大約從18世紀末開始，地質(zhì)學內(nèi)一種后來被稱為“均變論”的思潮漸漸在歐洲發(fā)展起來，這種理論認為“現(xiàn)在是過去的鑰匙”，地球的地質(zhì)史可以通過研究地層疊壓的層序關系進行解釋。地質(zhì)地層學的研究對象主要包括地層的沉積物類型、地層形態(tài)以及其中包含的古生物化石等。至19世紀30年代，這種理念被賴爾的《地質(zhì)學原理》所強化，“均變論”（將“Uniformitarianism”譯為“漸變論”或“漸進論”比“均變論”要更加貼切）遂被學界廣泛接受，取代“災變論”成為地質(zhì)學的主流理論。

考古地層學又叫考古層位學（“層位”比“地層”所表達的意思更為準確，因為“地層”似乎忽略了諸如灰坑、墓葬、柱洞等遺跡單位），脫胎于地質(zhì)地層學和古生物地層學，它是“一種通過判斷遺址中諸堆積形成的先后過程（次序）來研究遺址之間相對年代早晚關系的方法”。考古地層學是考古學中最核心的理論與方法之一?，F(xiàn)代的考古發(fā)掘工作必須遵循地層學原理才能保證獲取資料的準確性與科學性?？脊诺貙訉W發(fā)展至今至少經(jīng)歷了三個階段—18世紀—20世紀初的“引入階段”、20世紀初—20世紀60年代的“成型階段”、20世紀60年代至今的“發(fā)展階段”。

引入階段

18世紀至19世紀初是考古學的萌芽時期，考古學主要的理論和工作方法多來自對其他學科的學習與借鑒，考古地層學也是如此。早期的考古學者將考古地層與地質(zhì)地層對應，將考古地層中包含的陶片、石器等人工制品與地質(zhì)地層中的標志性古生物化石進行類比，并以此判斷考古地層的年代。

這一階段的考古學者已認識到考古地層的疊壓、打破關系，地層序列即是時間序列，并能根據(jù)考古發(fā)掘時留下的地層剖面信息、出土遺物識別出不同文化層和遺跡單位的相對年代關系。從十九世紀三四十年代開始，繪制遺址的剖面圖并用線條在剖面圖上標注出不同的地層逐漸成為田野考古工作的一種“慣例”。

18世紀后期，托馬斯·杰斐遜對美國弗吉尼亞州里瓦納河（Ravenna）附近印第安土墩進行了發(fā)掘，杰斐遜用探溝法解剖土墩，從剖面上至少觀察到4個人骨堆積層，從而推翻了過去對土墩性質(zhì)的一些看法。英國考古學家惠勒對杰斐遜的這次發(fā)掘贊譽有加，認為杰斐遜是科學考古發(fā)掘第一人。

1836年前后，丹麥人喬珀托斯·史汀史翠普（Johannes Steenstrup）發(fā)現(xiàn)泥炭沼澤“樹種四疊層”，即北歐泥炭沼澤樹種演替堆積地層。沼澤底部由砂礫層和礫石層構成，其上有白楊（Aspen）層，白楊層上為松樹（Pine）層，松樹層之上為橡樹（Oak）層，橡樹層中發(fā)現(xiàn)了一些人工制品，橡樹層上面是榿樹（Alders）層。根據(jù)各層樹木傾倒的規(guī)律，史汀史翠普認為這些樹木是自然衰老、有序死亡的，而非因多次大洪水暴發(fā)（災變）所形成。

