远古人类的生存与智慧之火

　　在漫长的演化过程中，人类以一系列开天辟地的创举昭示着自己与其他动物门类的不同，包括发明了复杂的语言，制作和使用工具，学会了用火，建筑房舍，进行艺术创作等。其中对火的使用、控制和管理是人类独有的行为能力。

　　制作和使用工具曾经被认为是人类的排他性能力与行为，但近来的研究发现，很多动物，包括鱼类、鸟类和灵长类，都具有使用工具乃至简单制作工具的能力。最著名的案例是黑猩猩，能够把树枝、草棍去除枝叶，甚至把一端咬开扩展，伸到蚁穴中引白蚁攀爬而成为口中美食。黑猩猩还被观察到把木棍折断，用牙齿将一端弄尖，做成标枪样式的武器来进行狩猎；会用石块或木头砸开坚果；会借助树棍来取食疣猴的猴脑和长骨中的骨髓；会用木棍取食蜂蜜；黑猩猩和狒狒还会把树叶咀嚼成海绵状来吸取不易喝到的水。其他动物也有类似的行为能力，例如山魈会用经修理的一截木棍来清理耳朵和脚趾甲，乌鸦把细树枝或荆棘撕下衔住，作为喙的延伸，伸到树洞中捉出隐藏的虫子……


　　而对火的控制与使用则未在其他动物中被观察到。

　　用火对人类有何作用与意义？

　　用火对人类的生存和演化至关重要，对身体机能的进化和技术、文化与社会关系的发展，有着重大的影响。用火熟食改变了人类的摄食方式和营养结构，导致人类在体质上发生重大改变，包括脑量增加、体型增大、臼齿变小、肠胃缩小（人类肠胃的大小仅相当于其它灵长类的62%）、体毛减退、树栖能力消失。同时用火也使人类在智能、行为乃至社会结构上发生重大改变，包括对火的性能认知水平的提高和驾驭技能的改进，个体的耐心（只有食物熟了才可以进食）和群体的协作性、凝聚力与分享习惯的培养；进食时间大大缩短（人类每天用于咀嚼食物的时间少于1个小时，而大猿要用4-7个小时）使得觅食、劳作和闲暇的时间大大延长，活动范围大为扩展；熟食和改善了的营养使婴幼儿可以及早断奶，从而使产妇得以缩短生育周期、增强生育能力，使人口数量增加，也使老年人得以摄取维持生命的必要养分，从而延长了人类的寿命；用火增强了人类对凶猛动物的抵御能力，减少非正常死亡的可能性，使生命变得更有保障。

　　我们还可以增加一长串用火为人类生存和演化带来的变革和益处：改善了居住环境（无论是潮湿的洞穴还是寒冷的旷野）；辅助狩猎从而得到更多的肉食资源；拓宽了人类的食谱（有些动物器官、植物的果实和根茎只有热熟后才可被食用）；增强了对水资源的利用能力（在一些情况下，水只有被煮沸过才可被饮用）；开辟了以光与烟传递信号的手段；热处理使一些自然的造物被改造和提纯从而使材料开发、工具制作的能力得到提高（木质工具被烘烤后会变得更加坚硬耐用；有些石料被加热后更容易打制；制陶、冶金更是很好的例证）；驱走黑暗带来光明，从而使人类的活动时间和场所增加；为艺术创作与宗教活动带来便利和激情（在洞穴深制绘制壁画必须依靠火把的照明；在篝火前歌舞似乎有格外的刺激）。当然，火也会给人类带来邪恶和灾难，例如火灾、征战、酷刑、环境污染、地球变暖……由此可见，火与人类演化息息相关，它改变了我们的过去，也在塑造着我们的现在和未来。

　　人类何时开始用火？

　　既然用火如此重要，人类是如何学会驾驭火的呢？一般认为，在遥远的过去，人类先是对自然野火惊慌失措，后来在被烧烤过的动物肉香的诱惑下尝试接近火，偶尔引来自然火种加以利用，逐渐发展到能加以控制、保存火种，直至能够人工取火。

　　先祖何时开始用火？一些学者认为应该发生在距今200万年左右的直立人的早期，因为直立人与更早的能人乃至南方古猿相比，在体质形态方面发生了重大改变，而这些改变（脑量增加、体型增大、臼齿变小、肠胃缩小、体毛减退等）只有在用火后才会发生。但这一推断还未得到考古证据的完全支持。一些学者曾提出在南非的斯瓦特克郎斯洞穴（Swartkrans）和肯尼亚的切苏旺加遗址（Chesowanja）出土距今100-150万年的人类“用火遗迹”，中国山西的西侯度遗址和云南元谋人遗址也被报道过发现距今180－170万年的“用火遗存”。但这些所谓的远古“用火证据”因遗迹遗物分散、材料少、保存状况不佳而很少被学术界认可。在此之前，出自北京周口店五、六十万年前的烧骨、烧石和灰烬曾被认为是当时发现的人类有控制用火的最早证据，但这项研究结论后来受到质疑和否定又被再次证实，经历了一个反复的过程。2004年，以色列学者在美国的《科学》杂志公布在约旦河岸Gesher Benot Ya-aqov遗址发掘出79万年前的用火遗迹，被许多学者认可为是当时确认的最早的人类有控制用火的证据。2012年，来自南非的 Wonderwerk 洞穴被提取到有控制用火的证据，时代为距今100万年，成果刊载在《美国科学院院刊》，将这样的证据又向前推移了一步。2017年，美国《现代人类学》杂志发表研究文章，宣布在肯尼亚库比福勒地区的FxJj20 AB遗址发现的150万年前的人类用火前证据坚实可信，进一步将人类对火的使用、管理的历史向前推移，接近从人类体质转变角度推断的人类用火肇始于200万年前的时限。

