中国考古学是在20世纪初国家、民族乃至中华文化面临多重危机的背景之下诞生的，因此其自形成之初就肩负着重建中国早期历史，回答中华民族起源和中国社会发展问题的学科使命。特别是到了20世纪80年代，随着史前文化时空框架的初步建立，以及一系列史前城址、高等级贵族墓地等的发现，中华文明形成与发展的问题再次成为中国考古学家需要面对和解决的关键问题。北京大学作为我国考古学教育和研究领域的最高学府，在这一问题的探索中一直发挥着引领性的核心作用。
北京大学考古专业的第一任负责人苏秉琦先生自20世纪70年代以来就先后提出了考古学文化区系类型理论、中华文明起源的“满天星斗”说、“中国古代国家起源三部曲”和“发展模式三类型”等重要学术理论，长期指导了中国考古学界对中华文明起源的探索，也掀起了20世纪80年代以来中华文明起源研究的热潮。著名考古学家严文明先生对此也进行了系统深入的研究，并提出了中华文明起源的“重瓣花朵”理论，认为中国的民族和文化从史前时代开始就已经形成一种分层次的、“重瓣花朵”式的向心结构，其核心便是中原地区。赵辉教授在2000年进一步从中国史前文化发展历程的角度，论述了这种“以中原为中心的历史趋势”的形成。不过，这些研究大多仍然是学者个人层面的探索和思考，通过设立大型国家项目、集合不同学科领域的专家学者共同攻关，探索这一问题则要到21世纪初才开始。
在国家“九五”重点科技攻关项目——“夏商周断代工程”完成之后，项目的首席科学家之一，北京大学考古文博学院李伯谦先生敏锐地意识到中华文明起源的研究将是未来考古学的一个重大前沿领域。因此，联合中国社会科学院考古研究所，共同建议设立了“中华文明探源工程”（以下简称“探源工程”）。自2002年开始，探源工程先后作为国家“十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”期间的重大项目，列入科技攻关、科技支撑、重点研发计划项目，由科技部立项，国家文物局作为组织单位，联合了国内外数十家单位的近四百位专家学者开展了大规模的多学科交叉联合攻关，致力于探索中国文明起源这一重大课题。
探源工程自设立伊始，便是由北京大学考古文博学院与中国社会科学院考古研究所共同负责和实施的，北京大学的相关专家学者在项目总体设计、课题执行和成果总结与提炼等方面均发挥了主导性作用。截至目前为止，探源工程已经成功实施了四期，第五期正在进行之中。
项目总体设计
探源工程涉及的时间和空间范围广，研究内容复杂，参与的单位和学科多，项目的组织和实施难度较大。因此，在项目正式实施之前开展了为期两年（2002-2003年）的预研究，这一阶段垫定了项目架构的整体基础，由北京大学考古文博学院李伯谦教授、赵辉教授和中国社会科学院考古研究所王巍研究员总体负责。此后，各阶段的项目架构在预研究的基础上，根据研究目标和研究进展不断进行优化和调整。2004-2016年的前四个阶段，均由中国社会科学院考古研究所王巍研究员和北京大学考古文博学院赵辉教授共同负责，2020年开始的第五阶段研究，由中国社会科学院考古研究所陈星灿研究员和北京大学考古文博学院张弛教授共同负责。
作为人文社会科学领域国家级的重大研究项目，北京大学考古文博学院李伯谦教授、赵辉教授、张弛教授先后在探源工程中发挥了核心与领导地位。在组织架构方面，与中国社会科学院考古研究所的相关学者共同设计了探源工程的研究框架，搭建了研究团队和人才梯队，对工程的总方针、研究思路、方法和多学科联合攻关的科研模式进行了顶层设计与研究进程中的具体把控。
课题执行
2002-2003年的“预研究”阶段，共设置了9个课题，其中北京大学负责考古遗存的年代测定、古环境研究、文字与刻符研究、上古天象与历法研究和中外古代文明起源的比较研究等课题。同时，项目选定了豫西晋南地区龙山至二里头文化时期的核心遗址开展工作。北京大学考古文博学院赵辉教授、樊力副教授主持了洛阳洛宁西王村龙山文化遗址的发掘工作，并在河南登封王城岗、禹州瓦店遗址采集了关键层位的碳十四测年样品，由北京大学考古文博学院第四纪年代学实验室测定。
2004-2005年探源工程第一期（2004-2005）正式立项实施，设置了公元前2500－公元前1500年中原地区相关考古学文化分期谱系的精确测年，自然环境研究，聚落形态所反映的社会结构研究，经济、技术发展状况研究和文明形态研究等五个课题，重点围绕晋南豫西地区龙山至二里头文化时期，即夏文化分布范围和华夏文明起源问题开展工作。年代和环境课题分别由北京大学考古文博学院吴小红教授和城市与环境学院周力平教授主持。除此之外，北京大学考古文博学院刘绪教授主持对河南登封王城岗遗址进行了大规模钻探和发掘，发现了面积超过30万平方米的龙山文化城址，实证了“禹都阳城”的史实，初步勾勒出了公元前2500至前1500即尧舜时代到夏商之际的社会图景。出版了探源工程的第一本考古报告，成为探源工程第一期最重要的成果之一。
