火焰背后的智慧：古人類(lèi)是如何生火的

張鈺哲

在人類(lèi)漫長(zhǎng)演化歷程的起點(diǎn)，舊石器時(shí)代的最初之時(shí)，我們的祖先并不像如今的我們有著強(qiáng)大的改造自然的力量，而人類(lèi)免于在惡劣的自然條件下滅絕并不斷演化發(fā)展至今，對(duì)火的利用是其中最重要的一環(huán)。人類(lèi)最早接觸的火可能是大自然中的野火，從畏懼火、使用火到最后掌握了人工生火的技術(shù)，人類(lèi)耗費(fèi)了漫長(zhǎng)的時(shí)間。

最初的火，“上天”的賜予

如今的主流觀點(diǎn)認(rèn)為人類(lèi)最初接觸到的火來(lái)自“上天”。想象這樣一個(gè)場(chǎng)景：一場(chǎng)雷雨過(guò)后，雷電將樹(shù)木點(diǎn)燃，熊熊大火不僅點(diǎn)燃了森林中的樹(shù)木，也燒死了森林中的動(dòng)物，而一直茹毛飲血的祖先們，第一次聞到了熟肉的味道。長(zhǎng)此以往，我們的祖先也許在雷電、火焰與熟食三者之間建立了一個(gè)邏輯關(guān)系，而被美味的熟食所吸引，從而逐漸地開(kāi)始嘗試著保存火種并最終掌握了人工用火的技術(shù)。

對(duì)火的使用在方方面面都推動(dòng)了人類(lèi)的進(jìn)化。對(duì)火的恐懼是高等動(dòng)物的一種天性，而人類(lèi)在克服這種天性之后，就獲得了可以利用這種天性來(lái)防御和保護(hù)自身的能力，人類(lèi)可以極大地避免因猛獸襲擊而喪生的可能性，為人類(lèi)文明的進(jìn)步與發(fā)展提供了一個(gè)安全的外部環(huán)境。研究表明食用熟食使得人類(lèi)可以吸收食物中更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，改善人類(lèi)的飲食和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)人類(lèi)大腦的進(jìn)化；大量的咀嚼動(dòng)作也使得人類(lèi)的骨骼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化，使得顎部的骨骼與肌肉更加強(qiáng)健。除此以外，日本的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)小白鼠的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，更多的咀嚼活動(dòng)促進(jìn)了空間學(xué)習(xí)與記憶能力的養(yǎng)成。概括而言，火讓我們變得更加安全，更加強(qiáng)壯，也更加聰明。

學(xué)者們認(rèn)為學(xué)會(huì)使用火是人類(lèi)演化歷史上僅次于人猿分化的第二次飛躍，至今為止，人類(lèi)是地球上唯一一種自覺(jué)利用火的物種。有的學(xué)者根據(jù)食用熟食對(duì)人類(lèi)體質(zhì)形態(tài)的影響推測(cè)人類(lèi)在距今200萬(wàn)年以前就掌握了用火技術(shù)，然而這種觀點(diǎn)缺少堅(jiān)實(shí)的證據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有的考古學(xué)資料來(lái)看，目前世界上最早的人類(lèi)用火現(xiàn)象是在肯尼亞庫(kù)比福勒地區(qū)的FxJj20AB遺址中發(fā)現(xiàn)的，距今約150萬(wàn)年。中國(guó)境內(nèi)最早的明確人類(lèi)用火證據(jù)發(fā)現(xiàn)于周口店第1地點(diǎn)，距今約50-70萬(wàn)年。用火將人類(lèi)與其它動(dòng)物徹底的區(qū)分開(kāi)來(lái)，是人類(lèi)歷史上最重要的里程碑之一。

