追尋人類首次用火的線索

每年夏天，考古學家莎拉·赫魯比克都會跋涉在肯亞崎嶇不平的土路，前往一條幹涸的河床，大致追隨著大約160萬年前在那裡露營的古代原始人類的足跡。那些早期人類很可能屠宰動物並製作石器工具，而新澤西州新不倫瑞克市羅格斯大學的研究生赫魯比克認為，他們是在閃爍的篝火旁這樣做的。在她的夏季考察中，她收集燒焦的骨頭碎片和土壤樣本，希望能證明她的推斷。

她的問題是關於一項至關重要的早期技術的基本問題：人類何時首次將火用於自身，經常使用它來取暖和烹飪？赫魯比克和其他考古學家在過去冰冷的灰燼中搜尋，無法確定地說出答案。可能沒有早到200萬年前，但幾乎可以肯定發生在30萬年前。這留下了一個巨大的空白，有大量內容需要研究。

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這是一個看似簡單卻難以回答的問題。“為了找到早期的火，我們必須非常非常努力，”多倫多大學考古學中心主任邁克爾·查贊說。火的證據是短暫的：它的痕跡，以灰燼或烤焦的土壤的形式，通常會被風或水侵蝕掉。即使存在潛在燃燒的跡象，也很難理解其確切的來源。研究人員最近確定，在德國北部一個名為舍寧根的煤礦遺址發現的“燒焦”的深色木材和變紅的沉積物，實際上是由水暴露和土壤分解造成的顏色，而不是古代火焰。即使火焰的證據更加確鑿，也很難判斷火災是自然火災還是人為火花造成的，或者人們是否從附近的野火中採集火種供自己使用。更難辨別的是，人們是否“經常”使用這些火，以及“經常”是指每週、每年還是每十年。

這個問題觸及了成為人類的根本：火是推動人類進化的事物之一。烤制食物意味著富含卡路里的飲食，這可能促進了我們大腦的進化。火提供了抵禦掠食者的保護和溫暖，這可能使人類得以擴充套件其地理範圍。此外，照料火焰和聚集在火焰周圍可能有助於將我們塑造成我們現在這樣的社會性動物。瞭解人們何時掌握了火，可以幫助考古學家弄清楚火是否以及如何促成了人類身體和思想進化的這些重大事件。例如，它是否真的與大腦容量的飛躍同時發生，這表明它可能幫助我們成為深刻的思想家？

但是，要考慮火如何影響原始人類的發展，研究人員首先必須挖掘出最基本的：我們的祖先以任何方式照料或使用的最初轉瞬即逝的火焰證據。根據非洲和中東約六個挖掘點的發現，像赫魯比克這樣的研究人員正在將首次用火的日期推回到最遙遠的估計——160萬至80萬年前。

赫魯比克受到啟發去調查她的遺址，即被稱為庫比福拉的更大考古區域的一部分，因為在庫比福拉附近地區，在20世紀70年代和80年代首次發現了地表以下約一米的紅色碗狀斑塊。這些看起來像是篝火加熱和氧化土壤中的鐵時地面發生的情況，使其變成類似鐵鏽的顏色。

為了到達遺址，赫魯比克和她在庫比福拉野外學校的學生驅車前往西比洛伊國家公園。然後，如果他們仍然有道路可以通行，他們會感到幸運；通常道路的部分路段在雨季會被沖毀，這可能會使他們的行程增加一天。在挖掘現場，他們住在帳篷裡，挖井取水，並使用太陽能電池板，發電機作為補充能源。

當最初的露營者大約在160萬年前首次佔據這個地方時，景觀有些不同。赫魯比克說，他們很可能是直立人，儘管能人和鮑氏傍人也在該地區。那時，附近有一條河流。赫魯比克推測，原始人類可能到該地區採集當地棕櫚樹的堅果。

赫魯比克和其他考古學家在該遺址挖掘出約5000件人工製品——主要是骨頭碎片或石片。作為他們細緻的記錄過程的一部分，考古學家精確地繪製出他們發現的每一塊碎片的地點。如果原始人類照料過火，想必他們會圍坐在火旁做飯、吃飯、聊天或加工石頭。如果是這樣，他們可能會留下垃圾，形式是燒焦的骨頭或石片——很像現代篝火邊界上散落的壓扁的啤酒罐或塑膠餐具。