2006-2008年，探源工程第二期立项实施，将研究的空间范围扩展至整个长江、黄河和西辽河流域，时间范围扩展至公元前3500年至前1500年，设置了公元前3500年至公元前1500年各地区考古学文化谱系的精确测年、自然环境的变化、经济技术的发展、社会与精神文化的发展四个课题，北京大学吴小红和莫多闻教授分别负责年代和环境课题，秦岭副教授与中国社会科学院考古研究所何努研究员共同负责社会与精神文化课题。在这一阶段的研究中，北京大学在年代学方面做出了突出的成绩，提出系列样品测年方法，将整个黄河、长江流域的新石器时代晚期至青铜时代早期的考古学年代框架进行了更新，龙山文化的整体年代下限下移了200年。
2010-2012年，探源工程正式启动第三期，重点也从围绕中华文明起源与早期发展的多学科研究，扩展至中华文明探源工程中现代科技应用与支撑研究、文物保护与展示关键技术研究等方面，课题的设置也有所调整。吴小红教授和莫多闻教授分别继续负责年代学和环境课题，张弛教授负责区域聚落与居民研究课题，赵辉教授与王巍研究员共同负责中华文明形成和早期发展的整体研究课题。此外，生业、经济与技术研究课题由社科院考古所牵头负责，北京大学方面陈建立教授负责冶金考古，秦岭、张海副教授参与了植物考古、石器研究等子课题的研究工作。
2013-2015年，探源工程实施第四期，项目设置延续了上一阶段的方案，既包括中华文明起源与早期发展的多学科研究，也包括文物保护与展示关键技术研究，时空范围进一步扩张至整个黄河、长江、西辽河流域和边疆地区。北京大学吴小红、莫多闻、张弛教授继续负责其中的年代、环境和聚落与居民研究课题，新石器商周考古、科技考古、文物保护教研室多位教师参与其中。这一阶段的研究中，北京大学考古文博学院还直接参与了长江中游天门石家河城址和长江下游地区良渚遗址群的发掘和综合研究工作，特别是在良渚遗址群和城市、大型水利系统等重大发现的研究和价值论证中发挥了重要作用，为良渚遗址成功列入世界文化遗产垫定了基础。赵辉教授撰文论证“良渚文明的国家形态”，是实证中华文明五千多年的历史重要研究成果。
2020年，“探源工程”启动第五期，由北京大学考古文博学院张弛教授和中国社会科学院考古研究所陈星灿所长共同担任项目总负责人。项目进行了整体上的结构调整，研究的重点转到区域文明化进程方面，项目设置了北方长城地带、中原和海岱地区、长江流域等三个中国早期文明起源关键区域的综合研究课题，同时继续多学科支撑联合攻关的模式，设置年代学、古环境和人地关系、生业、资源与技术，古代人群与分子生物学等相关课题，同时还有中华文明起源进程的整体性研究。张弛教授、吴小红教授、秦岭副教授分别负责长江流域文化进程研究、年代学研究和生业、经济与技术研究课题。同时，孙庆伟教授、何嘉宁副教授等还深度参与了中华文明起源进程的整体性研究、古代人群与分子生物学课题。除负责专项研究课题之外，北京大学目前还在深度参与海岱地区临淄桐林遗址、长江上游广汉三星堆遗址和长江中游天门石家河遗址的考古发掘和研究工作，并继续参与长江下游地区良渚遗址群的综合研究。
在过去二十年的研究中，北京大学主持承担的研究任务，初步建立和完善了中华文明起源进程中的年代框架，为探讨中华文明起源和早期发展历程垫定了基础和前提；重建了我国不同区域在中华文明起源阶段的环境背景和人与环境互动的基本模式；形成了长江、黄河、西辽河流域等关键区域早期聚落与居民发展与交流过程的基本认识，成为新一阶段深入探索各区域文明发展历程的重要基石。同时，在与中华文明起源相关的生业、资源与技术，精神文化以及人类体质特征等领域，北京大学的相关学者都做出了重要的贡献，并主导着当前阶段对中华文明起源过程中生业、资源与技术的整合研究。
更为重要的是，在对中华文明起源过程的整体认识方面，赵辉教授作为整个项目前四期的共同负责人，始终是整个研究项目在学术研究方面的总体把控者。他较为宏观地对工程的总体进展和认识进行了初步总结，对中华文明起源的模式、阶段性、特征进行了较为宏观的概述。在研究各个地区迈向文明社会进程的基础上，探讨各地区文明化进程的特点及其原因，注意各地区文化及其不同势力集团力量的强弱消长变化。在此基础上，与整个探源研究团队一起，初步总结了中华文明多元一体化的历史进程。
北京大学历年承担的“中华文明探源工程”课题列表
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