裴文中（左一）与中外专家在周口店发掘驻地留影
1929年4月，由北京大学地质系毕业进入中国地质调查所新生代研究室一年多的裴文中，来到北京市房山周口店，担任发掘古脊椎动物与古人类行动总指挥。 走马上任，裴文中指挥发掘队雇用人员在1928年发掘过的地方，由第5层起继续向深处发掘。 发掘的遗迹显示出极其浓厚的地层，从洞顶到空隙底部，不少于35米。而从整个洞穴堆积的内容看，从底部到顶部都属于同一地质年代的动物群。 严酷的冬天已经来临，大雪一阵接一阵，周口店群山一片惨白。周口店的发掘仍在继续。 随着深度不断延伸，堆积物的体积也渐渐变得狭小起来。当深度已进入地下40余米时，狭窄的空间几乎只能容下一两个人的身影。正当裴文中考虑就此收兵时，却意外地在空隙的底部凿穿了一个洞穴。这个洞穴的出现，意味着北京人的大门轰然洞开了。  裴文中指挥工人在发现“北京人”头盖骨的洞穴内外工作
三个工人手持蜡烛相继进入洞内，极富远见的裴文中当然不会错过眼前的机会，他很快找来绳子拴在腰上，点燃一根蜡烛攥在手中，对后面的人说：“将绳子这一头坠住，我下去看看。” 裴文中坠绳而下，进入洞中。 蜡烛的火苗在忽明忽暗地扑扑跳荡，辩不清洞的长度，阴森恐怖的气氛笼罩着裴文中的全身。他摸着洞壁大约在深入到五、六米的地方，看到了前面的几个晃动的人影。他凑上前来漫漫将弓着的身子蹲下来仔细察看。他惊奇地发现，无数远古动物的化石都安详地躺在洞底的尘土之中，只要用手一扒，化石便清晰地显露出来。面对眼前一切，裴文中那颗扑扑跳动的心被极度的兴奋所替代，这种兴奋使他忘记了是在窄小的洞穴之中，以致当地猛地起身站立时，头撞在洞顶坚硬的石壁上，一声闷响，使他差点昏倒。 他在工人们齐声叫劲中顺着绳子爬出洞穴。多少年后，跟他发掘的工人还清楚地记得他刚走出洞口时的场景——裴文中一手捂着凸起血包的头，脸上荡漾着显然是高度兴奋才有的红晕，语言极不流畅地说：“我……我发现了祖先，不对，是……是我感觉到将要在这里发现……发现我们的祖先。” 像当年的安特生博士一样，裴文中对洞穴内存在人类祖先的预感，再一次被验证。只是，它的验证要快得多，就在第二天。 这是一个世界考古学和古人类学史上都无法忘却的日子——1929年12月2日。 从洞口开始的发掘已向里延伸到10米，尽管裴文中和其他三人手持的四支蜡烛仍在不住地燃烧、跳动，但洞内却越发昏暗，残淡的光亮使四名发掘者几乎看不清对方的脸。含大量化石的堆积物被一铲铲小心地挖出，又一筐筐拉出洞口。山野中寒风呼号，零星的雪花在风的裹挟下漫无边际地飘荡，惨白的太阳在西方的山顶悄悄从云雾中钻出，向世界作了最后的告别。天就要黑了。 越发黑暗的洞穴深处没有人讲话，沉寂中只有锤镐、探铲发出的冰凉的碰撞声。只有这样的响动，才显示着这阴暗的深处拥有高级生命的运动。 突然，裴文中大喊一声：“这是什么？！” 几个人同时哆嗦了一下，放下手中的工具向裴文中围拢过来。 一豆烛光照耀着洞底，映射着一个凸露的圆圆的东西。 “像是人头？是人头！”裴文中再次喊叫起来。 奇迹出现了。匿藏了50万年的人类祖先，终于露出了他的面庞。裴文中感到：“从未有过的身心的颤栗和激动，面对这辉煌夺目的伟大发现，我竟一时不知所措。” 发现的头骨化石，一半埋在松软的土层，一半在硬土之中，要想取出，首先应把周围的杂土清理干净。裴文中与几个技工将这一切做完后，找来撬棍轻轻插于头骨底部，然后慢慢撬动。由于头骨已演变成化石，撬动中骨盖破裂，无法完整地抱出洞穴。来不及找合适的包裹物将头骨盛下，因为这个发现太突然，太出乎意料了，即使最伟大、最有远见的科学家，也断然不会想到这一人类研究史上照耀千古的发现就在今天。 裴文中急中生智，迅速脱下身上的棉袄，将头盖骨轻轻地包藏起来，小心地弓腰走出洞穴。 夜幕降临了，起伏的山峦在夜色包围中格外肃穆空旷。风已停歇，雪下得越发紧起来，看样子一场真正的封山大雪就要到来。