаркое.
Утверждая теперь, что подлинная индейская керамика начинается с появлением процесса обжига, мы можем вообразить себе индейского Бо-бо, невинного ребенка, который точно так же во времена седой древности, играя, закатил однажды в остатки костра высушенное на солнце блюдо. Мы можем, далее, вообразить, что испугавшаяся поначалу мать затем с радостью обнаружила, что блюдо не только не испортилось, не только не раско-лолось, но стало намного тверже и гораздо удобнее в употреблении.
Аналогичные объяснения существуют и для возникновения первых орнаментов. Но только не столь гротескные. Например, сетка, сплетенная из прутьев, которая использовалась для переноски не полностью просохшей вазы, оставляла на ней отпечатки полос. Такие отпечатки затем уже по привычке наносились на такие же блюда и вазы, не требовавшие для своей переноски сетки. Но, не исключено, что первые орнаменты, открытые людьми, были те, которые они наносили на собственное тело. Раскраска и разрисовка тела были широко распространены среди индейцев, и, возможно, стремление к украшению было перенесено на предметы обихода. А богатство форм? Нет сомнения, что первоначально форма определялась назначением предмета. Но не следует забывать и стремления к игре. Человек всегда был и остается "хомо луденс" ("человеком играющим"), как его определял в одном из своих знаменитых трудов голландский историк культуры Иоганн Хуцинга8.
Следует иметь в виду, что возникновение керамики - это одно. Определение же ее значения, классификация - это совсем другое. Перед археологом встают шесть вопросов.
Где, в каком окружении и в каком слое найден тот или иной предмет?
Что представляет собой материал, и в которого он изготовлен?
Каков метод изготовления?
Каковы стиль, форма?
Какого рода орнамент?
Как обстоит дело с датировкой?
В связи с проблемами датировки в последнее время велись, особенно в Калифорнийском университете, настойчивые поиски метода, позволяющего совершенно точно определять абсолютное время изготовления любого керамического изделия или фрагмента. В результате такой метод был разработан. Это так называемый термолюминесцентный метод. Существо этого метода в том, что замеряется радиация, вызываемая повторным обжигом древней керамики, эта радиация обязана своим возникновением радиоактивности содержащихся в любой глине минералов.
В 1963 г. Е. Т. Халл - сотрудник Оксфордского университета, дал краткое описание метода. При этом он прояьил большую сдержанность в оценке значения, которое мог бы иметь этот метод. Однако в 1970 г. Халл заявил следующее: "Гончарные изделия и керамика всегда содержат определенное количество радиоактивных примесей (например, уран и торий), концентрация которых достигает нескольких частиц на миллион долей. Эти вещества выделяют в известной пропорции, зависящей от их концентрации в пробе, альфа-частицы. Если альфа-частицы минералов, вкрапленных в глину и содержащих радиоактивные примеси, будут поглощаться, это вызывает ионизацию атома: электроны освобождаются от прочных естественных связей с атомным ядром и позже под влиянием метастабильных положений высокой энергии приходят в состояние покоя. Таким образом происходит накопление энергии. При благоприятных температурах эти электроны остаются в метастабильных состояниях или ловушках. Если в определенный момент материал будет подвергнут нагреванию при достаточно высоких температурах, например при обжиге горшка, то тогда прочно удерживаемые электроны освобождаются и испускают свет.
С момента обжига, когда все ловушки были опустошены, до сегодняшнего дня шел процесс их наполнения. Он протекал соразмерно поглощению альфа-частиц материалом. Чем дальше отстоит этот момент от нашего времени, тем больше ловушек снова наполнится и тем больше будет термолюминесценция.
Чтобы таким путем установить возраст глиняного осколка, необходимо измерить:
1. Силу излучения света при нагревании пробы.
2. Альфа-радиоактивность пробы.
3. Способность пробы при искусственном облучении радиоактивным источником известной интенсивности давать термолюминесцентный эффект.
Определенная комбинация результатов измерений позволяет установить абсолютный возраст и время обжига. Можно также путем сравнения полученных данных с данными, относящимися к керамике, возраст которой точно известен, уточнить возраст пробы"9.
Однако следует помнить, что определение характера керамики не дело любителей. В 1965 г. я, отнюдь не новичок в европейской археологии, впервые попал в Северной Америке на территорию раскопок одной из древних индейских культур. Это были раскопки культуры хохокам в Снейктауне (штат Аризона), которые велись в основном Эмилем В. Хаури. Мы шагали по миллионам черепков. Хаури то здесь, то там поднимал с земли черепки размером с мелкую монету, не имевшие на своей поверхности ничего, кроме точки или оборванной линии. При этом Хаури бормотал: "Период такой-то, период такой-то, но этот намного древнее! Вот, посмотрите!" Насмешливая Энн Моррис, которая что-нибудь да сказала по любому поводу, так сообщает о сложностях идентификации керамики и своем первом "выходе в поле", состоявшемся в 1923 г.
"Это надо просто "почувствовать"! Хотя мои слова звучат совсем неубедительно, но только несколько лет спустя я вдруг почувствовала озарение. Оно было похоже на то, которое испытываешь при изучении иностранного языка, звучание которого пришлось слышать на протяжении определенного времени. Способность идентифицировать типы керамики "прорастает", словно прививка на дереве. Ночью вы еще ощущаете свою полную беспомощность. А на следующее утро вдруг чувствуете, что можете. Это искусство требует времени. Суть здесь не в точках и черточках, пятнах или линиях, форме или тоне. Это совершенно бессознательный процесс, в ходе которого все эти элементы комбинируются с трудноопределимым "нечто", значащим больше, чем слова"10.