　　如何确定是否发生过人类有控制地用火？

　　为何元谋、西侯度等早更新世早期的人类用火证据难以被采信？首先是用火遗存的特点和早期用火证据获取的困难使然。一些遗址用火证据受到质疑，原因主要是：1.没有明确的火塘结构，例如集中的木炭、灰烬、烧骨、烧石和灶坑、围石迹象，这样，是否对火做过管理、控制性使用，难以认定和证实；2.火完全可以自然发生，事实上因雷电、干热环境下石头碰撞、煤田自燃、火山喷发、地热上升等因素导致的非人工火经常发生，在自然地层中经常有火烧的遗迹，在澳洲土著人生活过的遗址中大量发现自然火的遗存，有些人类家园被迫遗弃就是因野火所迫。对于局部区域（往往是有限的考古遗址特定的地层中）所发现的零散的燃烧物，是人工火还是自然火的产物，很难加以辨识，需要更多的分析和佐证；3.化学变化、腐蚀、污染等痕迹容易与人工用火遗存相混淆，例如很多遗址的地层中出现黑褐色的斑块、条带，有时甚至是成层出现，初看之下很像燃烧过的木炭，有些早期遗址就凭此而被赋予“保留最早用火证据”的名份，但后来的分析证明这些褐色物质的成分其实是铁、锰、煤炭等。还有一些埋藏在地层中的石头和骨头表层呈现黑褐色，乍看很像被烧过，但分析表明其实是被周围的铁、锰成分污染了，而这样的污染只停留在表层，不会渗入内部；4.即使人类在一个地方升起过一堆篝火取暖、熟食、娱乐，用火遗存如果长期暴露而不是被及时封盖，不断遭受风吹、雨淋和动物扰动，经年历月，这样的遗存、证据会逐渐变得模糊甚至消失，凭肉眼很难被发现和确认。

　　那么有效确定人类有控制用火行为或事件的依据应该是什么？笔者经过对周口店遗址北京猿人用火证据的专门研究并在收集大量资料的基础上，认为必须考虑如下因素：1.确实发生过燃烧事件，即存在灰烬、木炭、烧骨、烧石等材料；2.存在人类管理与控制的迹象，例如燃烧物的集中分布，火塘结构等；3.与其他人类遗存共生，例如人类化石、石制品、骨器、装饰品、被人类切割和改造过的动物碎骨等；4.适宜的人类生存与埋藏环境。这些要素或证据的分辨度和可信度是不同的。如果存在明确的灶塘结构，单此一项就是确凿的证据。其他较弱的证据，必须与其他要素合在一起，构成证据链，才有说服力。所以对具体的考古遗址，会情况各异，因地而异。

　　如何提取早期人类用火的证据？

　　如何提取和分析这些证据？首先是精细的田野工作，即在考古发掘现场仔细观察、记录和提取各种遗物、遗迹和现象，注意遗物与遗迹之间的相关关系。目前已有全站仪、三维激光扫描仪和其他精密仪器和科技手段，能够精确记录出土物的三维坐标和出土时的各种状态，为日后分析奠定信息基础。在发掘和材料、证据收集时，除了传统意义上的人工制品和动物化石，以及有燃烧嫌疑的材料（例如烧石、木炭、灰烬），还应注意观察是否存在不易辨认的火塘结构并采集相关信息，例如看似零乱的石块或不正常的地层凹陷（可能的灶坑）。切记，经时历久的这种结构很少保持明显的原貌特征。对于颜色灰、黑、褐的疑似经历过高温烧烤的物质，不能仅凭肉眼的判断就轻易下结论，而应该做进一步的燃烧和成分分析，方可得出有说服力的结论。例如，一块颜色黑褐色的骨头，如果看似烧骨，但如果观察断口，发现黑褐色仅限于表层，而内部却是骨头的本色，很可能该骨头经历过铁锰的污染。而如果骨头的内部也呈现黑褐色，则可以判断该骨头确实经历了长时间的高温烧烤。