湯姆森的“三期論”在考古學中影響巨大，但他得出這一結論主要是基于對丹麥博物館館藏及零散墓葬資料的研究。1837年，黑格（Mr Hage）嚴格遵循湯姆森的指導建議，發(fā)掘了丹麥斯托海峽郡默恩島（M？n）的斯特奇（Stege）土墩墓。黑格發(fā)現(xiàn)斯特奇土墩的底部為“巨石墓（large stone funerary chamber）”，人骨未經(jīng)火燒，隨葬品主要為石器、陶器和骨器等，不見金屬器；土墩上部是“小石棺墓（small stone cist）”，墓主尸骨經(jīng)火燒后葬在陶罐內(nèi)，罐上放置有青銅小刀和青銅鑷子。根據(jù)發(fā)掘情況，黑格斷定斯特奇土墩下部的巨石墓屬于石器時代，上部的小石棺墓屬于青銅時代。他首次用考古地層學證據(jù)驗證了湯姆森“三期論”的正確性。

1858年威廉·彭杰利（William Pengelly）在布里克薩姆（Brixham）進行發(fā)掘，彭杰利用字母A、B、C將發(fā)掘區(qū)按照橫向、深度、縱向分成大小相同的長方體單元，按照單元進行發(fā)掘。通過這種精細的發(fā)掘和記錄，彭杰利確認了人工燧石工具與滅絕動物化石的共生關系，證明了遠古人類的存在。時至今日，在舊石器時代考古發(fā)掘中，類似的這種劃分平面網(wǎng)格、按水平層發(fā)掘的方法在我國仍是主流。

一般而言，這一時期的田野發(fā)掘和資料收集還比較隨意，即使到了19世紀末、20世紀初，像皮特·里弗斯和皮特里這樣被認為是“ 現(xiàn)代考古學之父”的學者，也還是根據(jù)任意層（Arbitrary Levels）做發(fā)掘，雖然有時會記錄重要遺物的出土三維空間位置，但他們所繪制的地層剖面圖往往是將遺物出土的位置投影并繪制到一個剖面圖上，實際上只能算是地層剖面示意圖。皮特·里弗斯晚年所主持的發(fā)掘中更是使用了一種“平均剖面（Average Section）”的繪圖方法，是對前述方法的進一步簡化—將發(fā)現(xiàn)的所有遺物投影到剖面圖上，除了用平行的虛線表示深度外不標注任何真實的地層界面線。

成型階段

摒棄“水平層”的發(fā)掘方法，按照自然層進行發(fā)掘并收集出土物是考古地層學發(fā)展上最重要的一次進步。20世紀的頭20年，北美田野考古發(fā)掘方法上發(fā)生過一場被后來的學者稱為“地層學革命（Stratigraphic Revolution）”的變革，尼爾森（Nels Nelson）、克勒貝爾（A.L.Krober）、斯皮爾（Leslie Spier）等人在這場“革命”中發(fā)揮重要作用，貢獻最大的是基德爾（A.V. Kidder）。哈里斯（Edward Cecil Harris）在《考古地層學原理》中提到“據(jù)說直到20世紀20年代，現(xiàn)代地層學工作才在美國出現(xiàn)。這一方法最佳倡導者就是基德爾”。威利（Gordon R.Willey）與 薩布洛夫（Jeremy A.Sabloff）在《美洲考古學史》中提到“第一位在大范圍內(nèi)使用地層學方法發(fā)掘的西南考古學家是基德爾”。陳星燦先生在《中國史前考古學史研究》中也說“在二三十年代的美洲，只有少數(shù)幾個考古學家，也可能只有基德爾一個人認識到按人為水平層的發(fā)掘方法是錯誤的”。除了基德爾外，英國考古學家惠勒和凱尼恩（Kathleen Mary Kenyon）在應用和推廣“自然層”發(fā)掘法上貢獻也同樣巨大。

1915年，在新墨西哥州佩科斯（Pecos）進行第一次考古發(fā)掘時，基德爾還是按照0.3—0.46米的任意水平層發(fā)掘的，發(fā)掘過程中他很快便發(fā)現(xiàn)同一（文化）層被人為分割開的問題，于是開始反思發(fā)掘方法。從1917年的第二次發(fā)掘開始，基德爾便改為按自然層進行發(fā)掘，即按照地層堆積的自然界面分層，而不是任意水平層發(fā)掘。自然層并不總是水平分布的，發(fā)掘時從上到下逐層發(fā)掘，按照出土層位來收集和記錄遺物供后續(xù)研究。在此基礎上，基德爾意識到陶器類型的頻率以一種有序的方式變化，這種變化提供了文化連續(xù)性和文化變遷并存的證據(jù)，為美國文化歷史考古學的發(fā)展奠定了基礎。