Другой, более крупный ученый - А. О. Шепард предприняла в 1954 г. попытку кратко и наглядно изложить проблему классификации керамики. В результате появилась книга объемом 414 страниц!11
Теперь необходимо ознакомиться с двумя важнейшими вкладами, относящимися к области естественных наук, который сделала Северная Америка не только в свою собственную, но и в мировую археологию.
8. БЕГ ВРЕМЕНИ
"Мы, археологи, - отмечал в 1965 г. Фрёлих Рейни, директор Музея Пенсильванского университета, - слишком мало знаем о революционных изменениях в естественных науках, которые оказывают огромное влияние на наш мир. Я думаю, что физики в свою очередь слишком мало осознали значение исторических сил. В археологии по крайнер мере в повседневных практических исследованиях мы перешагнули границу, отделяющую естественные науки от гуманитарных. Гуманитарные и естественные науки пробуждают взаимный интерес, ведут к новому пониманию духовного содержания каждой из отраслей человеческого знания"1.
Слова Рейни относятся к 1965 г. Именно к этому времени многочисленные представители самых различных отраслей естественных наук, обладающие огромным богатством самых неожиданных идей, пришли на помощь археологии и обеспечили получение ошеломляющих результатов. Однако успехи, которые будут достигнуты в ближайшем будущем, наверняка будут носить еще более ошеломляющий характер. Сегодня в этом не приходится сомневаться.
В 1963 г. двое английских ученых предприняли первую попытку дать обзор множества естественнонаучных методов, применяемых в археологии. Дон Бразуэлл из Британского музея и Эрик Хиггс из Кембриджа назвали свой труд "Естественные науки в археологии. Исчерпывающий обзор прогресса в исследованиях". Внушительный том насчитывает 595 страниц. Он содержит 54 отдельные статьи различных авторов о множестве методов, позволяющих давать ответ на вопросы археологов с помощью всех возможностей естественных наук и современной технологии. За двадцать лет до этого такое положение даже не могло присниться ни археологу, ни ученому-естественнику.
Развитие этой новой техники идет какими быстрыми темпами, что сегодня книга на аналогичную тему содержала бы неизмеримо большее количество материалов. В 1952 г. работа Фредерика Е. Цойнера "Датирование прошлого" рассматривалась в качестве образца. Сегодня она имеет лишь исторический интерес, а увидевшее свет в 1970 г. второе издание крупного обобщающего труда Бразуэлла - Хиггса содержит на 125 страниц больше, чем первое2.
Наша книга посвящена истории североамериканской археологии. Поэтому, руководствуясь не только соображениями географического характера, мы ограничимся изложением двух методов, главным образом их ролью и значением, которые были разработаны только в Северной Америке и исключительно североамериканскими учеными. Речь идет о радиоуглеродном (его называют иначе метод С14) и дендрохронологическом (называемом также датировкой по годичным кольцам деревьев) методах датировки археологических объектов.
Наибольшую сенсацию среди всех остальных вызвал так называемый радиоуглеродный метод, открытый Уиллардом Ф. Либби из Чикагского университета и, как нам сегодня ясно, - по праву.
Либби родился в 1908 г. на одной из ферм штата Колорадо. Вначале он собирался стать инженером, затем передумал и занялся химией. В то время химию уже невозможно было представить без физики и математики. В рамках своей основной научной работы Либби все больший и больший интерес проявлял к явлению радиоактивности. В 1941-1945 гг. он принимал участие в создании атомной бомбы. Этот период своей деятельности он характеризует в общих чертах как период "исследований в военной области". После войны Либби стал профессором Чикагского университета и здесь разработал основы нового метода датировки.
Цитировать самого Либби совершенно невозможно, поскольку он дает по преимуществу чисто техническое описание. Однако Б. X. Уиллис, работавший в одной из первых радиоуглеродных лабораторий, начало которым положил Либби, а именно в лаборатории Кембриджского университета, однажды попытался кратко изложить существо метода.
"У Либби была идея о возможности использования образующегося в результате космического излучения радиоактивного углерода как ценного вспомогательного средства определения возраста археологических находок. Его натолкнуло на эту мысль то, что атомы С14 легко окислялись в двуокись углерода и без труда смешивались с содержащейся в атмосфере двуокисью углерода. Одним из следствий быстрой перегруппировки в земной атмосфере являлось равномерное распределение по всему миру углекислоты с радиоактивным углеродом. Можно было ожидать, что благодаря процессу фотосинтеза она в равном соотношении поглощалась всеми растениями. Дальше можно было предположить, что весь животный мир, зависящий прямо или косвенно от растительного мира, также должен иметь радиоактивность одинаковой степени. Таким же образом влияние космического излучения должно было проявляться и на жизни в морях. Ведь углекислота атмосферы находится в состоянии постоянного обмена - равновесия с углекислотой океана. Либби доказал, что это отношение равновесия достигается относительно быстро в сравнении с периодом полураспада С14. В момент смерти живого организма всякое накопление и всякий дальнейший обмен радиоактивным углеродом должен был бы прекратиться. Накопившийся радиоактивный углерод должен был бы тогда начать распадаться в экспоненциальной зависимости от времени"3.
Попросту говоря, речь идет о следующем. Из теории было из-вестно, что атмосфера Земли находится под длительным воздействием космических лучей. Под воздействием этих лучей в атмосфере Земли образуются нейтроны. Нейтроны вступают в реакцию с атомами азота, содержащегося, в атмосфере, при этом образуется незначительное количество (С14). Этот С14 смешивается с двуокисью углерода и достигает земной поверхности.
Теперь двуокись углерода, содержащая мельчайшие частицы С14, в процессе фотосинтеза потребляется растениями нашей планеты. Благодаря тому, что животные и люди поедают растения, С14 попадает в тело каждого животного и каждого человека.
