遠古石器迫使人們重新思考人類起源

來自肯亞的遠古石器打破了關於人類何時以及如何成為創新者的經典故事

考古學家在肯亞西北部一個名為洛梅克維3 (Lomekwi 3) 的遺址,出土了世界上最古老的石器。

安德魯·雷內森 (Andrew Renneisen)

肯亞圖爾卡納湖西北岸的荒涼沙漠,對居住在那裡的人們來說幾乎一無所有。飲用水難以尋覓,大多數野生動物的數量也已驟降至幾近消失。圖爾卡納人靠畜牧為生,在炎熱乾旱的鄉村放牧山羊、綿羊、牛、驢和偶爾出現的駱駝。生活艱苦。但數百萬年前,這裡淡水充沛,植物和動物繁盛。對於定居於此的人類祖先來說,這裡一定是天堂。

索尼婭·哈曼德 (Sonia Harmand) 來到這個地區是為了研究這些祖先用石頭留下的遺產。哈曼德是石溪大學 (Stony Brook University) 的考古學家。她目光銳利,氣場強大。在一個霧濛濛的七月早晨,哈曼德坐在一張小木製摺疊桌旁,仔細地檢查一塊石頭。它是棕灰色的,大約只有她小指指甲蓋大小,在未經訓練的人看來,毫不起眼。但這正是她一直在尋找的東西。

在附近,來自肯亞、法國、美國和英國的15名工人正在挖掘一座矮山的側面。他們用錘子敲擊鑿子,一下一下地剝落淺黃色的沉積物,尋找任何可能表明古代人類活動的石塊碎片。在山頂上,工人們的水瓶像聖誕裝飾品一樣掛在刺槐樹的帶刺樹枝上;清晨的微風會讓瓶子裡的水保持涼爽,直到白天的炎熱來臨。到了下午,氣溫將超過華氏100度,而無風且被太陽炙烤的挖掘場地,將名副其實地被稱為“烤箱”。


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2015年,哈曼德和她的丈夫傑森·劉易斯 (Jason Lewis),一位石溪大學的古人類學家,宣佈他們的團隊在這個名為洛梅克維3的遺址發現了330萬年前的石器。這些是迄今為止發現的最古老的石器——如此古老,以至於它們挑戰了一個關於人類進化的珍視理論。科學家們想了解是誰製造了這些工具,以及為什麼。但他們還有一個更緊迫的任務:挖掘更多證據,證明這些工具實際上和它們看起來一樣古老。

哈曼德手中的碎片是研究人員自來到這裡以來,首次發現的古代石器生產的證據。它是一塊石屑,是石器敲擊產生的——即用一塊石頭敲擊另一塊石頭,以產生鋒利邊緣的薄片。這塊碎片很小很輕,意味著自數百萬年前以來,該遺址沒有受到流水的擾動。反過來,這個事實也支援了洛梅克維3的工具來自這個古老的沉積層,而不是較年輕的沉積層的論點。現在挖掘者已經到達了遺址中含有文物的地層,他們必須小心謹慎地進行。“Pole pole,”哈曼德用斯瓦希里語指示他們。“慢慢地,慢慢地。”

2016年7月,工人們在洛梅克維3遺址挖掘山坡側面,尋找文物 (1)。他們篩查每一桶挖出的沉積物,希望能找到哪怕是最細小的感興趣的碎片 (2)。每一塊卵石都會被研究,以尋找人類改造的跡象。圖片來源:安德魯·雷內森 (Andrew Renneisen);阿曼達·蒙塔內斯 (Amanda Montañez)

長期以來,古人類學家一直將石器生產視為人屬 (Homo genus) 的定義特徵之一,以及我們進化成功的關鍵。其他生物也會使用工具,但只有人類會塑造堅硬的材料,如岩石,以適應他們的目的。此外,只有人類會在先前的創新基礎上發展,隨著時間的推移,不斷提高工具的效用和複雜性。“我們似乎是唯一完全走向技術化的譜系,”獨立研究員邁克爾·哈斯拉姆 (Michael Haslam) 說。“這甚至不是柺杖。它就像我們身體的延伸。”

