追寻人类首次用火的线索

每年夏天，考古学家莎拉·赫鲁比克都会跋涉在肯尼亚崎岖不平的土路，前往一条干涸的河床，大致追随着大约160万年前在那里露营的古代原始人类的足迹。那些早期人类很可能屠宰动物并制作石器工具，而新泽西州新不伦瑞克市罗格斯大学的研究生赫鲁比克认为，他们是在闪烁的篝火旁这样做的。在她的夏季考察中，她收集烧焦的骨头碎片和土壤样本，希望能证明她的推断。

她的问题是关于一项至关重要的早期技术的基本问题：人类何时首次将火用于自身，经常使用它来取暖和烹饪？赫鲁比克和其他考古学家在过去冰冷的灰烬中搜寻，无法确定地说出答案。可能没有早到200万年前，但几乎可以肯定发生在30万年前。这留下了一个巨大的空白，有大量内容需要研究。

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这是一个看似简单却难以回答的问题。“为了找到早期的火，我们必须非常非常努力，”多伦多大学考古学中心主任迈克尔·查赞说。火的证据是短暂的：它的痕迹，以灰烬或烤焦的土壤的形式，通常会被风或水侵蚀掉。即使存在潜在燃烧的迹象，也很难理解其确切的来源。研究人员最近确定，在德国北部一个名为舍宁根的煤矿遗址发现的“烧焦”的深色木材和变红的沉积物，实际上是由水暴露和土壤分解造成的颜色，而不是古代火焰。即使火焰的证据更加确凿，也很难判断火灾是自然火灾还是人为火花造成的，或者人们是否从附近的野火中采集火种供自己使用。更难辨别的是，人们是否“经常”使用这些火，以及“经常”是指每周、每年还是每十年。

这个问题触及了成为人类的根本：火是推动人类进化的事物之一。烤制食物意味着富含卡路里的饮食，这可能促进了我们大脑的进化。火提供了抵御掠食者的保护和温暖，这可能使人类得以扩展其地理范围。此外，照料火焰和聚集在火焰周围可能有助于将我们塑造成我们现在这样的社会性动物。了解人们何时掌握了火，可以帮助考古学家弄清楚火是否以及如何促成了人类身体和思想进化的这些重大事件。例如，它是否真的与大脑容量的飞跃同时发生，这表明它可能帮助我们成为深刻的思想家？

但是，要考虑火如何影响原始人类的发展，研究人员首先必须挖掘出最基本的：我们的祖先以任何方式照料或使用的最初转瞬即逝的火焰证据。根据非洲和中东约六个挖掘点的发现，像赫鲁比克这样的研究人员正在将首次用火的日期推回到最遥远的估计——160万至80万年前。

赫鲁比克受到启发去调查她的遗址，即被称为库比福拉的更大考古区域的一部分，因为在库比福拉附近地区，在20世纪70年代和80年代首次发现了地表以下约一米的红色碗状斑块。这些看起来像是篝火加热和氧化土壤中的铁时地面发生的情况，使其变成类似铁锈的颜色。

为了到达遗址，赫鲁比克和她在库比福拉野外学校的学生驱车前往西比洛伊国家公园。然后，如果他们仍然有道路可以通行，他们会感到幸运；通常道路的部分路段在雨季会被冲毁，这可能会使他们的行程增加一天。在挖掘现场，他们住在帐篷里，挖井取水，并使用太阳能电池板，发电机作为补充能源。

当最初的露营者大约在160万年前首次占据这个地方时，景观有些不同。赫鲁比克说，他们很可能是直立人，尽管能人和鲍氏傍人也在该地区。那时，附近有一条河流。赫鲁比克推测，原始人类可能到该地区采集当地棕榈树的坚果。

赫鲁比克和其他考古学家在该遗址挖掘出约5000件人工制品——主要是骨头碎片或石片。作为他们细致的记录过程的一部分，考古学家精确地绘制出他们发现的每一块碎片的地点。如果原始人类照料过火，想必他们会围坐在火旁做饭、吃饭、聊天或加工石头。如果是这样，他们可能会留下垃圾，形式是烧焦的骨头或石片——很像现代篝火边界上散落的压扁的啤酒罐或塑料餐具。