Все это имело бы ограниченный интерес, если бы С14 не был радиоактивен. Вывод, к которому пришел Либби, состоял в том, что все органические вещества должны быть радиоактивны. Кроме того, он сделал еще один вывод - о возможности измерения этой радиоактивности. Путь к такому измерению был указан свойством радиоактивных веществ распадаться с определенной скоростью. Таким образом стало возможно установить, что через определенное время уровень радиоактивности определенного материала сокращался ровно наполовину, еще через один такой же период - на четверть и так далее. Это называется периодом полураспада. У С14 он, как считалось поначалу, составляет 5568 лет.
Важно, что уровень поглощения С14 растениями остается постоянным на всем протяжении жизни растения, а его количество сохраняется неизменным благодаря постоянным новым поступлениям. В момент смерти растения (либо животного, либо человека, до этого потреблявших растения в пищу) начинается распад. Поскольку с помощью счетчика Гейгера можно точно измерить количество С14, то становится возможным установить возраст умершего живого существа (не продолжительность его жизни, а время, прошедшее с момента смерти) и таким образом - исторический возраст любой органической ткани.
Либби опубликовал это открытие в 1947 г. Публикации предшествовали многочисленные исследования огромного количества органических тканей. Неприятное на первый взгляд сознание того, что мы сами радиоактивны, что радиоактивны молоко, которое мы пьем, съедаемые нами мясо, салат и другие продукты, стол, за которым мы сидим, кровать, в которой спим (а сегодня каждый школьник знает, насколько опасным является радиоактивное излучение), не должно нас пугать, ибо их радиоактивность ничтожно мала.
Поэтому главной проблемой для Либби являлась разработка сверхчувствительного метода измерений. Согласно теоретическим расчетам, дерево, срубленное, например, 5568 лет назад, должно было вызывать в счетчике Гейгера наполовину меньше щелчков, чем только что срубленное. Это предположение подтверждалось как в основе верное практикой измерений, ибо Либби удалось в невероятно короткий срок сконструировать необходимые для этих целей точные и даже сверхточные измерительные приборы.
И вот исследователи прошлого впервые услышали, что наконец открыт метод, позволявший чисто естественнонаучным путем устанавливать возраст предметов, точная датировка которых с помощью известных средств была невозможна. Редко случается, чтобы столь различные науки так быстро нашли друг друга, как в данном случае. Причина здесь состояла не только в глубокой заинтересованности археологов. Огромное значение имело то, что Либби сразу же оценил исключительные возможности, которые давала ему наука о древностях для доказательства правильности проделанных анализов. Он должен был просто опробовать свой метод на предметах, глубокая древность которых была установлена совершенно точно. Для этого больше всего подходил Древний Египет. Именно здесь археологам и историкам на основе письменных источников и астрономических данных удалось составить хронологию, указывавшую даты с точностью до десятилетий.
9 января 1948 г. состоялось первое заседание представителей различных отраслей науки. А вслед за этим в феврале того же года Американская антропологическая ассоциация создала рабочую комиссию, которая должна была определить возможность применения метода Либби в археологии. Председателем стал Фредерик Джонсон из Фонда Пибоди в Андовере. Кроме того, в комиссию вошли Фрёлих Рейни из Музея Пенсильванского университета, Дональд Колье из Чикагского музея и позже - геолог Ричард 'Фостер Флинт из Йельского университета. Затем они подобрали себе сотрудников, профессиональная компетентность которых не вызывала сомнений.
Теперь в лабораторию доктора Либби со всего света начал поступать поток материалов, составивших совершенно необычную для технических лабораторий коллекцию. Рабочее помещение Либби вскоре стало напоминать кунсткамеру. Там находились кусочки египетских мумий времен Древнего царства, древесный уголь костров, у которых грелись доисторические люди, зуб вымершего в конце ледникового периода мамонта, сандалия из индейского погребения, открытого в штате Огайо, кусочек доски от погребальной ладьи одного из фараонов, наполовину обуглившаяся кость с торчащим наконечником стрелы, кусочек балки, когда-то поддерживавшей крышу одного из хеттских храмов. Более половины проб, которые Либби исследовал в первый период работы, были американского происхождения, точнее говоря, 109 из 216. И это не удивительно, поскольку в первую очередь американские коллеги осаждали Либби просьбами помочь в датировке, над которой они годами безуспешно бились, погрязая в бесполезных спорах. Так обстояло, например, дело с датировкой самых ранних следов человека, найденных на Американском континенте, главным образом так называемых фолсомских людей, о которых мы еще услышим в этой книге.
Однако первые подтверждения теории Либби принесли пробы, поступавшие из района Средиземноморья. Первым он исследовал кусочек акации от балки, обнаруженной в гробнице египетского фараона Джосера. Археологи относили время царствования этого фараона к периоду около 2700 г. до н. э. Согласно результатам, полученным Либби, он царствовал намного раньше 2000 г. до н. э. Это был не очень хороший результат. Лучшие результаты дало исследование доски от погребальной ладьи фараона Сесостриса. Здесь ошибка составила всего лишь 4,5%.
Затем произошло событие, которое, казалось, нанесло сокрушительный удар методу Либби, но завершилось его величайшим триумфом. Крупный американский археолог Джеймс Н. Брэстед, основатель и первый директор всемирно известного Восточного института Чикагского университета, Брэстед, авторитет своего времени в области египтологии, направил Либби доски от саркофага одного из фараонов, сообщив при этом, что они должны быть очень древними. Согласно масштабам, принятым египтологами, это могло означать тысячелетия. Исследования Либби показали, что доски были свежими! Что же соответствовало истине: выводы физика или авторитетное слово специалиста? Брэстед, не будучи упрямцем, вновь обследовал саркофаг. На этот раз он сделал это очень тщательно. И обнаружил, что он, великий знаток, стал обладателем современной подделки4.