傳統觀點認為,我們的技術依賴性開始於三百萬至兩百萬年前的全球氣候變化時期,當時非洲的林地轉變為熱帶稀樹草原。人科動物 (Hominins),即人類家族的成員,發現自己正處於十字路口。他們舊的食物來源正在消失。他們必須適應,否則將面臨滅絕。其中一個譜系,即所謂的粗壯南方古猿 (robust australopithecines),透過進化出巨大的臼齒和強壯的下頜來應對,以處理草原環境中可獲得的更堅韌的植物性食物。另一個譜系——腦容量更大的人屬——發明了石器,這使他們能夠獲得各種各樣的食物來源,包括以這些新植物為食的動物。憑藉肉類中豐富的卡路里,人屬能夠負擔得起為更大的大腦提供能量,而更大的大腦可以發明新的和更好的工具來獲取更多的卡路里。簡而言之,一個反饋迴路形成了,這個迴路推動了我們的大腦尺寸和創新能力達到前所未有的高度。到一百萬年前,粗壯南方古猿消失了,而人屬正走在征服地球的道路上。

洛梅克維的工具打破了這種設想。它們不僅太古老,不可能屬於人屬,而且它們也早於據稱激發我們祖先創造動力的氣候變化。而且,由於遺址中沒有任何帶有切割痕跡的骨骼或其他屠宰跡象,因此完全不確定這些工具是否被用來處理動物性食物。更重要的是,洛梅克維的工具與記錄中第二古老的工具之間,間隔著如此廣闊的時間跨度,以至於無法將它們與人類其餘的技術努力聯絡起來,這表明石器的出現不一定是專家們一直設想的那個分水嶺時刻。

這些新發現讓科學家們爭先恐後地弄清楚,我們的祖先何時以及如何獲得了概念化和製造石器,並將他們的技藝傳給下一代所需的認知和身體特徵。如果多個譜系都用岩石製造工具,研究人員將需要重新思考他們所知的關於技術起源的大部分內容,以及技術如何塑造了我們家族樹的分支。

灌木叢中,黎明溫柔地降臨——天空緩慢地變亮,鳥鳴聲逐漸增強——團隊的營地,位於距洛梅克維3遺址約一英里的乾涸河床岸邊,開始活躍起來。早上6點30分,工人們從帳篷裡出來,前往簡易餐桌吃早餐,沿著一條鋪著礫石的小路行走,小路兩旁堆放著石頭,以阻止蛇和蠍子。不到一個小時,他們就擠進陸地巡洋艦,開始了一段顛簸的旅程,前往挖掘地點。

團隊少了一輛車,剩下的兩輛車座位也不夠,因此考古學家海倫·羅什 (Hélène Roche) 決定留在營地。羅什是法國國家科學研究中心 (French National Center for Scientific Research) 的榮譽研究主任,也是早期石器技術專家。她留著沙色的短髮,穿著沙漠色調的衣服。她的聲音低沉而清脆。在2011年將韁繩交給哈曼德和劉易斯之前,羅什在圖爾卡納西部領導考古研究工作長達17年。她這次回來是為了考察他們在本次考察後半段的進展情況。我留在營地一天,向她詢問該地區的工作歷史。

“當我剛開始從事考古學時,我們才剛剛習慣在奧杜威峽谷 (Olduvai) 發現180萬年前的石器,”羅什回憶道。1964年,肯亞古人類學家路易斯·利基 (Louis Leakey) 宣佈,他發現了與當時世界上已知最古老的文物,即坦尚尼亞奧杜威峽谷的石器 (被稱為奧爾杜威工具 (Oldowan tools)) 相關的人屬化石。他將這些化石歸為一個新物種,能人 (Homo habilis),即“手巧的人”,鞏固了石器製造與人屬的出現有關的觀點。

然而,石器可能起源於人屬之前的暗示很快就出現了。在1970年代,當時還是研究生的羅什,在衣索比亞一個名為戈納 (Gona) 的遺址發現了更古老的奧爾杜威石器。當考古學家西萊什·塞馬伕 (Sileshi Semaw),現任西班牙布林戈斯人類進化研究國家中心 (National Center for Research on Human Evolution in Burgos, Spain) 研究員,和他的同事最終分析了這些工具時,他們報告說這些工具距今已有260萬年。由於沒有與這些工具一起出土人科動物遺骸,研究人員無法確定是哪個物種製造了它們。塞馬伕和他的團隊提出,在附近另一個遺址發現的小腦容量南方古猿物種——加爾希南方古猿 (Australopithecus garhi)——是工具製造者。然而,很少有人被這個論點說服。人屬仍然是最受歡迎的候選者,即使在當時,已知最古老的人屬化石也只有240萬年曆史。(最近的一項發現已將人屬化石記錄追溯到280萬年前。)