回到实验室后，赫鲁比克使用红外光谱法测试了约800块骨头碎片，发现其中40块肯定是烧焦的，另有约80块可能暴露在火焰中。这40块烧焦的碎片聚集在一起，在一个直径不到一米的区域内，赫鲁比克怀疑这是原始人类聚集在炉火旁的地方。

尽管如此，这些物品也可能是被自然火灾烧毁的，无人使用和照料。西蒙弗雷泽大学位于加拿大本拿比的考古学家丹尼斯·桑德加特说，这很容易混淆，尤其是在遗骸没有清晰的模式时。他指出，他的同事观察到在废弃的印加人定居点中，灌木丛自然燃烧的遗址。“它们看起来完全像炉床，”他说。赫鲁比克指出，白蚁丘通常建在非洲、澳大利亚和南美洲的枯树中，也可能燃烧。

但是赫鲁比克看到的骨头和周围泥土的变化意味着火在同一地点燃烧了至少一两个小时，她说，这排除了快速移动的草地火灾。她说，树桩或白蚁丘火灾的沉积物看起来会不同：例如，白蚁丘包含通道，由于随着时间的推移填充它们的不同沉积物，这些通道仍然可见。相比之下，树桩沉积物会更加压实。“我相当确信我们至少有一个[人类使用]火的实例在该遗址，”她总结道，尽管她无法确定火是露营者点燃的，还是只是由他们照料的。

如果得到证实，赫鲁比克160万年前的遗址将是人类用火的最早案例，她说。但这并不是唯一将用火时间推回一百万年或更久的遗址。查赞、西蒙弗雷泽大学的地球考古学家弗朗西斯科·伯纳及其同事在南非的奇迹洞穴中发现了一个古老的火灾遗址。

自大约200万年前以来，奇迹洞穴断断续续地庇护着原始人类。今天进入洞穴，考古学家绕过在入口附近矗立了35000年的巨大石笋。墙壁上装饰着古代的长颈鹿图案和散列标记以及其他白色、红色和黑色的图案。洞穴深度超过100米，高度约3米。“它基本上就像一条地铁隧道，”查赞说。考古学家发现，大约在30万至50万年前，原始人类将石英、赭石和其他有色矿物带入洞穴深处，用于神秘的甚至可能是仪式性的目的。麦格雷戈博物馆的已故考古学家彼得·博蒙特在1978年至1996年间在该遗址进行了多次挖掘，他声称在160万至170万年前的地层中发现了火的证据。查赞和其他人对此表示怀疑。

研究人员在2005年挖掘洞穴入口约30米处的一个特定区域时，没有注意到任何火的证据。然而，当他们在2009年在以色列雷霍沃特的魏茨曼科学研究所会面时，他们改变了对博蒙特主张的看法。他们的目标是检查从洞穴中采集并使用一种称为微形态学的技术保存下来的沉积物层。他们从洞穴地面切出沉积物块，并将其浸泡在树脂中以使其硬化。然后，他们修剪掉切片，将它们安装在玻璃载玻片上，并将其研磨至仅30微米厚，以便在显微镜下观察。会议进行到一半时，房间里的地球考古学家突然精神一振。“哦，我的上帝，那是木灰，”查赞回忆起他们说。“不，不可能。”

研究人员更仔细地观察并咨询了另一位专家。到一天结束时，他们相当确信：在奇迹洞穴中发现了100万年前的烧焦骨头碎片以及灰烬。（这一发现迫使查赞重新考虑他正在准备的一篇论文，他在论文中原本计划论证人类直到大约40万年前才使用或点燃火。）

在洞穴深处30米处，烧焦区域的位置太深，不可能是雷击地点。这使得考古学家推测，原始人类从野火中收集火焰并将其带入洞穴。但波士顿大学的荣誉教授、团队中的地球考古学家之一保罗·戈德堡警告说，迄今为止，灰烬层中缺少的是结构化火灾的证据，即洞穴居民聚集的地方。该证据可能采取坑、被木炭和灰烬覆盖的红色岩石或土壤，或者像赫鲁比克在库比福拉看到的那样，集中丢弃的工具和垃圾的形式。进一步的调查正在进行中。