Для Либби это явилось ни с чем не сравнимым триумфом. Тем не менее небольшие ошибки имели место. Так не могло продолжаться бесконечно долго. Некоторые археологи начали доверительно высказывать мнение, что, возможно, была проявлена излишняя поспешность, когда на новый метод стали возлагать слишком большие надежды. Сам Либби способствовал такому мнению, поскольку с самого начала заявил, что в его измерениях постоянно существовала неточность, составлявшая в среднем около 10%. Поэтому он постарался устранить ее, введя поправочный коэффициент со знаком плюс или минус. В соответствии с этим указывалось, например, что данному дереву 2000 лет +- 100 или +- 200 лет. С этим фактором можно было не считаться, ибо при датировке доисторических объектов, где речь шла о тысячелетиях, возможность твердо установить столетие была большим шагом вперед. Теперь Либби знал, что он находится на верном пути. Задача состояла главным образом в том, чтобы усовершенствовать аппаратуру.
Когда сегодня входишь в радиоуглеродную лабораторию (сейчас в мире насчитывается несколько десятков таких лабораторий), создается впечатление, что ты попал в зловещий мир героев фильмов ужасов: какого-нибудь изувера профессора типа доктора Мабуза, который среди таинственных приборов работает над уничтожением очередного правительства или всего человечества.
Целая комната кажется состоящей исключительно из имеющих самую причудливую форму проводов, стеклянных и металлических трубок, колб, вставленных одна в другую. В этих трубках что-то кипит, клокочет, бурлит, во всех направлениях струятся жидкости и газы. Указатели измерительных приборов вздрагивают под воздействием неведомых сил. Непосвященному человеку это помещение представляется чем-то наподобие адской кухни. Самым странным там является, конечно, стальной, весящий многие тонны ящик величиной с рояль, очень напоминающий сейф. В глубинах его тайников хранится душа всей лаборатории: комбинация из счетных трубок для измерения радиоактивности.
К сожалению, практически невозможно просто поднести счетчик Гейгера к кусочку старого дерева, по количеству щелчков определить величину сохранившейся в нем радиоактивности и таким образом определить возраст предмета. Такая процедура невозможна хотя бы потому, что энергия излучения С14 слишком слаба. Кроме того, во многих случаях на показания прибора могут оказывать влияние другие радиоактивные вещества.
Первое, что приходится делать, - это выделять из обследуемого предмета чистый углерод. Как ни удивительно, но достигается это самым простым путем предмет сжигают. При сгорании углерод переходит в газообразное состояние, а из него затем опять легко переводится в твердую форму.
Когда Либби сделал соответствующее сообщение, у археологов замерло сердце! Неужели измерения можно производить яишь ценой полного уничтожения исследуемого предмета? Это вызывало настоящий ужас. В конце 40-х годов как раз были найдены свитки у Мертвого моря, содержавшие дотоле неизвестные библейские тексты, даже приблизительная датировка которых была чрезвычайно важна для теологии и истории церкви. И хотя в данном случае возможность точной датировки представлялась в высшей степени соблазнительной, было совершенно немыслимо допустить, что для этого придется пожертвовать хотя бы одним-единственным из этих свитков, чья ценность не могла быть выражена никакой материальной мерой.
Здесь действительно существует проблема. Либби сразу же подсчитал необходимое для анализов количество исходного материала. Так, если требовалось сделать два анализа дерева, Либби с самого начала настаивал на проведении контрольных измерений, необходимо было иметь по меньшей мере 20 г углерода. Для их получения нужен был кусочек дерева весом примерно 65 г. Это количество, естественно, менялось в зависимости от материала. Например, чтобы датировать торф или лен, требовалось около 200 г, а для костей - еще больше. При избытке материалов выполнение этого условия не являлось обременительным. Вскоре обнаружились новые погрешности, которые короткое время сильнейшим образом беспокоили самого Либби, неточности, вызывавшиеся в начале его опытов невозможностью ограничить влияние других излучений, были вскоре устранены благодаря быстро найденным мерам специальной защиты. Тем не менее вновь и вновь отмечались случаи полной ошибочности отдельных измерений. Вскоре выяснилось, что виноват в этом был не только Либби, а археологи, поставлявшие ему материал.
Вот элементарный случай. Археологи раскопали остатки дома, обнаружив при этом много балок. Они выпилили кусок одной из них и направили его Либби на контрольный анализ, только на контрольный, поскольку возраст дома был точно установлен с помощью других данных. Датировка Либби была на 200 лет старше возраста, установленного археологами. В данном случае при повторном обследовании места раскопок удалось выяснить следующее: дом во времена седой древности подвергался ремонту. Для ремонта использовалось дерево, оставшееся от снесенного здания, которое было построено за двести лет до этого. Археологи умышленно послали именно этот взятый из намного более древней балки кусок в лабораторию Либби!
Аналогичные проблемы возникали и при недостаточно внимательном изучении стратиграфии мест раскопок. В таких случаях Либби отправляли находки, которые предположительно относили к более древнему слою, тогда как в действительности они относились к гораздо более молодым слоям.
Существует еще один источник ошибок, за который не несут ответственность ни Либби, ни археологи. Он заключается в природе самого материала. Так, например, выяснилось, что мясо некоторых речных и морских организмов содержит меньшее количество радиоактивных веществ, чем их раковины. Или что некоторые растения поглощают меньше С14, чем другие растения в иной среде. Это такие источники ошибок, которые могли быть исключены только после накопления богатого опыта.