　　采用便携式磁化率扫描仪来探测可能的用火部位或层位是一个有效而可行的方法。对于疑似用火的部位应加大取样力度，对沉积物做高密度的规范采样，以供日后的科技检测分析，并且应该对同层的其他部位做科学采样，进行对比研究，以期对用火信号的分布状态（是集中还是随机的）做出客观的分析，对真正的用火位置得出有科学数据支持的准确判断。目前可用于对沉积物中物质组分、化学元素分析的手段包括电镜扫描、红外光谱分析、X射线衍射与荧光分析、地球化学分析、沉积粒度分析、土壤微形态分析、微体植物化石分析（例如燃烧特定树种所产生的植硅体）、磁化率分析、红度分析，燃烧温度分析、遗物或包含物分布特征分析等。在做这些分析时，有针对性的实验模拟有时十分必要。当然，应该把各种信息、证据结合起来观察和分析，建立起坚实的证据链，这样的研究结论才会坚实，才会被同行采信，避免留下争论不休的悬疑。

　　周口店北京猿人的火塘曾经长燃不灭

　　周口店是最早被发现保留古人类用火的遗址，在很长时期内作为人类最早有控制用火的证据被写进教科书。美国学者莫维斯（H. L. Movius）曾经生动地描述过北京猿人用火的情景：用火是他每日生活的常项。他以紫荆的枝条作为燃料，在开放的火塘上烤出肉的芳香。火将温暖和光明带进洞穴，使夜晚的猛兽不做非分之想。对他来说，火是珍贵的资产，无边的力量！

　　但从上世纪80年代中期开始，一些西方学者对周口店保遗址留的原地用火证据提出质疑和否定。为了破解这一重大问题，从2009年开始的数年中，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所旧石器时代考古团队借周口店遗址保护性清理的契机，用现代田野技术和科技手段在西剖面对古人类用火的证据做了系统的提取和分析，发掘出原地埋藏的烧骨、烧石和石灰岩块变成石灰的现象，并发现集中用火的部位，即火塘。在火塘内的堆积中提取到因燃烧特定树木而产生的植硅体和钾元素等，并发现火塘部位沉积物的磁化率、红度显著异常， 有的区域的磁化率值较其它部位的沉积物高出22倍， 红度高出3倍。被检测出高磁化率值和高红度值的样品中富含细粒磁铁矿和赤铁矿，这两种矿物正是导致沉积物磁化率升高和红度值增加的原因，而持续高温作用是这两种矿物生成的机理，说明这些区域确实发生过长时间集中原地用火。这样，晚期北京猿人生活过的遗址上部地层保留人类有控制用火证据的推断得到证实。至于下部地层是否包含更早时期的北京猿人用火证据，尚需做同样的新发掘和分析测试。

　　水洞沟遗址万年前的石煮法遗存

　　先民对火的控制和使用是不断发展、改进的，在此方面的一项重要成就是石煮法的发明，即将烧热的石头放到水或液态食物中，将其煮沸或煮熟。目前石煮法明确的证据来自内蒙古与宁夏交界处的水洞沟第12地点，距今约11，000年。2007年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与宁夏文物考古所组成的联合考古队在对水洞沟遗址第12 地点的发掘中，从古人留下的灰烬层中发现大量具有烧烤破裂痕迹的石块，这些碎石没有人类加工痕迹，不是先民的石制品。它们为何大量出现在文化层中，与人类的生产生活有何关系？科技分析揭开了这个谜团。对这些容易被忽略的石块的形态观察、大小统计和岩性分析表明，它们是被人类选择、加热、利用而后破碎的；用同类石料所做的模拟实验揭示，这些石块是在经历高温热烧后被浸入水中崩解破碎的，即它们是生活在遗址的先民用来烧水和烹煮液体食物的“烧石”。对遗址区地下水和地表水所做的水质检测分析显示，该地的生水中大肠杆菌含量严重超标，不能被直接食（饮） 用，但煮沸后此项危害得以消除；生态环境资料表明当地晚更新世末以来生长着多种可被人类食用的植物，其中的一些可食性籽粒必须经过烹煮方可被享用；一些动物碎骨有人类工具切割的痕迹但没有烧烤的迹象，应该是被煮熟后享用的。

　　水洞沟第12 地点的烧石是首次被确认的古人类复杂用火、用石烹法煮水熟食的证据，对古人类用火的历史研究具有里程碑的意义，从一个侧面反映了古人类对资源环境的高度认知、利用能力和因地制宜、机动灵活的生存方略。当时的先民处在更新世向全新世的过渡期，气候条件在从末次冰期向冰后期转变，人类的生计则从迁徙游动的狩猎-采集经济向定居的农业经济转型，文明的种子在孕育发芽。水洞沟第12 地点的占据者正生活在这一时期，他们用烧石烹煮食物、改善水质的创举给我们提供了一个窗口，使后人得以窥见先民在向文明挺进的征程上的一个壮美画面。

　　远古人类经历了长期而复杂的演化，其间创造了色彩纷呈的文化奇迹，等待我们去发现和揭示。对火的控制、管理乃至人工取火就是其中的一项。很多遗址中埋藏着远古的火种，我们有责任去发掘和研究，将先祖智慧的火花化为现今人类的知识财富和创新进取的动力。

（图文转自《中国文物报》2018年5月4日第5版）