裴文中怀抱头盖骨在起伏不平的山间小路上向前走着，走着…… 裴文中来到山下的办事处，也是他工作的指挥部兼宿舍，打开包裹着的头盖骨，让蜂拥而上的民工兄弟们一一观瞻。裴在后来撰写的回忆中说道：“发见了猿人头骨，晚上我没有吃好饭，因为太高兴了。我高兴了，如何令北平人们知道呢？如何使他们也高兴？我先决定派专人去送信，写好了信，令人次日早晨返平，专呈翁所长。” 与裴文中料想的结果大不相同，北京方面接到消息后，在一片哗然中竟没有人相信这位刚走出校门的小伙子会交上如此的好运。“如果说发现了头盖骨，肯定不是人而是其它动物的，就裴文中的知识和才华，他可能还辩不清人与其它动物的差异到底在哪里，确切地说他还不知道什么是‘人’……”有为数不少的科学界资深人士做出了如此结论。即是极富远见并对周口店发掘抱有极大希望的协和医学院加拿大籍教授步达生（Davidson Black），在接到电报后也懵了。 北京的喧哗与骚动，摇头与嘲讽，裴文中当然不会知道，在周品店那间冷清的屋子里，他正紧张而有序地做着如何把头盖骨安全运送到北京的准备。 几十万年的造化，将头盖骨变成化石的同时，又富予了它一个婴儿般娇嫩的外表，整个头盖骨既酥软又潮湿，稍一震动就发生爆裂。如此一种状况，显然无法安全无损地带回北平。经过反复思考，裴文中大胆做出先用火将头盖骨慢慢熏干，待严密包扎后再送往北京的决定。如此处理方法这在当时是前无先例的。 一堆柴火在泥做的盆中劈哩啪啦地爆响、燃烧，碳头越聚越多。待木柴全部燃尽后，裴文中将头盖骨捧在手里在死火的上方烘烤。 12月6日清晨，裴文中宣布1929的周口店遗址发掘到此结束。 送走民工，他将头盖骨用自己的两床旧棉被包裹起来，外面捆上褥子和线毯，连同其他生活用具一道背下山，登上了去北京的长途汽车进入北平城。  1929年12月3日，裴文中抱着经石膏加固后包裹好的头盖骨准备送往北平， 技工王存义拍摄时太注意“北京人”之头而忽略了裴氏之头，因而只有半个脸（王存义摄） 在协和医学院新生代研究室，当步达生教授用别针一点点将包裹着头骨的硬土剔掉时，这位世界一流的古人类研究专家抱着头骨怔怔地看了十几分钟，由于高度兴奋，抖动的双手差点将头骨摔在地下。 “没错，是人的，是人的。”步达生两眼放光，站身拍了一把裴文中的肩膀，高声说道：“小伙子，感谢你，整个世界的古人类学家都应该感谢你的伟大发现。记住，从现在起，你的名字可以留传后世了。” 12月28日下午，中国地质学会特别会议在地质调查所隆重举行，应邀到会的除科学界的大师名流外，还有中外新闻界人士。裴文中在会上作了发现“北京人”头盖骨的报告。正如预料的一样，这一创世纪的伟大发现，立即轰动了世界。当时的北京《晨报》以巨幅标题作了如下报道： 五十万年前的人类祖先被唤醒 周口店发现一完整的猿人头盖骨 昨日下午2时，中国地质学会特别会议在地质调查所隆重举行，调查所所长翁文灏致辞，裴文中、步达生、杨钟键、德日进等中外科学家出席演说。裴氏发表其重要科学的发现。谓北京西南周口店曾掘得“北京人”头盖骨一个，已变成完整的化石。此乃世界前古之人类的化石，其年代当在五十万年以上，亦是亚洲发现第一块远古人类头骨，此种发现足令世界震惊。毫无疑义，是裴文中氏唤醒了亚洲最古老之人类，并把它从沉睡的洞穴请出来。 这一创世纪发现，使整个人类早期理论渐已成熟…… 青年的裴文中以发现“北京人”头盖骨而把周口店的发掘和研究推上了辉煌顶峰，但这并不意味着整项事业已走到终点。几乎每一位关心周口店的科学家都清楚地知道，在那个充溢着奇迹的山洞里，一定还会有与之匹敌的惊人发现等待现代人类去叩访。
令人痛心的是，1941年12月8日，随着日本帝国海军偷袭珍珠港，太平洋战争爆发，深藏在协和医学院地下室保险柜中珍贵的“北京人”头盖骨化石，在美国海军陆战队转移途中被弄得下落不明，只有一块模型尚留人间成为中国乃至世界人类的伤痛的记忆。
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