然而,儘管戈納的文物非常古老,但它們看起來也過於精巧,不像是人類首次涉足石器製造。其他開始出現的古代工具也是如此,包括一些來自圖爾卡納西部的工具。在1990年代,羅什在距離這裡五英里的一個名為洛卡萊萊2c (Lokalalei 2c) 的遺址發現了230萬年前的奧爾杜威石器。她意識到,在許多情況下,該遺址儲存了完整的石器敲擊序列,她可以像拼三維拼圖一樣將它們拼湊起來。透過將洛卡萊萊的石片重新裝配到它們脫落的石核上,羅什和她的同事可以證明,製作者從一個石核上敲擊了多達70片石片。這項令人印象深刻的壯舉需要理解最適合剝片 (一面平坦,另一面凸起) 的岩石形狀,並仔細計劃在剝片時保持該形狀。“你無法想象將碎片拼合在一起,重建 [工具製造者] 所做的事情以及他如何完成它,進入史前思維是什麼感覺,”她說。

越來越清楚的是,戈納、洛卡萊萊和其他地方出土的工具所表現出的精巧程度,不可能完全來自這些石器敲擊者的頭腦。某種技術傳統一定早於奧爾杜威文化。

2010年,更古老的石器技術跡象浮出水面。芝加哥大學 (University of Chicago) 的澤雷塞納伊·阿萊姆塞吉德 (Zeresenay Alemseged) 和他的同事報告說,他們在衣索比亞迪基卡 (Dikika) 遺址發現了兩塊動物骨骼,上面有疑似石器造成的切割痕跡。這些骨骼的年代可追溯到340萬年前,比已知最早的人屬痕跡早數萬年。研究人員認為這些痕跡是南方古猿阿法種 (Australopithecus afarensis) 造成的,該物種在許多方面仍然像猿類,大腦灰質與黑猩猩的大腦灰質差不多,身體仍然保留著一些適應樹棲生活的特徵——很難說是研究人員傳統上期望的第一位屠夫所應有的聰明,完全陸地化的人科動物。然而,這些說法並未受到挑戰。一些專家反駁說,動物可能踐踏了這些骨骼。批評者認為,如果沒有石器本身,迪基卡的傷疤就不能被認為是工具造成的痕跡——而技術究竟起源於多久以前的問題,仍然沒有解決。

大約在關於迪基卡骨骼的爭論爆發的同時,哈曼德和劉易斯開始醞釀一個計劃,尋找更古老的石器,迪基卡的痕跡,以及戈納和洛卡萊萊出土的過於精良而不像是最早的工具,都暗示了這些石器的存在。2011年夏天,他們開始在圖爾卡納湖西側尋找新的考古遺址。

圖爾卡納盆地,以及它所在的東非大裂谷 (Great Rift Valley) 的大部分地區,都是古人類學家的夢想之地。它不僅蘊藏著豐富的化石和文物,而且還將它們儲存在岩石中,透過一些偵查,可以相對確定地確定年代。該地區火山爆發和水位波動的歷史記錄在沉積層中,這些沉積層經過漫長的歲月積累,形成了一種類似千層糕的結構。水和風的侵蝕暴露了盆地各處的蛋糕橫截面。構造活動將一些部分推高,另一些部分推低,但只要任何給定的暴露面至少保留了蛋糕的幾層,研究人員就可以弄清楚它在地質序列中的位置,從而確定它的年代。

挖掘者在沉積物中挖掘了數週,才找到任何文物 (1)。最初的發現是敲擊過程中偶然產生的石片 (2)。一層名為託羅託凝灰岩 (Toroto Tuff) 的火山灰層幫助確定了遺址的年代 (3)。圖片來源:安德魯·雷內森 (Andrew Renneisen)

為了在崎嶇不平、沒有道路的景觀中導航,團隊駕駛汽車在乾涸的河床中行駛,這些河床被稱為拉加斯 (lagas),蜿蜒穿過該地區,從湖泊延伸到西部地區。那一年7月9日,研究人員正前往一個遺址,12年前,另一個團隊在那裡發現了一個350萬年前的另一種人科動物——扁臉肯亞猿人 (Kenyanthropus platyops) 的頭骨,結果他們走錯了洛梅克維拉加的分支,迷路了。他們爬上一座附近的山坡,以便更好地觀察地形,這時他們意識到,他們最終到達的地方正是那種有望發現古代遺蹟的地方。柔軟的湖泊沉積物的露頭環繞著他們,這些沉積物往往能很好地儲存化石和文物。研究人員從之前對該地區的地質測繪中得知,沿著這條拉加的所有沉積物都超過270萬年。他們決定四處看看。