Любители литературных деликатесов, наверное, знакомы с английским сатириком Чарлзом Лембом. 150 лет назад он написал своеобразное эссе "Трактат о свином жарком". В нем Лемб развивал теорию, согласно которой искусство жарения мяса было открыто в седой древности маленьким китайским мальчиком Бо-бо, когда тот, играя, поджег хижину своего отца, в которой сгорели девять поросят. В этот момент ноздрей Бо-бо коснулся чудесный аромат, которого до этого ему ни разу в жизни не приходилось ощущать. Дальше - лучше. Сатира Лемба основана на предположении, что начиная с этого момента китайцы на протяжении жизни многих поколений (и это вполне логично) сжигали в своих хижинах запертых свиней, чтобы получить превосходное жаркое.
Утверждая теперь, что подлинная индейская керамика начинается с появлением процесса обжига, мы можем вообразить себе индейского Бо-бо, невинного ребенка, который точно так же во времена седой древности, играя, закатил однажды в остатки костра высушенное на солнце блюдо. Мы можем, далее, вообразить, что испугавшаяся поначалу мать затем с радостью обнаружила, что блюдо не только не испортилось, не только не раско-лолось, но стало намного тверже и гораздо удобнее в употреблении.
Аналогичные объяснения существуют и для возникновения первых орнаментов. Но только не столь гротескные. Например, сетка, сплетенная из прутьев, которая использовалась для переноски не полностью просохшей вазы, оставляла на ней отпечатки полос. Такие отпечатки затем уже по привычке наносились на такие же блюда и вазы, не требовавшие для своей переноски сетки. Но, не исключено, что первые орнаменты, открытые людьми, были те, которые они наносили на собственное тело. Раскраска и разрисовка тела были широко распространены среди индейцев, и, возможно, стремление к украшению было перенесено на предметы обихода. А богатство форм? Нет сомнения, что первоначально форма определялась назначением предмета. Но не следует забывать и стремления к игре. Человек всегда был и остается "хомо луденс" ("человеком играющим"), как его определял в одном из своих знаменитых трудов голландский историк культуры Иоганн Хуцинга8.
Следует иметь в виду, что возникновение керамики - это одно. Определение же ее значения, классификация - это совсем другое. Перед археологом встают шесть вопросов.
Где, в каком окружении и в каком слое найден тот или иной предмет?
Что представляет собой материал, и в которого он изготовлен?
Каков метод изготовления?
Каковы стиль, форма?
Какого рода орнамент?
Как обстоит дело с датировкой?
В связи с проблемами датировки в последнее время велись, особенно в Калифорнийском университете, настойчивые поиски метода, позволяющего совершенно точно определять абсолютное время изготовления любого керамического изделия или фрагмента. В результате такой метод был разработан. Это так называемый термолюминесцентный метод. Существо этого метода в том, что замеряется радиация, вызываемая повторным обжигом древней керамики, эта радиация обязана своим возникновением радиоактивности содержащихся в любой глине минералов.
В 1963 г. Е. Т. Халл - сотрудник Оксфордского университета, дал краткое описание метода. При этом он прояьил большую сдержанность в оценке значения, которое мог бы иметь этот метод. Однако в 1970 г. Халл заявил следующее: "Гончарные изделия и керамика всегда содержат определенное количество радиоактивных примесей (например, уран и торий), концентрация которых достигает нескольких частиц на миллион долей. Эти вещества выделяют в известной пропорции, зависящей от их концентрации в пробе, альфа-частицы. Если альфа-частицы минералов, вкрапленных в глину и содержащих радиоактивные примеси, будут поглощаться, это вызывает ионизацию атома: электроны освобождаются от прочных естественных связей с атомным ядром и позже под влиянием метастабильных положений высокой энергии приходят в состояние покоя. Таким образом происходит накопление энергии. При благоприятных температурах эти электроны остаются в метастабильных состояниях или ловушках. Если в определенный момент материал будет подвергнут нагреванию при достаточно высоких температурах, например при обжиге горшка, то тогда прочно удерживаемые электроны освобождаются и испускают свет.
С момента обжига, когда все ловушки были опустошены, до сегодняшнего дня шел процесс их наполнения. Он протекал соразмерно поглощению альфа-частиц материалом. Чем дальше отстоит этот момент от нашего времени, тем больше ловушек снова наполнится и тем больше будет термолюминесценция.
Чтобы таким путем установить возраст глиняного осколка, необходимо измерить:
1. Силу излучения света при нагревании пробы.
2. Альфа-радиоактивность пробы.
3. Способность пробы при искусственном облучении радиоактивным источником известной интенсивности давать термолюминесцентный эффект.
Определенная комбинация результатов измерений позволяет установить абсолютный возраст и время обжига. Можно также путем сравнения полученных данных с данными, относящимися к керамике, возраст которой точно известен, уточнить возраст пробы"9.
Однако следует помнить, что определение характера керамики не дело любителей. В 1965 г. я, отнюдь не новичок в европейской археологии, впервые попал в Северной Америке на территорию раскопок одной из древних индейских культур. Это были раскопки культуры хохокам в Снейктауне (штат Аризона), которые велись в основном Эмилем В. Хаури. Мы шагали по миллионам черепков. Хаури то здесь, то там поднимал с земли черепки размером с мелкую монету, не имевшие на своей поверхности ничего, кроме точки или оборванной линии. При этом Хаури бормотал: "Период такой-то, период такой-то, но этот намного древнее! Вот, посмотрите!" Насмешливая Энн Моррис, которая что-нибудь да сказала по любому поводу, так сообщает о сложностях идентификации керамики и своем первом "выходе в поле", состоявшемся в 1923 г.
"Это надо просто "почувствовать"! Хотя мои слова звучат совсем неубедительно, но только несколько лет спустя я вдруг почувствовала озарение. Оно было похоже на то, которое испытываешь при изучении иностранного языка, звучание которого пришлось слышать на протяжении определенного времени. Способность идентифицировать типы керамики "прорастает", словно прививка на дереве. Ночью вы еще ощущаете свою полную беспомощность. А на следующее утро вдруг чувствуете, что можете. Это искусство требует времени. Суть здесь не в точках и черточках, пятнах или линиях, форме или тоне. Это совершенно бессознательный процесс, в ходе которого все эти элементы комбинируются с трудноопределимым "нечто", значащим больше, чем слова"10.