大西洋東岸，英國考古學家惠勒于20世紀20年代初也開始認識到“地層是所有考古發(fā)掘的最關鍵所在”，“如果不按地層發(fā)掘會導致什么樣糟糕的結果”，至1930年代，經(jīng)過對多年考古發(fā)掘的經(jīng)驗總結，惠勒夫婦創(chuàng)造性地用“網(wǎng)格法”發(fā)掘了梅登堡（Maiden Castle）遺址，這就是探方發(fā)掘法（又稱“惠勒方格法”）。這種在田野工作中保留隔梁、關鍵柱的發(fā)掘方法非常有利于觀察地層的平、剖面，至今仍被許多考古學者沿用。

凱尼恩1952—1958年在對巴勒斯坦耶利哥古城遺址的發(fā)掘中熟練應用并推廣了探方發(fā)掘法。前后有來自世界各地的100余名學生和新入行的年輕學者參加了這項發(fā)掘工作，他們得到了很好的鍛煉，其中不少人后來成了著名的考古學家，如約旦的阿維尼·達賈尼（Awni Dajani）、美國的喬·卡拉威（Joe Callaway）、以色列的克萊爾·愛潑斯坦（Claire Epstein）等，他們在世界各地踐行凱尼恩的發(fā)掘方法并將其發(fā)揚光大。因此在西方“惠勒方格法”通常也被稱為“惠勒—凱尼恩發(fā)掘法（The WheelerKenyon Method）” 。

從時間上來說，基德爾開始按照自然層進行考古發(fā)掘要早于惠勒，但從世界范圍來看，“惠勒—凱尼恩發(fā)掘法”的影響無疑更為深遠，我們現(xiàn)在不太清楚惠勒有沒有受到基德爾的影響，但有一點是肯定的—他們都為考古地層學的發(fā)展做出了卓越的貢獻。

發(fā)展階段

20世紀60年代開始，學界對探方發(fā)掘法出現(xiàn)了一些反思的聲音。英國的馬丁·比德爾（Martin Biddle）認為探方法的缺陷主要有3個，一是人為將遺跡單位分割開，二是隨著發(fā)掘深度的增加，對應各探方的地層和遺跡單位的難度隨之增大，三是如果地層非常復雜，則很難實現(xiàn)跨探方統(tǒng)一地層，法國學者喬基（Philippe Jockey）批評說：“未經(jīng)發(fā)掘的縱橫交錯的隔梁掩蓋了部分遺跡的組成部分及層位關系，成為掩蓋考古真實性的一個藏身之所……隔梁使我們對考古對象的釋讀產(chǎn)生偏差。” 由于探方法存在的不足，“全面發(fā)掘法（Open-area excavation，也有譯為開放式發(fā)掘法）”和“哈里斯矩陣（Harris Matrix）” 記錄法近幾十年逐漸在世界范圍內(nèi)推廣開來。

對遺址進行全面發(fā)掘的方法至少可以追溯到19世紀下半葉，如皮特·里弗斯對Wor Barrow的發(fā)掘。20世紀30年代末，德國考古學家格哈德·柏蘇（Gerhard Bersu）將全面發(fā)掘的工作方法重新帶到英國，深深影響了一代英國考古學家 。但1960年代以前，所謂的全面發(fā)掘并不是我們現(xiàn)代所理解的“Open-area Excavation”，過程中往往還是以開許多平行探溝的方式發(fā)掘的，只是發(fā)掘結束時不再保留剖面，這其實與使用探方發(fā)掘，最后打掉隔梁和關鍵柱的方法本質(zhì)上沒有區(qū)別。