在幾個小時內,團隊中的圖爾卡納成員之一薩米·洛科羅迪 (Sammy Lokorodi) 發現了多塊石頭,上面有石器敲擊的標誌——相鄰的、勺狀的疤痕,那是鋒利的石片被剝落的地方。這些會是團隊正在尋找的更古老、更原始的工具嗎?也許是。但這些工具是在地表發現的。現代人——也許是路過的圖爾卡納遊牧民——可能製造了它們並留在了那裡。研究人員知道,為了令人信服地證明這些工具是古代的,他們必須找到更多被密封在沉積物中的工具,這些沉積物自沉積以來一直未被擾動,並對該遺址進行詳細的地質分析,以更精確地確定文物的年代。他們的工作才剛剛開始。

當研究人員公開他們的發現時,他們在2015年的《自然》雜誌 (Nature) 上描述了這一發現,他們已經從一個140平方英尺的區域挖掘出了19件石器。他們還將含有這些工具的沉積層的位置,與已知年代的岩層相關聯,包括一層331萬年前的壓實火山灰層,稱為託羅託凝灰岩,以及一層來自333萬年前的磁性反轉層,當時地球的磁極發生了轉換。他們還找到了工具原材料的來源——一層333萬年前的海灘,其中含有火山玄武岩和響巖的礫石,以及魚類和鱷魚化石,這些化石表明,與今天相比,當時的湖泊水位要高得多。這些線索共同表明,這些工具的年代可以追溯到驚人的330萬年前——比戈納工具早70萬年,比最早的人屬化石早50萬年。

這些文物與奧爾杜威工具幾乎沒有共同之處。它們大得多,有些石片有人手那麼大。實驗表明,它們是使用不同的技術敲擊出來的。哈曼德解釋說,奧爾杜威石器敲擊者喜歡徒手風格,用一隻手握住的錘擊石敲擊另一隻手握住的石核。相比之下,洛梅克維石器敲擊者要麼將他們雙手握住的石核猛烈撞擊地面上的鐵砧,要麼將石核放在鐵砧上,然後用錘擊石敲擊它。這些方法和成品展示了對石頭斷裂力學的理解,但與戈納和洛卡萊萊出土的工具相比,其靈巧性和計劃性要差得多。研究人員找到了他們的前奧爾杜威石器傳統。他們稱之為洛梅克維文化 (Lomekwian)。

並非所有人都相信洛梅克維工具的年代與發現團隊聲稱的年代一樣古老。一些懷疑論者認為,該團隊沒有證明這些文物起源於可追溯到330萬年前的沉積物。本野外考察季的發現,包括石器敲擊碎片,以及挖掘過程中回收的一些新工具,可能有助於消除這些擔憂。但即使是那些接受年代論和岩石是由人科動物塑造的論點的研究人員,也在努力理解這一發現的意義。

首先,是誰製造了這些工具?迄今為止,除了單顆神秘的牙齒外,該團隊尚未從該遺址回收任何人科動物遺骸。這些工具的年代和地理位置暗示了三種可能性:扁臉肯亞猿人,唯一已知在當時居住在圖爾卡納西部地區的人科動物物種;南方古猿阿法種,在迪基卡發現的帶有切割痕跡的動物骨骼中發現的物種;以及戴伊雷梅達南方古猿 (Australopithecus deyiremeda),這是一個最近命名的物種,基於在衣索比亞發現的部分下頜骨。扁臉肯亞猿人或南方古猿阿法種都令人驚訝,因為這兩個物種的大腦都只有黑猩猩大腦那麼大——並非研究人員認為的第一個工具製造者應該擁有的大腦。(戴伊雷梅達南方古猿的大腦尺寸未知。)

小腦容量並非專家們沒有預料到的古代石器敲擊者身上唯一的解剖學特徵。古人類學家認為,工具的使用是在我們的祖先放棄樹棲生活,成為堅定的陸地兩足動物之後才出現的。在這種設想中,只有在他們的雙手從攀爬的需求中解放出來之後,人科動物才能進化出製造石器所需的手部形狀。然而,對南方古猿阿法種的研究 (這三個物種中唯一發現了頭部以下骨骼的物種) 表明,儘管它在地面上是一種能幹的兩足動物,但它仍然保留了一些使其能夠在樹上攀爬以獲取食物或安全的特徵。從樹棲生活到陸地生活的轉變,在石器技術的出現中究竟有多重要?