Другой, более крупный ученый - А. О. Шепард предприняла в 1954 г. попытку кратко и наглядно изложить проблему классификации керамики. В результате появилась книга объемом 414 страниц!11
Теперь необходимо ознакомиться с двумя важнейшими вкладами, относящимися к области естественных наук, который сделала Северная Америка не только в свою собственную, но и в мировую археологию.
8. БЕГ ВРЕМЕНИ
"Мы, археологи, - отмечал в 1965 г. Фрёлих Рейни, директор Музея Пенсильванского университета, - слишком мало знаем о революционных изменениях в естественных науках, которые оказывают огромное влияние на наш мир. Я думаю, что физики в свою очередь слишком мало осознали значение исторических сил. В археологии по крайнер мере в повседневных практических исследованиях мы перешагнули границу, отделяющую естественные науки от гуманитарных. Гуманитарные и естественные науки пробуждают взаимный интерес, ведут к новому пониманию духовного содержания каждой из отраслей человеческого знания"1.
Слова Рейни относятся к 1965 г. Именно к этому времени многочисленные представители самых различных отраслей естественных наук, обладающие огромным богатством самых неожиданных идей, пришли на помощь археологии и обеспечили получение ошеломляющих результатов. Однако успехи, которые будут достигнуты в ближайшем будущем, наверняка будут носить еще более ошеломляющий характер. Сегодня в этом не приходится сомневаться.
В 1963 г. двое английских ученых предприняли первую попытку дать обзор множества естественнонаучных методов, применяемых в археологии. Дон Бразуэлл из Британского музея и Эрик Хиггс из Кембриджа назвали свой труд "Естественные науки в археологии. Исчерпывающий обзор прогресса в исследованиях". Внушительный том насчитывает 595 страниц. Он содержит 54 отдельные статьи различных авторов о множестве методов, позволяющих давать ответ на вопросы археологов с помощью всех возможностей естественных наук и современной технологии. За двадцать лет до этого такое положение даже не могло присниться ни археологу, ни ученому-естественнику.
Развитие этой новой техники идет какими быстрыми темпами, что сегодня книга на аналогичную тему содержала бы неизмеримо большее количество материалов. В 1952 г. работа Фредерика Е. Цойнера "Датирование прошлого" рассматривалась в качестве образца. Сегодня она имеет лишь исторический интерес, а увидевшее свет в 1970 г. второе издание крупного обобщающего труда Бразуэлла - Хиггса содержит на 125 страниц больше, чем первое2.
Наша книга посвящена истории североамериканской археологии. Поэтому, руководствуясь не только соображениями географического характера, мы ограничимся изложением двух методов, главным образом их ролью и значением, которые были разработаны только в Северной Америке и исключительно североамериканскими учеными. Речь идет о радиоуглеродном (его называют иначе метод С14) и дендрохронологическом (называемом также датировкой по годичным кольцам деревьев) методах датировки археологических объектов.
Наибольшую сенсацию среди всех остальных вызвал так называемый радиоуглеродный метод, открытый Уиллардом Ф. Либби из Чикагского университета и, как нам сегодня ясно, - по праву.
Либби родился в 1908 г. на одной из ферм штата Колорадо. Вначале он собирался стать инженером, затем передумал и занялся химией. В то время химию уже невозможно было представить без физики и математики. В рамках своей основной научной работы Либби все больший и больший интерес проявлял к явлению радиоактивности. В 1941-1945 гг. он принимал участие в создании атомной бомбы. Этот период своей деятельности он характеризует в общих чертах как период "исследований в военной области". После войны Либби стал профессором Чикагского университета и здесь разработал основы нового метода датировки.
Цитировать самого Либби совершенно невозможно, поскольку он дает по преимуществу чисто техническое описание. Однако Б. X. Уиллис, работавший в одной из первых радиоуглеродных лабораторий, начало которым положил Либби, а именно в лаборатории Кембриджского университета, однажды попытался кратко изложить существо метода.
"У Либби была идея о возможности использования образующегося в результате космического излучения радиоактивного углерода как ценного вспомогательного средства определения возраста археологических находок. Его натолкнуло на эту мысль то, что атомы С14 легко окислялись в двуокись углерода и без труда смешивались с содержащейся в атмосфере двуокисью углерода. Одним из следствий быстрой перегруппировки в земной атмосфере являлось равномерное распределение по всему миру углекислоты с радиоактивным углеродом. Можно было ожидать, что благодаря процессу фотосинтеза она в равном соотношении поглощалась всеми растениями. Дальше можно было предположить, что весь животный мир, зависящий прямо или косвенно от растительного мира, также должен иметь радиоактивность одинаковой степени. Таким же образом влияние космического излучения должно было проявляться и на жизни в морях. Ведь углекислота атмосферы находится в состоянии постоянного обмена - равновесия с углекислотой океана. Либби доказал, что это отношение равновесия достигается относительно быстро в сравнении с периодом полураспада С14. В момент смерти живого организма всякое накопление и всякий дальнейший обмен радиоактивным углеродом должен был бы прекратиться. Накопившийся радиоактивный углерод должен был бы тогда начать распадаться в экспоненциальной зависимости от времени"3.
Попросту говоря, речь идет о следующем. Из теории было из-вестно, что атмосфера Земли находится под длительным воздействием космических лучей. Под воздействием этих лучей в атмосфере Земли образуются нейтроны. Нейтроны вступают в реакцию с атомами азота, содержащегося, в атмосфере, при этом образуется незначительное количество (С14). Этот С14 смешивается с двуокисью углерода и достигает земной поверхности.