利用到創(chuàng)造

21世紀(jì)的今天，人類(lèi)生火的方法可謂數(shù)不勝數(shù)。然而將時(shí)間倒退回?cái)?shù)萬(wàn)年前，我們的祖先使用火并不能像今天的我們一樣方便。從自然界獲取野火存在巨大的不確定性。首先，雷電不是人類(lèi)召之即來(lái)的，就算出現(xiàn)了雷電，也不一定恰到好處的點(diǎn)燃了人們身邊樹(shù)木，人類(lèi)想要完全依靠自然的“恩賜”獲得火，存在巨大的不穩(wěn)定性。其次，獲得的火種如何保存也是我們的祖先面對(duì)的另一個(gè)巨大的難題，大雨、大風(fēng)以及潮濕的環(huán)境，都可能讓來(lái)之不易的火種隨時(shí)熄滅。最后也是非常重要的一點(diǎn)，火種攜帶并不便利，舊石器時(shí)代的古人類(lèi)是狩獵采集者，居無(wú)定所，頻繁游動(dòng)，隨身帶走來(lái)之不易的火種也存在著較大的困難。

四種鉆木取火方法。a：徒手法 b：繩鉆法c：弓鉆法 d：易洛魁法圖片修改自蔣洪恩的《吐魯番洋海墓地出土的鉆木取火器研究》（中國(guó)文物報(bào)，2018，006版）

享受到火的好處之后對(duì)其不斷增加的依賴(lài)與獲取和保存自然火種的巨大不確定性，二者之間無(wú)法彌合的巨大矛盾，毫無(wú)疑問(wèn)促使著人類(lèi)開(kāi)始了下一個(gè)巨大的飛躍：從利用火，到創(chuàng)造火。用火到生火，一字之差，背后所代表的卻是截然不同的意義。掌握了生火的技術(shù)，意味著古人類(lèi)擺脫了“聽(tīng)天由命”的生活。隨著穩(wěn)定火源的出現(xiàn)，人類(lèi)可能的生存區(qū)域得以擴(kuò)大，可以前往那些難以出現(xiàn)自然野火的地域或原本并不適合人類(lèi)生存的環(huán)境，例如高緯度地區(qū)。生火技術(shù)使得這些地區(qū)變成了人類(lèi)的生存地。

古人是如何生火的

現(xiàn)有的世界各地的民族學(xué)材料顯示，在沒(méi)有打火機(jī)等我們所熟知的生火工具之前，人類(lèi)生火主要有兩種方法：鉆木取火與擊石取火。

鉆木取火的基本方法是通過(guò)在一個(gè)木制的取火板上預(yù)制一個(gè)凹槽，同時(shí)利用取火桿反復(fù)摩擦取火板，產(chǎn)生的木屑被積蓄在凹槽中，木屑所蘊(yùn)含的熱能不斷累積，在達(dá)到著火點(diǎn)后，利用木屑點(diǎn)燃“引火物”從而獲得火種。

鉆木取火有多種方式，其中徒手法最簡(jiǎn)單也最為原始；為提高效率，可使用弓鉆或繩鉆法加快鉆頭的轉(zhuǎn)速，并在取火桿頂部使用壓板以增大摩擦力；在北美地區(qū)一些印第安部落還使用易洛魁式方法鉆木取火。這其中易洛魁式方法效率最高，相對(duì)也最為復(fù)雜，除了常規(guī)的取火板和取火桿外，還需要慣性輪、橫板與繩索（一般由樹(shù)皮制成）。取火桿的上端用兩根繩子纏繞，繩子的另一端分別固定在橫板的兩端，鉆桿的下方部位用一個(gè)硬質(zhì)木輪做加速器。只要輕松的讓橫板轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈纏繞一下繩子，然后雙手接著向下壓橫板，下面的硬質(zhì)木輪本身比較沉重所以產(chǎn)生慣性，橫板上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩子讓取火桿不間斷的旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到摩擦生火的效果。

擊石取火的示意圖，Char Cloth即為炭布，也就是文中所說(shuō)的“引火物”。圖片來(lái)自于https://jingyan.baidu.com/album/ff4116257c325712e4823781.html?picindex=4

由于鉆木取火的工具為木材，而木材極其不易于保存下來(lái)，因此在考古遺址中發(fā)現(xiàn)的鉆木取火器少之又少。然而，幸運(yùn)的是在地處干燥內(nèi)陸的新疆吐魯番洋海墓地，考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了12件鉆木取火器，屬于晚青銅至早鐵器時(shí)代，距今約3000年左右。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的蔣洪恩博士對(duì)此進(jìn)行了一系列研究。由于沒(méi)有發(fā)現(xiàn)弓與壓板，推斷當(dāng)時(shí)的吐魯番洋海先民主要使用徒手法取火。根據(jù)鉆木取火器使用的木材存在主要分布于天山陰坡高海拔地區(qū)的云杉屬植物與主要分布于吐魯番盆地的楊屬、柳屬、鐵線蓮屬植物，判斷這些鉆木取火器應(yīng)當(dāng)一部分是在本地制作，另一部分可能是在游牧、遷徙過(guò)程中攜帶而來(lái)。