洛梅克維3的工具也迫使科學家們重新思考人科動物最初發明石器的原因。對330萬年前大洛梅克維地區古環境的重建表明,當時那裡是樹木繁茂的地區,而不是專家們認為的塑造了人屬石器加工技能的熱帶稀樹草原。

也許最大的問題是:為什麼洛梅克維3的工具在時間上如此孤立?如果石器製造是專家們一直認為的那種改變遊戲規則的發展,為什麼它沒有在首次出現後立即流行起來,並啟動擴大大腦的反饋迴路?

最近的研究可能有助於解釋,比人屬更原始的人科動物是如何開始製造石器的。事實證明,人科動物和其他靈長類動物之間認知能力的某些差異,可能沒有以前認為的那麼大。

例如,對我們最親近的靈長類動物表親的觀察表明,即使它們在野外不製造石器,它們也具備製造石器所需的許多認知能力。喬治華盛頓大學 (George Washington University) 的大衛·布勞恩 (David Braun) 和牛津大學 (University of Oxford) 的蘇珊娜·卡瓦略 (Susana Carvalho) 發現,在幾內亞的博蘇 (Bossou),野生黑猩猩使用石頭敲開堅果,它們瞭解不同岩石的物理特性。研究人員將來自肯亞的各種石頭運到博蘇,並將它們提供給黑猩猩進行敲堅果活動。儘管沒有事先接觸過這些種類的岩石,但黑猩猩始終如一地選擇那些最適合這項工作的岩石。印第安納州布盧明頓市石器時代研究所 (Stone Age Institute in Bloomington, Ind.) 的尼古拉斯·托特 (Nicholas Toth) 和他的同事對圈養倭黑猩猩進行的實驗表明,可以訓練它們製造鋒利的石片,並用它們來切割繩索。“我毫不懷疑,如果給我們的猿類合適的原材料,它們可以複製 [哈曼德和她的團隊] 在洛梅克維發現的東西,”托特斷言。

即使是最初發明石器,也可能不需要特殊的天賦。2016年11月,現任倫敦大學學院 (University College London) 的託莫斯·普羅菲特 (Tomos Proffitt) 和他的同事報告說,他們觀察到巴西塞拉達卡皮瓦拉國家公園 (Serra da Capivara National Park) 的野生捲尾猴無意中製造出鋒利的石片,這些石片看起來完全像奧爾杜威工具。石英岩礫石在猴子的環境中比比皆是,它們經常撿起一塊礫石,並將其猛烈撞擊另一塊嵌入地面的礫石,後者充當鐵砧。所有的猛烈撞擊都會剝落鋒利的石片,這些石片具有有意製造的石器標誌,包括因所謂的貝殼狀斷裂而產生的勺狀形狀。然而,猴子們忽略了這些石片。相反,它們似乎是在將石英粉碎以食用——它們會在敲擊之間停頓,舔舐從鐵砧上產生的灰塵。也許早期的人科動物也是意外地發明了他們的石片,或者在他們的環境中發現了天然的鋒利石頭,並且只是在後來,一旦他們發現了它們的用途,才開始有目的地製造它們。

一旦考慮到我們的靈長類動物表親能夠做到的事情,洛梅克維工具製造者的手既能敲擊石器,又能在樹上攀爬的可能性,似乎也不那麼令人難以置信了。現代人類的手,手指短而直,拇指長而可對握,是專門為力量、精確度和靈巧性而設計的——我們每次揮舞錘子、轉動鑰匙或傳送簡訊時,都會利用這些特性。然而,正如對黑猩猩、倭黑猩猩和捲尾猴的觀察所顯示的那樣,其他手部結構適合抓住樹枝的靈長類動物,也可能非常靈巧。部分樹棲的人科動物的手也可能同樣靈巧。

