这是第一件北京直立人头盖骨化石的复制品。其原件在上世纪40年代遗失，至今下落不明。
3月12日《自然》杂志的封面。
3月12日出版的《自然》杂志封面上，赫然印着一个北京直立人的头盖骨。这个在大约90年前曾经轰动世界的“古人”再度受到了世界的瞩目，这是因为中国科学家通过测定，把北京直立人的生活年代向前推了20多万年。以前我们的教科书上都写着北京直立人“生活在大约50万年”前，现在科学家认为这些远古的英雄生活在77万年前，那时，他们生活的环境相当“酷”……
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研究历程 测定年代费周折
重新测定北京直立人遗址的是南京师范大学教授沈冠军、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员高星等人。他们采用了最新的方法———铝铍埋藏测年法。
对于北京直立人遗址时代问题的研究有一个发展过程。当初，最早发现北京直立人遗址的瑞典人安特生和奥地利人师丹斯基认为北京直立人生活在距今530万年到180万年间“上新世”。上世纪20年代末，法国古生物学家德日进和中国学者杨钟健等，以动物群为主要依据，判明这个遗址属于距今180万年到1.15万年前的中更新世。
“年代测定，对古人类研究起着至关重要的作用。”高星在接受媒体采访时说，“年代的准确性，对研究不同地区的古人类间的演化过程、时序和迁移路线等方面，可以起到决定性的作用。”但是，我国古人类遗址在测年上“先天不足”，在非洲古人类遗址中广泛用于测年的、能更精确见证遗址时间的火山灰，在我国的旧石器遗址中很难找到。
那么，我们教科书上写的北京直立人“距今50万年”又是如何得到的呢？原来，那时是在上世纪80年前遗址发掘之初，由古生物学家根据同时发掘出的动物化石而推测出的结果。后来质谱铀系测年法曾被应用于周口店的年代测定，得出第1/2层约40万年、第5层约60万年。
但是这一结论未被普遍接受。因为铀的衰变期不长，它测定60万年以上历史相当勉强，而铝铍埋藏测年法能够测量更久远的年代。沈冠军说：“这好比秤东西，普通秤无法用来测出汽车的重量，此次研究采用的铝铍埋藏测年法是一种能秤更大重量的‘秤’，它可以测定从距今三四十万年到四五百万年前地质事件的年代。”
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测量工具 石英充当“万年尺”
研究小组第一步是探测周口店不同地层的磁场，而土壤的磁场正是年代的标志。然后他们用最新的技术检验石英中铝、铍两种元素的衰变率，以得出北京直立人遗骨被泥土埋上的时间。
那么，他们是如何用冷冰冰的“铝铍”来测定活生生的北京直立人的生活年代的呢？沈冠军说：“我们生活的地球始终受着宇宙射线的轰击，宇宙射线与地表矿物发生核反应，生成碳14、铍10、铝26等放射性物质，它们被叫作“宇生核素”。而这些矿物被埋到地下之后，不再受到宇宙射线轰击，不会再生成新的放射性物质，那些已生成的放射性物质会慢慢衰变。所以，通过测量和遗骨埋在一起的矿物中的宇生核素的衰变情况，就可以得出它们被埋藏的时间。沈冠军等人正是通过测定和北京直立人遗骨化石一同埋藏的石英中铝26、铍10等矿物中的“宇生核素”的衰变情况，得出北京直立人的生存年代。
2003年，该方法被成功应用于南非一个古人类遗址的年代研究，其结果发表于《科学》杂志。“文章发表后，我们马上意识到，它有可能为我国古人类遗址的年代研究带来新的契机。”沈冠军说，“这种方法可以用来测定上百万年遗址的年代，所需材料为石英矿物，在我国古人类遗址中，也相对容易找到。”
说起来容易做起来难，实际测定某一地点堆积物的埋藏年龄时，需采集数千克以至数十千克堆积物，用水和稀酸浸泡，除去砾石、碳酸盐胶结物、黏土等杂质，筛选出至少200克粒径为0.2mm-1.0mm的混合砂，再纯化石英砂，必要时用手工逐粒挑拣，以确保石英砂的纯度。
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生活环境 “酷”冷天气求生存
当期《自然》杂志的封面上的大字标题是“Peking Man Was Cool”，“Cool”在这里既是指流行语“酷”，同时也在说北京直立人生存的环境相当冷。
高星曾说，二三十万年，在古人类学研究上不是什么惊人的时间差，而这对北京直立人来说，却有着非同一般的意义。美国爱达荷大学的古人类学家齐奥冲(Russell Ciochon)表示，这个时间将北京直立人生活的环境，移向了一个更寒冷的时代。这种气候适合于非洲式的稀树草原生长，而这正是直立人喜爱的环境，这可能是他们对全球进行“大侵袭”的原因之一，而北京直立人正是向全球侵袭的“直立人”的一支。
虽然直立人比较中意稀树草原，但太过寒冷的北方还是不那么好住的。到目前为止，从全球古人类遗址的分布上看，绝大多数的遗址分布在温暖的地带，比如南非、东非、印尼的爪哇岛以及我国南方地区。周口店位于东亚大陆靠北的区域，北京直立人一直是古人类中的“耐寒一族”，为古人类对寒冷气候的适应能力提供一个难得的研究范本。此次测年的新结论进一步改写了北京直立人生存的气候条件。从年代上看，四五十万年前，正是被学界称为“间冰期”(两个冰期中的暖期)中最温暖的时段，而77万年前则处于一个相对比较寒冷的时段。气候环境的改写，使得古人类学者需要重新认识古人类对环境的适应能力。
以用火为例，长期以来对周口店发现的用火的遗迹，中外学者一直有着不同的解释，中国学者普遍认为，是古人类有控制地主动用火。从上世纪80年代以来，国外一些学者提出可能是自然野火，甚至可能是动物粪便“变质”留下的痕迹。高星认为，此次测年结果对应的气候条件，将使更多学者重新考虑人为用火的可能，毕竟77万年前的气候条件，对北京猿人的耐寒能力，提出了更巨大的挑战。
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文化特质 沧海桑田无惧色
科学家们已经发掘出很多北京直立人的化石和他们制造的石器。有证据表明北京直立人一直生活到大约40万年以前。如果他们在77万年前就已经生活在这里，就要历经气候变化。
齐奥冲说“如果北京直立人在这里生活了这么长时间，他们的行为传统肯定会在很多代之间传承，所以才能适应气候的变化”。这种“行为传统”和动物的本能不同，它包含有学习、变化、适应的成分。
科学家们认为，周口店早期偏冷，可能还处于间冰期的初期，中、晚期较温暖。这里有过干旱的时期，出现过草原甚至沙漠，也曾出现过大面积水域。
研究同时也表明，北京直立人已经有了很强的制造工具的能力。北京直立人用砾石当锤子,根据石料的不同,分别采用直接打击法、碰砧法和砸击法打制石片。其中，用砸击法产生的两极石核和两极石片，在全部石制品中占有很大比重，并构成北京直立人“文化”的重要特色之一；第二步加工多用石锤直接打击，以一面打制为主，并且绝大多数由破裂面向背面加工。
而中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员黄万波认为，北京直立人遗址年代测定把其历史背景推到将近80万年前，这样就让它和同是生活在80万年前的陈家窝“蓝田猿人”、南京猿人处在同一历史背景下，这对中国古动物群的研究将有很大帮助。
沈冠军表示，他们今年还将继续完善铝铍埋藏测年法，要把精度提高到4万年。