尽管查赞、赫鲁比克和其他人做出了最大的努力，但许多考古学家仍然怀疑人类在如此早期的年代就照料过火焰。桑德加特说，对于像奇迹洞穴和库比福拉这样的早期遗址，他只是没有被排除合理怀疑地信服。“在这一点上，我相当不可知，”他说；对他来说，赫鲁比克的“炉床”可能仍然只是一丛燃烧的灌木。

像库比福拉这样的可能的早期火灾遗址被列入2015年在葡萄牙辛特拉举行的会议的议程，该会议由桑德加特和伯纳组织，考古学家在会上讨论了火与人属。与会者一致认为，他们真的很想知道火何时成为一种如此常用的工具，以至于影响了原始人类的进化。

赫鲁比克计划调查一百多万年前火的使用可能有多么普遍。她想将目光投向库比福拉以外的东非其他挖掘点，以及目前存放在博物馆中的人工制品。通过应用她在肯尼亚使用的技术，例如红外光谱法和微形态学，这些技术在本世纪才普及，她希望发现其他人可能错过的火的证据。

但是，确定“经常使用”是一项艰巨的任务。最早有证据表明持续用火的遗址之一是以色列的卡塞姆洞穴，原始人类大约在40万年前开始使用它。“洞穴里到处都是木灰，”以色列特拉维夫大学的考古学家冉·巴尔凯说。“我们有大量的烧焦的骨头和烧焦的燧石物品。”他认为，洞穴居民有能力点燃火，尽管他还没有直接的考古证据。但即使在卡塞姆，也难以确定洞穴使用者是否经常围坐在火旁，或者只是每世纪罕见地采集一次，桑德加特指出；测年方法根本不够精确，无法分辨。

仅仅因为一种文化照料，甚至点燃了火，并不意味着这个概念立即流行起来并永远温暖了人类。在火被巩固到人类习惯中之前，火的照料可能断断续续地发生。

桑德加特和他的合作者，宾夕法尼亚大学费城分校的考古学家哈罗德·迪布尔认为，这就是尼安德特人的情况，他们居住在这对搭档在法国挖掘的遗址中，这些遗址的年代介于10万至4万年前之间。他们发现一些沉积物层包含灰烬和烧焦的工具和骨头，还有一些层没有。奇怪的是，在最近、最寒冷的时期，火似乎消失了。他们推测，尼安德特人无法生火，而且他们在雷击频繁的温暖时期更容易获得火。

但是他们的假设引出了一个问题：如果尼安德特人不能生火，他们是如何在寒冷中生存下来的？“这是一个棘手的问题，”桑德加特承认道。“七万五千年前，天气真的很冷。”他说，平均温度可能比今天低5到10摄氏度。他推测，也许尼安德特人制作了保暖的衣服，或者也许他们只是相当多毛。

其他人怀疑尼安德特人的用火真的消失了。“我非常肯定他们知道如何生火，”赫鲁比克说。她推测，对桑德加特和迪布尔的发现的另一种解释是，尼安德特人可能不得不在寒冷和相对无树的时期依靠动物粪便而不是木材作为燃料。也许他们想把烹饪或工具制造的火产生的臭味烟雾远离他们的洞穴家园，因此他们在更远的地方点燃了那些火——那里的证据更容易被冲走，或者尚未被发现。

荷兰莱顿大学考古学博士生安德鲁·索伦森正在更直接地研究这些人是否能够生火的问题。“唯一真正、真实的方法来判断他们是否自己生火是寻找他们用来生火的工具，”他说。

不幸的是，大多数生火工具，例如旋转以产生摩擦的木棍，都是用木头制成的，因此不太可能在考古记录中幸存下来。这使得撞击岩石，例如用黄铁矿撞击燧石，成为索伦森最有可能找到证据的方法。在比利时发现的一个手工凹槽黄铁矿结核中，有确凿的证据表明，大约在13000年前，一些人类以这种方式生火。索伦森一直在博物馆里挑选岩石，寻找可能表明这些石头被用来撞击生火的微观标记，也许只使用过一两次就被丢弃了。他说，他已经检查了来自大约5万年前居住在法国西南部的尼安德特人的几件这样的工具。