擊石取火也曾經(jīng)是古人獲取火種的重要手段。近代擊石取火的原理是用鋼或鐵快速的劃過(guò)火石，產(chǎn)生高溫的鐵屑，也就是我們看到的“火花”，利用火花點(diǎn)燃提前放置在火石上的“引火物”，從而獲得火種。當(dāng)然，在鋼鐵出現(xiàn)之前，人類(lèi)自然也有著別的替代品。根據(jù)北美、澳洲和西伯利亞等地的民族學(xué)研究來(lái)看，最常見(jiàn)的替代品是黃鐵礦與白鐵礦兩種礦物。除此之外，火石的選擇也需要其具有較高的硬度。因此我們的祖先常常選擇一種常見(jiàn)的硅質(zhì)巖，也就是我們?nèi)缃袼f(shuō)的燧石，這是這種巖石又被稱(chēng)為火石的原因。

與鉆木取火不同，擊石取火所用的器具容易被保存，然而考古研究者卻面臨著另一個(gè)難題：如何確認(rèn)一個(gè)遺物曾被用來(lái)取火？考古遺址中出土的石制品大都留有人為處理過(guò)的痕跡，如何將取火所形成的痕跡與加工修理石器等所形成的痕跡區(qū)別開(kāi)來(lái)，無(wú)疑是一大難題。這也是遙遠(yuǎn)的舊石器時(shí)代遺址中還少有取火用具等報(bào)告的主要原因之一。一個(gè)簡(jiǎn)單的區(qū)分辦法是如果一件標(biāo)本表面殘存有相當(dāng)數(shù)量的鐵礦石成分，那么我們可以比較確信這件標(biāo)本曾被用來(lái)生火。但由于鐵礦在空氣中容易氧化，極少有舊石器時(shí)代的標(biāo)本上殘留有鐵礦石成分，因此這個(gè)方法在實(shí)際研究中難有用武之地。

不過(guò)荷蘭萊頓大學(xué)的安德魯·索倫森（Andrew Sorensen）為我們提供了另一個(gè)思路。索倫森對(duì)法國(guó)西南部多個(gè)尼安德特人遺址中出土的石器標(biāo)本進(jìn)行研究時(shí)，選擇通過(guò)微痕分析（在顯微鏡下觀察石制品表面的痕跡，根據(jù)其不同的形態(tài)分析痕跡產(chǎn)生的原因）來(lái)判斷其是否被用來(lái)生火。

索倫森選擇了法國(guó)西南部地區(qū)的七個(gè)遺址（年代都距今約5萬(wàn)年）中出土的兩面器進(jìn)行觀察分析，觀察到的結(jié)果顯示：1）在不同石器上都觀察到了集中出現(xiàn)的與礦物產(chǎn)生碰撞的痕跡，這些痕跡集中分布的區(qū)域沒(méi)有固定位置；2）主要有摩擦痕跡（從顯微鏡下可以觀察到平行的條紋）與砸擊痕跡（C形或圓形的疤痕）兩種不同的痕跡，二者常同時(shí)出現(xiàn)；3）痕跡是否出現(xiàn)與石器的使用程度無(wú)關(guān)。特別需要注意的是，摩擦痕跡僅在兩面器或一些兩面器加工過(guò)程中的中間產(chǎn)品上被觀察到，說(shuō)明這些痕跡的產(chǎn)生應(yīng)是尼安德特人有意為之的。