事實上,最近對來自南非的三種小腦容量人科動物——非洲南方古猿 (Australopithecus africanus)、源泉南方古猿 (Australopithecus sediba) 和納萊迪人 (Homo naledi) 的化石手骨的研究表明,它們的手確實同時具備這兩種活動的能力。所有這三個物種都具有彎曲的手指——這是與攀爬相關的特徵。然而在其他方面,它們的手看起來像工具製造者的手。英國肯特大學 (University of Kent in England) 的特蕾西·基維爾 (Tracy Kivell) 和馬特·斯金納 (Matt Skinner) 檢查了手骨的內部結構,這反映了生命中所承受的載荷力,並發現了一種與已知製造和使用石器的人科動物的手骨內部結構一致的模式,並且不同於黑猩猩手骨的內部結構。“成為一名優秀的攀爬者和一名靈巧的工具製造者並非相互排斥,”基維爾說。她解釋說,各種手部形狀都可以製造和使用石器。人類的手最終經歷的改變只是為了最佳化這項工作。

星期五是洛梅克維團隊的烤肉之夜——晚餐將供應烤山羊肉。石溪大學的尼克·泰勒 (Nick Taylor),一位幽默的英國人,正在利用這份選單來試圖弄清楚洛梅克維石器的用途。今天早上,一位當地的圖爾卡納牧羊人帶來了購買的動物進行屠宰。今天下午,當太陽開始西下,晚餐準備工作開始時,泰勒請營地廚房經理阿爾弗雷德·“科爾”·科基 (Alfred “Kole” Koki) 嘗試用洛梅克維工具的複製品來處理這具胴體。科基是一位經驗豐富的屠夫,他懷疑這些工具是否能奏效。但他還是興致勃勃地拿起一片兩英寸長的石片,開始切割。他設法剝掉了大部分動物的皮,並用鋒利的石塊切割了一些肉,當石塊變鈍時就丟棄它們,然後再拿起他的鋼刀來完成剩下的工作。

泰勒觀察科基本能地握住每一片石片的方式,以及石片在科基要求更換新石片之前能保持鋒利多長時間。泰勒保留了用過的複製石片,以便稍後他和他的同事可以將它們的損壞邊緣與真正的石片的損壞邊緣進行比較。他還將收集一些骨骼,以研究切割可能會在骨骼上留下什麼樣的切割痕跡。他還將嘗試使用這些工具來切割植物材料,包括木材和塊莖。此外,泰勒還在尋找洛梅克維工具上的任何殘留物,這些殘留物可能提供關於它們所加工的物質的線索。

索尼婭·哈曼德和丈夫傑森·劉易斯共同指導發現了洛梅克維3遺址的西圖爾卡納考古專案 (West Turkana Archaeological Project)。圖片來源:安德魯·雷內森 (Andrew Renneisen)

無論洛梅克維人科動物製造石器的原因是什麼,他們的傳統似乎都沒有堅持下去。他們的工具與戈納遺址和最近在衣索比亞發現的名為萊迪-格拉魯 (Ledi-Geraru) 的遺址中出土的第二古老的工具之間,相隔了近70萬年。也許人科動物確實擁有一個跨越那個時期的石器文化,只是考古學家還沒有找到它。但也可能洛梅克維的石器加工只是一閃而過,與隨後的奧爾杜威技術無關。即使是奧爾杜威文化的記錄也是零星且多變的,在不同的時間和地點顯示出不同的工具風格,它們之間沒有太多的連續性。正如羅什所說,“奧爾杜威文化並非只有一種,而是多種奧爾杜威文化。”

這種模式向許多考古學家表明,多個譜系的人科動物,甚至可能是其他靈長類動物,可能都獨立地嘗試過石器生產,但它們的發明最終都消失了,沒有傳給下一代。“我們過去認為,一旦有了工具製造,我們就會一帆風順,”埃默裡大學 (Emory University) 的迪特里希·斯托特 (Dietrich Stout) 觀察到。但也許對於這些早期人群來說,他說,技術對他們的適應並不重要,所以它就簡單地消失了。

然而,大約在兩百萬年前,情況發生了一些變化。這個時期的工具開始看起來像是按照相同的規則製造的。到大約170萬年前,一種更復雜的技術出現了:阿舍利文化 (Acheulean)。阿舍利文化以手斧而聞名,手斧是舊石器時代的瑞士軍刀,阿舍利文化傳統遍佈非洲,並傳播到舊世界的其他地區。