Теперь двуокись углерода, содержащая мельчайшие частицы С14, в процессе фотосинтеза потребляется растениями нашей планеты. Благодаря тому, что животные и люди поедают растения, С14 попадает в тело каждого животного и каждого человека.
Все это имело бы ограниченный интерес, если бы С14 не был радиоактивен. Вывод, к которому пришел Либби, состоял в том, что все органические вещества должны быть радиоактивны. Кроме того, он сделал еще один вывод - о возможности измерения этой радиоактивности. Путь к такому измерению был указан свойством радиоактивных веществ распадаться с определенной скоростью. Таким образом стало возможно установить, что через определенное время уровень радиоактивности определенного материала сокращался ровно наполовину, еще через один такой же период - на четверть и так далее. Это называется периодом полураспада. У С14 он, как считалось поначалу, составляет 5568 лет.
Важно, что уровень поглощения С14 растениями остается постоянным на всем протяжении жизни растения, а его количество сохраняется неизменным благодаря постоянным новым поступлениям. В момент смерти растения (либо животного, либо человека, до этого потреблявших растения в пищу) начинается распад. Поскольку с помощью счетчика Гейгера можно точно измерить количество С14, то становится возможным установить возраст умершего живого существа (не продолжительность его жизни, а время, прошедшее с момента смерти) и таким образом - исторический возраст любой органической ткани.
Либби опубликовал это открытие в 1947 г. Публикации предшествовали многочисленные исследования огромного количества органических тканей. Неприятное на первый взгляд сознание того, что мы сами радиоактивны, что радиоактивны молоко, которое мы пьем, съедаемые нами мясо, салат и другие продукты, стол, за которым мы сидим, кровать, в которой спим (а сегодня каждый школьник знает, насколько опасным является радиоактивное излучение), не должно нас пугать, ибо их радиоактивность ничтожно мала.
Поэтому главной проблемой для Либби являлась разработка сверхчувствительного метода измерений. Согласно теоретическим расчетам, дерево, срубленное, например, 5568 лет назад, должно было вызывать в счетчике Гейгера наполовину меньше щелчков, чем только что срубленное. Это предположение подтверждалось как в основе верное практикой измерений, ибо Либби удалось в невероятно короткий срок сконструировать необходимые для этих целей точные и даже сверхточные измерительные приборы.
И вот исследователи прошлого впервые услышали, что наконец открыт метод, позволявший чисто естественнонаучным путем устанавливать возраст предметов, точная датировка которых с помощью известных средств была невозможна. Редко случается, чтобы столь различные науки так быстро нашли друг друга, как в данном случае. Причина здесь состояла не только в глубокой заинтересованности археологов. Огромное значение имело то, что Либби сразу же оценил исключительные возможности, которые давала ему наука о древностях для доказательства правильности проделанных анализов. Он должен был просто опробовать свой метод на предметах, глубокая древность которых была установлена совершенно точно. Для этого больше всего подходил Древний Египет. Именно здесь археологам и историкам на основе письменных источников и астрономических данных удалось составить хронологию, указывавшую даты с точностью до десятилетий.
9 января 1948 г. состоялось первое заседание представителей различных отраслей науки. А вслед за этим в феврале того же года Американская антропологическая ассоциация создала рабочую комиссию, которая должна была определить возможность применения метода Либби в археологии. Председателем стал Фредерик Джонсон из Фонда Пибоди в Андовере. Кроме того, в комиссию вошли Фрёлих Рейни из Музея Пенсильванского университета, Дональд Колье из Чикагского музея и позже - геолог Ричард 'Фостер Флинт из Йельского университета. Затем они подобрали себе сотрудников, профессиональная компетентность которых не вызывала сомнений.
Теперь в лабораторию доктора Либби со всего света начал поступать поток материалов, составивших совершенно необычную для технических лабораторий коллекцию. Рабочее помещение Либби вскоре стало напоминать кунсткамеру. Там находились кусочки египетских мумий времен Древнего царства, древесный уголь костров, у которых грелись доисторические люди, зуб вымершего в конце ледникового периода мамонта, сандалия из индейского погребения, открытого в штате Огайо, кусочек доски от погребальной ладьи одного из фараонов, наполовину обуглившаяся кость с торчащим наконечником стрелы, кусочек балки, когда-то поддерживавшей крышу одного из хеттских храмов. Более половины проб, которые Либби исследовал в первый период работы, были американского происхождения, точнее говоря, 109 из 216. И это не удивительно, поскольку в первую очередь американские коллеги осаждали Либби просьбами помочь в датировке, над которой они годами безуспешно бились, погрязая в бесполезных спорах. Так обстояло, например, дело с датировкой самых ранних следов человека, найденных на Американском континенте, главным образом так называемых фолсомских людей, о которых мы еще услышим в этой книге.
Однако первые подтверждения теории Либби принесли пробы, поступавшие из района Средиземноморья. Первым он исследовал кусочек акации от балки, обнаруженной в гробнице египетского фараона Джосера. Археологи относили время царствования этого фараона к периоду около 2700 г. до н. э. Согласно результатам, полученным Либби, он царствовал намного раньше 2000 г. до н. э. Это был не очень хороший результат. Лучшие результаты дало исследование доски от погребальной ладьи фараона Сесостриса. Здесь ошибка составила всего лишь 4,5%.
Затем произошло событие, которое, казалось, нанесло сокрушительный удар методу Либби, но завершилось его величайшим триумфом. Крупный американский археолог Джеймс Н. Брэстед, основатель и первый директор всемирно известного Восточного института Чикагского университета, Брэстед, авторитет своего времени в области египтологии, направил Либби доски от саркофага одного из фараонов, сообщив при этом, что они должны быть очень древними. Согласно масштабам, принятым египтологами, это могло означать тысячелетия. Исследования Либби показали, что доски были свежими! Что же соответствовало истине: выводы физика или авторитетное слово специалиста? Брэстед, не будучи упрямцем, вновь обследовал саркофаг. На этот раз он сделал это очень тщательно. И обнаружил, что он, великий знаток, стал обладателем современной подделки4.