真正意義上的全面發(fā)掘法是由馬丁·比德爾于1960年代實踐起來的，他的工作方法是按“階段”（Phase，一般由若干地層單位組成“階段”，若干階段組成“時期”）發(fā)掘，首先在發(fā)掘區(qū)布上供測量用的網(wǎng)格坐標點，發(fā)掘時一般不保留剖面，如遺跡現(xiàn)象非常復雜，確實需要剖面作參考，可以隨時隨地保留一部分剖面，待對該地層或遺跡測量記錄后，即時做掉剖面，所設的網(wǎng)格坐標點隨著發(fā)掘的進行而下移。全面發(fā)掘法的最大優(yōu)點在于一個遺址自始至終都是被當作一個整體來進行發(fā)掘和記錄的，發(fā)掘過程中可以觀察到所有遺跡現(xiàn)象的全貌。

因為全面發(fā)掘法的推廣，一種與之適應的記錄系統(tǒng)也被創(chuàng)造出來，這就是“哈里斯矩陣”，他的發(fā)明人愛德華·哈里斯1967—1971年曾供職于馬丁·比德爾所創(chuàng)建的溫徹斯特研究院，在此期間積累了豐富的考古工作經(jīng)驗。哈里斯于1973年首次將“哈里斯矩陣”應用于英國溫徹斯特的考古發(fā)掘記錄中，這種方法的最大創(chuàng)新在于可以將整個遺址的三維地層序列完整反映在一張平面圖表之上。

全面發(fā)掘法和“哈里斯矩陣”都更加強調(diào)地層和遺跡單位的橫向空間分布范圍，結合單層平面圖（Single-Layer plans，這個平面圖除了剖面輪廓線外，還包括部分高程點）可以很好地表現(xiàn)遺址的層位關系，比只強調(diào)繪制探方和探溝隔梁四壁地層剖面的記錄方法更加詳細、準確，所以全面發(fā)掘法和“哈里斯矩陣”記錄法被認為是考古地層學發(fā)展史上的又一次“革命”！

有的考古學者在回顧田野考古發(fā)展史時，往往將不同的布方方案作為發(fā)掘方法進步與否的一個標準，認為探方優(yōu)于探溝，全面發(fā)掘優(yōu)于探方，其實最根本的進步在于如何做發(fā)掘、如何收集和記錄出土遺物。比如按照自然層發(fā)掘和收集遺物與用任意層、水平層發(fā)掘?qū)Ρ瓤梢钥闯霭l(fā)掘技術的進步。相較于只記錄事先已規(guī)劃好的部分遺址剖面信息，全面發(fā)掘法與“哈里斯矩陣”所記錄的層位信息更為完整，也能體現(xiàn)田野工作水平的提升。

總的來說，全面發(fā)掘法和“哈里斯矩陣”記錄法確實要優(yōu)于傳統(tǒng)的探方發(fā)掘法，是未來我國考古學發(fā)展的趨勢。自20世紀50年代以來，探方發(fā)掘法在中國已被使用了70多年，早已“深入人心”，如果要短時間內(nèi)徹底完成轉(zhuǎn)變難度極大，更可能會引起田野工作的“混亂”。2009年版《田野考古工作規(guī)程》中已開始強調(diào)發(fā)掘時要“注意把握堆積間的界面”，還要求繪制“系絡圖”“各層下開口遺跡平面圖”等，就是有意識地將全面發(fā)掘法和“哈里斯矩陣”記錄法逐漸融入我國的考古傳統(tǒng)中去。

將所有的遺跡單位和出土物繪入整個遺址透視的三維數(shù)字模型中，高精度復原整個發(fā)掘過程，應該是考古地層學的下一個發(fā)展方向，隨著測量技術的進步、記錄手段的多元化，距離實現(xiàn)這一目標應該已經(jīng)不遠了！

（作者吳玲為無錫博物院文博館員；何文競為無錫市文物考古研究所文博館員）