布勞恩認為,這種轉變與資訊傳播的改進有關。黑猩猩似乎擁有他所謂的基於觀察學習的低保真行為傳播。對於簡單的任務來說,它效果很好:在他團隊對博蘇黑猩猩進行的為期六週的實驗結束時,整個群體都以相同的方式使用岩石。這項活動似乎是透過一種迴圈行為傳播的,在這種行為中,一個個體,通常是幼年個體,會觀察另一個個體,通常是成年個體,使用某種型別的岩石來敲堅果,之後幼年個體將嘗試使用成年個體的工具組來實現相同的目的。

相比之下,現代人類會積極地教導他人如何做複雜的事情——從烘烤蛋糕到駕駛飛機——這是一種高保真度的傳播形式。布勞恩暗示,也許在洛梅克維工具和早期奧爾杜威工具中看到的變異性,是較低保真度傳播的結果,而後期奧爾杜威文化和更復雜的阿舍利文化的標準化,則標誌著更有效地共享知識的方式的發展,這種方式使人類能夠逐步提高他們的技術複雜性。

儘管洛梅克維3的工具非常古老,但該團隊懷疑,甚至更古老的工具也存在於那裡,等待著被發現。有一天,當團隊的其餘成員正在挖掘時,劉易斯、洛科羅迪和法國國家預防考古研究所 (French National Institute for Preventive Archaeological Research) 的地質學家澤維爾·博埃斯 (Xavier Boës) 出發去尋找它們。他們前往一個已知沉積物比洛梅克維3的沉積物更古老的地區,在塵土飛揚中加速駛過拉加。他們走的是2011年那天他們迷路並發現洛梅克維3時,本應走的那條分支。

當他們到達目的地時,他們分散開來,眼睛緊盯著地面,在一片被太陽烤成紅色的岩石中,掃描人類手工製品的跡象。不久之後,洛科羅迪發現了一些礫石,上面有勺狀的疤痕。理論上,它們的年代可能超過350萬年。但為了提出令人信服的論據,研究人員將不得不確定這些岩石是否是由人類塑造的,如果是,則弄清楚它們是從哪個地層層侵蝕出來的,查明該地層層的年代,然後再找到更多未受擾動的岩石埋藏在地下。劉易斯拍攝了這些岩石的照片,並記錄了它們的位置,以備將來進行調查。該團隊還將探索距洛梅克維3遺址約三英里的一個有希望的區域,該區域的沉積物年代可追溯到400多萬年前。

弄清楚洛梅克維3之前和之後的技術是什麼,以及更清楚地瞭解環境是如何變化的,對於闡明飲食變化、工具和人屬起源之間的相關性至關重要。“也許這些聯絡都是相同的,但一切都發生得更早,”劉易斯提出。“碎片已經散開,但這並不意味著它們不會重新組裝。”

“我們現在知道了很多,但還不夠,”羅什在談到圖爾卡納西部的發現時說。“這僅僅是個開始。”

更多探索

來自肯亞圖爾卡納西部洛梅克維3遺址的330萬年前的石器。 索尼婭·哈曼德等人,《自然》,第521卷,第310-315頁;2015年5月21日。

野生猴子敲擊石片工具。 託莫斯·普羅菲特等人,《自然》,第539卷,第85-88頁;2016年11月3日。

來自我們的檔案

石器時代神經科學家的故事。 迪特里希·斯托特;2016年4月。

凱特·王 (Kate Wong) 是一位屢獲殊榮的科學作家,也是《大眾科學》的高階編輯,專注於進化、生態學、人類學、考古學、古生物學和動物行為。她對人類起源著迷,她已經報道了人類起源超過25年。最近,她開始痴迷於鳥類。她的報道曾帶她去過尼安德特人曾經居住過的法國和克羅埃西亞的洞穴,去過肯亞圖爾卡納湖岸邊尋找世界上最古老的石器,去過馬達加斯加進行挖掘古代哺乳動物和恐龍的探險,去過南極洲冰冷的水域,那裡座頭鯨以磷蝦為食,還參加了在康涅狄格州進行的“大日”比賽,在24小時內儘可能多地找到鳥類物種。凱特與唐納德·約翰遜 (Donald Johanson) 合著了《露西的遺產:人類起源的探索》(Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins)。她擁有密歇根大學 (University of Michigan) 生物人類學和動物學理學學士學位。在X (前身為 Twitter) 上關注王:@katewong

更多作者:凱特·王 (Kate Wong)
大眾科學 Magazine Vol 316 Issue 5這篇文章最初以“技術的全新起源”為標題發表在《大眾科學雜誌》第316卷第5期 (),第28頁
doi:10.1038/scientificamerican0517-28
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