“尼安德特人几乎肯定在上次冰河时期生火，”索伦森说，他指的是大约10万至3.5万年前的时期。

无论人类究竟何时设法使火成为他们生活中的常态，科学家们都同意这是人类进化中的一个转折点。最终，人类达到了一个无法回头的地步，火变得必不可少。现代人离不开它，无论是燃烧汽油为我们的引擎提供动力，温暖我们几乎无毛的身体，还是烹饪粥或牛排。

特别是烹饪，被广泛认为是至关重要的适应。它使肉类和蔬菜更容易咀嚼，并释放卡路里以供消化。哈佛大学位于马萨诸塞州剑桥市的进化生物学家理查德·兰厄姆认为，烹饪用火改变了人类进化的进程。作为我们对火焰的需求的证据，他指出研究表明，现代女性如果遵循完全或主要以生食为主的饮食，往往不会来月经——这显然是物种繁殖所需要的。

当然，早期的原始人类在寒冷中也能很好地繁殖。兰厄姆认为，这种情况开始随着直立人的出现而改变，后者可能在大约190万年前出现在地球上。它的祖先有大的牙齿来碾碎坚硬的食物，大的腹部来发酵这些食物，以及相对较小的颅骨。在直立人身上，科学家们看到了向更高大、更聪明的人类转变，他们遍布非洲、亚洲和欧洲部分地区。“是什么使直立人成为可能？”赫鲁比克问道。“肯定发生了什么事。”

她和兰厄姆认为，那件事可能是对火的控制。早期火的年代可以追溯到200万年前，这可能支持这一假设，但其他考古学家表示，地面上的证据很薄弱。

“我喜欢理查德·兰厄姆的烹饪假设……这很有道理，”桑德加特说。“不幸的是，经验数据并没有很好地支持它。”他认为，即使绝大多数直立人的火没有留下痕迹，如果他们烹饪的食物足以改变他们的进化进程，也应该看到超过六个分散的遗址。其他研究人员认为，与其烹饪，切碎食物可能提供了类似的卡路里提升。

在葡萄牙会议上，以色列考古学家巴尔凯提出了另一种烹饪假设，这将解释为什么大约在40万年前，火在现在的中东地区变得普遍。巴尔凯说，在那之前，大象已经在该地区居住了数十万年，很可能是一个关键的食物来源。厚皮动物是一顿丰盛的餐食：它们比其他动物更肥，即使肉是生的，这些脂肪卡路里也很容易获得。大约在40万年前，大象基本上从考古记录中消失了，尽管有几份记录发现了稍晚日期可能存在大象的证据。尚不确定为什么这些巨兽消失了；也许它们被过度捕猎了。巴尔凯提出，它们的消失与更精瘦的猎人的出现相吻合，他认为这将迫使人们转向更精瘦的食物，例如黇鹿。巴尔凯认为，掌握火和烹饪肉类将释放足够的卡路里来喂养饥饿的原始人类。

查赞说，大象假设有助于解释早期原始人类如何在没有火的情况下为身体提供能量。但桑德加特补充说，真实情况可能更复杂。“我不认为选择就像‘大象还是火’那么简单，”他说，并指出欧洲等地的一些原始人类显然设法从大象或猛犸象以外的生肉游戏中获得足够的卡路里。

虽然富含卡路里的食物可能是采用火的主要驱动因素，但还有其他好处，从温暖到抵御掠食者的保护。照料炉火也可能对社交技能的进化产生重大影响：人们将不得不合作来管理和喂养火，他们也许会在火焰周围进行社交。“当你把火引入居住地时，我认为会发生一些非常深刻的事情，”查赞说。“它令人着迷。”

但是，在赫鲁比克和其他人的工作变得更加具体，并且挖掘出更多火的证据之前，火的使用究竟何时何地变得普遍，以及这如何改变了人类进化，仍将处于争论之中。“这是最伟大的谜团之一，”赫鲁比克说。

编者注：2015年“火与人属”会议由温纳-格林基金会赞助，该基金会也支持SAPIENS。今年8月，芝加哥大学出版社将在《当代人类学》杂志的温纳-格林研讨会系列开放获取增刊中发表基于会议讨论的论文。

本文经www.sapiens.org许可转载。这篇文章于2017年6月14日首次发表。