回到實驗室後，赫魯比克使用紅外光譜法測試了約800塊骨頭碎片，發現其中40塊肯定是燒焦的，另有約80塊可能暴露在火焰中。這40塊燒焦的碎片聚集在一起，在一個直徑不到一米的區域內，赫魯比克懷疑這是原始人類聚集在爐火旁的地方。

儘管如此，這些物品也可能是被自然火災燒燬的，無人使用和照料。西蒙弗雷澤大學位於加拿大本拿比的考古學家丹尼斯·桑德加特說，這很容易混淆，尤其是在遺骸沒有清晰的模式時。他指出，他的同事觀察到在廢棄的印加人定居點中，灌木叢自然燃燒的遺址。“它們看起來完全像爐床，”他說。赫魯比克指出，白蟻丘通常建在非洲、澳大利亞和南美洲的枯樹中，也可能燃燒。

但是赫魯比克看到的骨頭和周圍泥土的變化意味著火在同一地點燃燒了至少一兩個小時，她說，這排除了快速移動的草地火災。她說，樹樁或白蟻丘火災的沉積物看起來會不同：例如，白蟻丘包含通道，由於隨著時間的推移填充它們的不同沉積物，這些通道仍然可見。相比之下，樹樁沉積物會更加壓實。“我相當確信我們至少有一個[人類使用]火的例項在該遺址，”她總結道，儘管她無法確定火是露營者點燃的，還是隻是由他們照料的。

如果得到證實，赫魯比克160萬年前的遺址將是人類用火的最早案例，她說。但這並不是唯一將用火時間推回一百萬年或更久的遺址。查贊、西蒙弗雷澤大學的地球考古學家弗朗西斯科·伯納及其同事在南非的奇蹟洞穴中發現了一個古老的火災遺址。

自大約200萬年前以來，奇蹟洞穴斷斷續續地庇護著原始人類。今天進入洞穴，考古學家繞過在入口附近矗立了35000年的巨大石筍。牆壁上裝飾著古代的長頸鹿圖案和雜湊標記以及其他白色、紅色和黑色的圖案。洞穴深度超過100米，高度約3米。“它基本上就像一條地鐵隧道，”查贊說。考古學家發現，大約在30萬至50萬年前，原始人類將石英、赭石和其他有色礦物帶入洞穴深處，用於神秘的甚至可能是儀式性的目的。麥格雷戈博物館的已故考古學家彼得·博蒙特在1978年至1996年間在該遺址進行了多次挖掘，他聲稱在160萬至170萬年前的地層中發現了火的證據。查贊和其他人對此表示懷疑。

研究人員在2005年挖掘洞穴入口約30米處的一個特定區域時，沒有注意到任何火的證據。然而，當他們在2009年在以色列雷霍沃特的魏茨曼科學研究所會面時，他們改變了對博蒙特主張的看法。他們的目標是檢查從洞穴中採集並使用一種稱為微形態學的技術儲存下來的沉積物層。他們從洞穴地面切出沉積物塊，並將其浸泡在樹脂中以使其硬化。然後，他們修剪掉切片，將它們安裝在玻璃載玻片上，並將其研磨至僅30微米厚，以便在顯微鏡下觀察。會議進行到一半時，房間裡的地球考古學家突然精神一振。“哦，我的上帝，那是木灰，”查贊回憶起他們說。“不，不可能。”

研究人員更仔細地觀察並諮詢了另一位專家。到一天結束時，他們相當確信：在奇蹟洞穴中發現了100萬年前的燒焦骨頭碎片以及灰燼。（這一發現迫使查贊重新考慮他正在準備的一篇論文，他在論文中原本計劃論證人類直到大約40萬年前才使用或點燃火。）

在洞穴深處30米處，燒焦區域的位置太深，不可能是雷擊地點。這使得考古學家推測，原始人類從野火中收集火焰並將其帶入洞穴。但波士頓大學的榮譽教授、團隊中的地球考古學家之一保羅·戈德堡警告說，迄今為止，灰燼層中缺少的是結構化火災的證據，即洞穴居民聚集的地方。該證據可能採取坑、被木炭和灰燼覆蓋的紅色岩石或土壤，或者像赫魯比克在庫比福拉看到的那樣，集中丟棄的工具和垃圾的形式。進一步的調查正在進行中。