為了驗(yàn)證這些痕跡與生火行為間的關(guān)系，索倫森設(shè)計(jì)了幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。他打制了8個(gè)兩面器和4個(gè)刮削器（舊石器時(shí)代一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單工具）標(biāo)本，將這些標(biāo)本與包含黃鐵礦在內(nèi)的多種礦物和巖石（主要選擇了硅質(zhì)巖）進(jìn)行各種砸擊與摩擦實(shí)驗(yàn)，目的在于：1）檢驗(yàn)兩面器是否可以作為火石來(lái)使用；2）將不同礦物產(chǎn)生的痕跡進(jìn)行比對(duì)，觀察是否存在相似的痕跡從而影響判斷痕跡產(chǎn)生的原因；3）將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的痕跡與考古標(biāo)本上的痕跡進(jìn)行比對(duì)，從而驗(yàn)證考古標(biāo)本上痕跡產(chǎn)生的原因。

實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)了索倫森的猜想，兩面器確實(shí)曾被尼安德特人用來(lái)生火。原因在于：1）在考古標(biāo)本上觀察到的痕跡與實(shí)驗(yàn)中利用黃鐵礦和兩面器進(jìn)行生火后產(chǎn)生的痕跡一致；2）其它礦物在兩面器表面留下的痕跡與黃鐵礦相比有較明顯的區(qū)別。二氧化錳在兩面器上留下的摩擦痕跡沒(méi)有明顯的條紋；赤鐵礦、針鐵礦殘留在兩面器表面后難以清除，而在考古標(biāo)本上并沒(méi)有找到它們的殘留物；3）硅質(zhì)巖與兩面器相互摩擦后有時(shí)會(huì)留下網(wǎng)狀的痕跡而不是平行的痕跡，即便產(chǎn)生了平行痕跡也與黃鐵礦區(qū)別較大：石英產(chǎn)生的痕跡間距較寬；砂巖和石英巖產(chǎn)生的痕跡密集且非常淺，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)寬深的U型痕跡；燧石摩擦后少見(jiàn)平行條紋狀痕跡。

上面提到，雖然在兩面器不同的位置都觀察到了生火痕跡集中出現(xiàn)的區(qū)域，但是仔細(xì)觀察后索倫森發(fā)現(xiàn)了這些痕跡的分布規(guī)律：較大的兩面器上的生火痕跡主要位于器物的兩面，而較小的兩面器上痕跡則位于兩端。通過(guò)對(duì)器物表面痕跡的分析，索倫森還原了當(dāng)時(shí)尼安德特人的生火行為，從而解釋了這種區(qū)別產(chǎn)生的原因：對(duì)于較大的兩面器，一般是將其近端朝下（大部分較大兩面器的近端都觀察到了被擠壓的痕跡），放置在引火物之上，將二者固定好后，用手握住兩面器的遠(yuǎn)端，使用黃鐵礦敲擊或是摩擦器物的兩面，從而進(jìn)行生火；而對(duì)于較小的兩面器，則應(yīng)當(dāng)是將黃鐵礦固定后使用器物的兩端進(jìn)行敲擊或摩擦來(lái)生火。

另外還有一個(gè)值得注意的現(xiàn)象，那就是在較大的兩面器上觀察到的生火痕跡大都與兩面器加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工和修理片疤垂直，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是片疤突起的邊緣加大了黃鐵礦和器物表面的摩擦力，更有助于產(chǎn)生火花。但長(zhǎng)時(shí)間使用后片疤被磨損，會(huì)導(dǎo)致生火能力的下降，而這時(shí)尼安德特人會(huì)轉(zhuǎn)而選擇另一面進(jìn)行生火，更長(zhǎng)的使用壽命可能也是尼安德特人選擇兩面器作為火石的一個(gè)原因。那么在兩面都被大量磨損后這件器物是否就無(wú)法用來(lái)生火了呢？答案是否定的。在很多器物上都發(fā)現(xiàn)了二次甚至多次修理的痕跡，這些痕跡有一些打破了原有的生火痕跡，并且在新的修理面上發(fā)現(xiàn)了新的生火痕跡，說(shuō)明在修理過(guò)后這些兩面器仍然被當(dāng)作火石來(lái)使用。當(dāng)然，有一些修理與使用痕跡與生火并無(wú)關(guān)系，從微痕分析的角度上來(lái)看，它們更接近切削行為產(chǎn)生的痕跡，說(shuō)明兩面器并非是專(zhuān)門(mén)的火石，而是一種多功能的工具。