Для Либби это явилось ни с чем не сравнимым триумфом. Тем не менее небольшие ошибки имели место. Так не могло продолжаться бесконечно долго. Некоторые археологи начали доверительно высказывать мнение, что, возможно, была проявлена излишняя поспешность, когда на новый метод стали возлагать слишком большие надежды. Сам Либби способствовал такому мнению, поскольку с самого начала заявил, что в его измерениях постоянно существовала неточность, составлявшая в среднем около 10%. Поэтому он постарался устранить ее, введя поправочный коэффициент со знаком плюс или минус. В соответствии с этим указывалось, например, что данному дереву 2000 лет +- 100 или +- 200 лет. С этим фактором можно было не считаться, ибо при датировке доисторических объектов, где речь шла о тысячелетиях, возможность твердо установить столетие была большим шагом вперед. Теперь Либби знал, что он находится на верном пути. Задача состояла главным образом в том, чтобы усовершенствовать аппаратуру.
Когда сегодня входишь в радиоуглеродную лабораторию (сейчас в мире насчитывается несколько десятков таких лабораторий), создается впечатление, что ты попал в зловещий мир героев фильмов ужасов: какого-нибудь изувера профессора типа доктора Мабуза, который среди таинственных приборов работает над уничтожением очередного правительства или всего человечества.
Целая комната кажется состоящей исключительно из имеющих самую причудливую форму проводов, стеклянных и металлических трубок, колб, вставленных одна в другую. В этих трубках что-то кипит, клокочет, бурлит, во всех направлениях струятся жидкости и газы. Указатели измерительных приборов вздрагивают под воздействием неведомых сил. Непосвященному человеку это помещение представляется чем-то наподобие адской кухни. Самым странным там является, конечно, стальной, весящий многие тонны ящик величиной с рояль, очень напоминающий сейф. В глубинах его тайников хранится душа всей лаборатории: комбинация из счетных трубок для измерения радиоактивности.
К сожалению, практически невозможно просто поднести счетчик Гейгера к кусочку старого дерева, по количеству щелчков определить величину сохранившейся в нем радиоактивности и таким образом определить возраст предмета. Такая процедура невозможна хотя бы потому, что энергия излучения С14 слишком слаба. Кроме того, во многих случаях на показания прибора могут оказывать влияние другие радиоактивные вещества.
Первое, что приходится делать, - это выделять из обследуемого предмета чистый углерод. Как ни удивительно, но достигается это самым простым путем предмет сжигают. При сгорании углерод переходит в газообразное состояние, а из него затем опять легко переводится в твердую форму.
Когда Либби сделал соответствующее сообщение, у археологов замерло сердце! Неужели измерения можно производить яишь ценой полного уничтожения исследуемого предмета? Это вызывало настоящий ужас. В конце 40-х годов как раз были найдены свитки у Мертвого моря, содержавшие дотоле неизвестные библейские тексты, даже приблизительная датировка которых была чрезвычайно важна для теологии и истории церкви. И хотя в данном случае возможность точной датировки представлялась в высшей степени соблазнительной, было совершенно немыслимо допустить, что для этого придется пожертвовать хотя бы одним-единственным из этих свитков, чья ценность не могла быть выражена никакой материальной мерой.
Здесь действительно существует проблема. Либби сразу же подсчитал необходимое для анализов количество исходного материала. Так, если требовалось сделать два анализа дерева, Либби с самого начала настаивал на проведении контрольных измерений, необходимо было иметь по меньшей мере 20 г углерода. Для их получения нужен был кусочек дерева весом примерно 65 г. Это количество, естественно, менялось в зависимости от материала. Например, чтобы датировать торф или лен, требовалось около 200 г, а для костей - еще больше. При избытке материалов выполнение этого условия не являлось обременительным. Вскоре обнаружились новые погрешности, которые короткое время сильнейшим образом беспокоили самого Либби, неточности, вызывавшиеся в начале его опытов невозможностью ограничить влияние других излучений, были вскоре устранены благодаря быстро найденным мерам специальной защиты. Тем не менее вновь и вновь отмечались случаи полной ошибочности отдельных измерений. Вскоре выяснилось, что виноват в этом был не только Либби, а археологи, поставлявшие ему материал.
Вот элементарный случай. Археологи раскопали остатки дома, обнаружив при этом много балок. Они выпилили кусок одной из них и направили его Либби на контрольный анализ, только на контрольный, поскольку возраст дома был точно установлен с помощью других данных. Датировка Либби была на 200 лет старше возраста, установленного археологами. В данном случае при повторном обследовании места раскопок удалось выяснить следующее: дом во времена седой древности подвергался ремонту. Для ремонта использовалось дерево, оставшееся от снесенного здания, которое было построено за двести лет до этого. Археологи умышленно послали именно этот взятый из намного более древней балки кусок в лабораторию Либби!
Аналогичные проблемы возникали и при недостаточно внимательном изучении стратиграфии мест раскопок. В таких случаях Либби отправляли находки, которые предположительно относили к более древнему слою, тогда как в действительности они относились к гораздо более молодым слоям.
Существует еще один источник ошибок, за который не несут ответственность ни Либби, ни археологи. Он заключается в природе самого материала. Так, например, выяснилось, что мясо некоторых речных и морских организмов содержит меньшее количество радиоактивных веществ, чем их раковины. Или что некоторые растения поглощают меньше С14, чем другие растения в иной среде. Это такие источники ошибок, которые могли быть исключены только после накопления богатого опыта.