儘管查贊、赫魯比克和其他人做出了最大的努力，但許多考古學家仍然懷疑人類在如此早期的年代就照料過火焰。桑德加特說，對於像奇蹟洞穴和庫比福拉這樣的早期遺址，他只是沒有被排除合理懷疑地信服。“在這一點上，我相當不可知，”他說；對他來說，赫魯比克的“爐床”可能仍然只是一叢燃燒的灌木。

像庫比福拉這樣的可能的早期火災遺址被列入2015年在葡萄牙辛特拉舉行的會議的議程，該會議由桑德加特和伯納組織，考古學家在會上討論了火與人屬。與會者一致認為，他們真的很想知道火何時成為一種如此常用的工具，以至於影響了原始人類的進化。

赫魯比克計劃調查一百多萬年前火的使用可能有多麼普遍。她想將目光投向庫比福拉以外的東非其他挖掘點，以及目前存放在博物館中的人工製品。透過應用她在肯亞使用的技術，例如紅外光譜法和微形態學，這些技術在本世紀才普及，她希望發現其他人可能錯過的火的證據。

但是，確定“經常使用”是一項艱鉅的任務。最早有證據表明持續用火的遺址之一是以色列的卡塞姆洞穴，原始人類大約在40萬年前開始使用它。“洞穴裡到處都是木灰，”以色列特拉維夫大學的考古學家冉·巴爾凱說。“我們有大量的燒焦的骨頭和燒焦的燧石物品。”他認為，洞穴居民有能力點燃火，儘管他還沒有直接的考古證據。但即使在卡塞姆，也難以確定洞穴使用者是否經常圍坐在火旁，或者只是每世紀罕見地採集一次，桑德加特指出；測年方法根本不夠精確，無法分辨。

僅僅因為一種文化照料，甚至點燃了火，並不意味著這個概念立即流行起來並永遠溫暖了人類。在火被鞏固到人類習慣中之前，火的照料可能斷斷續續地發生。

桑德加特和他的合作者，賓夕法尼亞大學費城分校的考古學家哈羅德·迪布林認為，這就是尼安德特人的情況，他們居住在這對搭檔在法國挖掘的遺址中，這些遺址的年代介於10萬至4萬年前之間。他們發現一些沉積物層包含灰燼和燒焦的工具和骨頭，還有一些層沒有。奇怪的是，在最近、最寒冷的時期，火似乎消失了。他們推測，尼安德特人無法生火，而且他們在雷擊頻繁的溫暖時期更容易獲得火。

但是他們的假設引出了一個問題：如果尼安德特人不能生火，他們是如何在寒冷中生存下來的？“這是一個棘手的問題，”桑德加特承認道。“七萬五千年前，天氣真的很冷。”他說，平均溫度可能比今天低5到10攝氏度。他推測，也許尼安德特人制作了保暖的衣服，或者也許他們只是相當多毛。

其他人懷疑尼安德特人的用火真的消失了。“我非常肯定他們知道如何生火，”赫魯比克說。她推測，對桑德加特和迪布林的發現的另一種解釋是，尼安德特人可能不得不在寒冷和相對無樹的時期依靠動物糞便而不是木材作為燃料。也許他們想把烹飪或工具製造的火產生的臭味煙霧遠離他們的洞穴家園，因此他們在更遠的地方點燃了那些火——那裡的證據更容易被沖走，或者尚未被發現。

荷蘭萊頓大學考古學博士生安德魯·索倫森正在更直接地研究這些人是否能夠生火的問題。“唯一真正、真實的方法來判斷他們是否自己生火是尋找他們用來生火的工具，”他說。

不幸的是，大多數生火工具，例如旋轉以產生摩擦的木棍，都是用木頭製成的，因此不太可能在考古記錄中倖存下來。這使得撞擊岩石，例如用黃鐵礦撞擊燧石，成為索倫森最有可能找到證據的方法。在比利時發現的一個手工凹槽黃鐵礦結核中，有確鑿的證據表明，大約在13000年前，一些人類以這種方式生火。索倫森一直在博物館裡挑選岩石，尋找可能表明這些石頭被用來撞擊生火的微觀標記，也許只使用過一兩次就被丟棄了。他說，他已經檢查了來自大約5萬年前居住在法國西南部的尼安德特人的幾件這樣的工具。