當(dāng)然，并非是每個(gè)尼安德特人遺址中都發(fā)現(xiàn)有這種明確的生火證據(jù)，對(duì)此索倫森提出了一個(gè)很有趣的觀點(diǎn)：如果尼安德特人擁有可以隨意生火的能力，那么他們并不一定會(huì)在每一個(gè)生活的地點(diǎn)生火。擁有生火技術(shù)可能反而會(huì)導(dǎo)致我們常見(jiàn)的用火現(xiàn)象，如灰燼層、火塘的減少。因?yàn)楹线m的燃料并非隨手可得，而大規(guī)模的灰燼層和火塘往往意味著長(zhǎng)時(shí)間的燃燒事件，也意味著燃料的大量消耗。掌握了生火技術(shù)的古人類(lèi)并不需要維持一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的固定火源，同時(shí)為了減少燃料的消耗，長(zhǎng)時(shí)間大規(guī)模的燃燒活動(dòng)很可能并不常見(jiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致我們常見(jiàn)的用火現(xiàn)象的減少。除此之外，由于兩面器工具便于攜帶，我們可能很難在一些規(guī)模較小，使用時(shí)間較短的遺址中發(fā)現(xiàn)它們被用來(lái)生火的證據(jù)，因?yàn)樗鼈兒芸赡茉谌祟?lèi)離開(kāi)時(shí)被一起帶走了。

索倫森還提到，目前來(lái)看，尼安德特人熟練掌握了使用兩面器作為火石進(jìn)行生火的技術(shù)，但這可能并非他們所使用的生火工具的唯一形態(tài)。舊石器時(shí)代晚期的火石便以細(xì)長(zhǎng)型為主，我們也有理由假設(shè)還存在其它形態(tài)的火石。復(fù)旦大學(xué)的陳淳教授曾在文章中提到：歷史時(shí)期的歐洲常使用的火石形狀為四邊形，從形態(tài)上很接近歐洲發(fā)現(xiàn)的砸擊品（pièce esquillées），不能排除史前時(shí)期的砸擊石制品具有歷史時(shí)期火石一樣的功能。這為我們今后在舊石器時(shí)代遺址中尋找生火工具提供了一些思路：更加關(guān)注生火過(guò)程中在石器上所產(chǎn)生的痕跡，而非是器物本身的形態(tài)。

Meyrals（上）和Bous-des-Vergnes（下）的石器標(biāo)本以及各自在顯微鏡下所觀察到的痕跡，白線所圈區(qū)域?yàn)榕c礦物產(chǎn)生接觸的主要區(qū)域。圖片引用自A.C.Sorensen et al.Neandertal firemakingtechnology inferred from microwear analysis（Scientific Reports，2018，8-10065）

對(duì)古人類(lèi)生火技術(shù)的研究與單純的用火研究相比存在更多的挑戰(zhàn)，然而挑戰(zhàn)與機(jī)遇是并存的。在歐洲，尼安德特人至少在距今約5萬(wàn)年前就已經(jīng)掌握了生火技術(shù)。我國(guó)境內(nèi)有一些年代非常早的遺址已經(jīng)觀察到了明確的人類(lèi)用火現(xiàn)象，最具代表性的就是周口店第1地點(diǎn)；到了距今大約4萬(wàn)年前后，考古遺址中發(fā)現(xiàn)的用火跡象就更為廣泛，如寧夏水洞溝遺址第2地點(diǎn)、河南鄭州老奶奶廟遺址、山西柿子灘遺址第29地點(diǎn)以及大量的南方洞穴遺址，等等。從年代上來(lái)推測(cè)，這些遺址中生活的古人類(lèi)很有可能也掌握了生火技術(shù)，但目前國(guó)內(nèi)的考古學(xué)研究中還少有對(duì)舊石器時(shí)代生火行為的探討。對(duì)中國(guó)地區(qū)舊石器時(shí)代用火研究時(shí)思考古人類(lèi)何時(shí)開(kāi)始生火、如何生火等問(wèn)題，有助于將來(lái)辨識(shí)可能存在的早期生火行為，豐富中國(guó)舊石器時(shí)代用火研究的內(nèi)容。