“尼安德特人幾乎肯定在上次冰河時期生火，”索倫森說，他指的是大約10萬至3.5萬年前的時期。

無論人類究竟何時設法使火成為他們生活中的常態，科學家們都同意這是人類進化中的一個轉折點。最終，人類達到了一個無法回頭的地步，火變得必不可少。現代人離不開它，無論是燃燒汽油為我們的引擎提供動力，溫暖我們幾乎無毛的身體，還是烹飪粥或牛排。

特別是烹飪，被廣泛認為是至關重要的適應。它使肉類和蔬菜更容易咀嚼，並釋放卡路里以供消化。哈佛大學位於馬薩諸塞州劍橋市的進化生物學家理查德·蘭厄姆認為，烹飪用火改變了人類進化的程序。作為我們對火焰的需求的證據，他指出研究表明，現代女性如果遵循完全或主要以生食為主的飲食，往往不會來月經——這顯然是物種繁殖所需要的。

當然，早期的原始人類在寒冷中也能很好地繁殖。蘭厄姆認為，這種情況開始隨著直立人的出現而改變，後者可能在大約190萬年前出現在地球上。它的祖先有大的牙齒來碾碎堅硬的食物，大的腹部來發酵這些食物，以及相對較小的顱骨。在直立人身上，科學家們看到了向更高大、更聰明的人類轉變，他們遍佈非洲、亞洲和歐洲部分地區。“是什麼使直立人成為可能？”赫魯比克問道。“肯定發生了什麼事。”

她和蘭厄姆認為，那件事可能是對火的控制。早期火的年代可以追溯到200萬年前，這可能支援這一假設，但其他考古學家表示，地面上的證據很薄弱。

“我喜歡理查德·蘭厄姆的烹飪假設……這很有道理，”桑德加特說。“不幸的是，經驗資料並沒有很好地支援它。”他認為，即使絕大多數直立人的火沒有留下痕跡，如果他們烹飪的食物足以改變他們的進化程序，也應該看到超過六個分散的遺址。其他研究人員認為，與其烹飪，切碎食物可能提供了類似的卡路里提升。

在葡萄牙會議上，以色列考古學家巴爾凱提出了另一種烹飪假設，這將解釋為什麼大約在40萬年前，火在現在的中東地區變得普遍。巴爾凱說，在那之前，大象已經在該地區居住了數十萬年，很可能是一個關鍵的食物來源。厚皮動物是一頓豐盛的餐食：它們比其他動物更肥，即使肉是生的，這些脂肪卡路里也很容易獲得。大約在40萬年前，大象基本上從考古記錄中消失了，儘管有幾份記錄發現了稍晚日期可能存在大象的證據。尚不確定為什麼這些巨獸消失了；也許它們被過度捕獵了。巴爾凱提出，它們的消失與更精瘦的獵人的出現相吻合，他認為這將迫使人們轉向更精瘦的食物，例如黇鹿。巴爾凱認為，掌握火和烹飪肉類將釋放足夠的卡路里來餵養飢餓的原始人類。

查贊說，大象假設有助於解釋早期原始人類如何在沒有火的情況下為身體提供能量。但桑德加特補充說，真實情況可能更復雜。“我不認為選擇就像‘大象還是火’那麼簡單，”他說，並指出歐洲等地的一些原始人類顯然設法從大象或猛獁象以外的生肉遊戲中獲得足夠的卡路里。

雖然富含卡路里的食物可能是採用火的主要驅動因素，但還有其他好處，從溫暖到抵禦掠食者的保護。照料爐火也可能對社交技能的進化產生重大影響：人們將不得不合作來管理和餵養火，他們也許會在火焰周圍進行社交。“當你把火引入居住地時，我認為會發生一些非常深刻的事情，”查贊說。“它令人著迷。”

但是，在赫魯比克和其他人的工作變得更加具體，並且挖掘出更多火的證據之前，火的使用究竟何時何地變得普遍，以及這如何改變了人類進化，仍將處於爭論之中。“這是最偉大的謎團之一，”赫魯比克說。

編者注：2015年“火與人屬”會議由溫納-格林基金會贊助，該基金會也支援SAPIENS。今年8月，芝加哥大學出版社將在《當代人類學》雜誌的溫納-格林研討會系列開放獲取增刊中發表基於會議討論的論文。

本文經www.sapiens.org許可轉載。這篇文章於2017年6月14日首次發表。