用火對人類的生存和演化至關(guān)重要，對身體機能的進化和技術(shù)、文化與社會關(guān)系的發(fā)展，有著重大的影響。用火熟食改變了人類的攝食方式和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，導致人類在體質(zhì)上發(fā)生重大改變，包括腦量增加、體型增大、臼齒變小、腸胃縮?。ㄈ祟惸c胃的大小僅相當于其它靈長類的62%）、體毛減退、樹棲能力消失。同時用火也使人類在智能、行為乃至社會結(jié)構(gòu)上發(fā)生重大改變，包括對火的性能認知水平的提高和駕馭技能的改進，個體的耐心（只有食物熟了才可以進食）和群體的協(xié)作性、凝聚力與分享習慣的培養(yǎng)；進食時間大大縮短（人類每天用于咀嚼食物的時間少于1個小時，而大猿要用4-7個小時）使得覓食、勞作和閑暇的時間大大延長，活動范圍大為擴展；熟食和改善了的營養(yǎng)使嬰幼兒可以及早斷奶，從而使產(chǎn)婦得以縮短生育周期、增強生育能力，使人口數(shù)量增加，也使老年人得以攝取維持生命的必要養(yǎng)分，從而延長了人類的壽命；用火增強了人類對兇猛動物的抵御能力，減少非正常死亡的可能性，使生命變得更有保障。

▲ 人類用火后體質(zhì)改變

我們還可以增加一長串用火為人類生存和演化帶來的變革和益處：改善了居住環(huán)境（無論是潮濕的洞穴還是寒冷的曠野）；輔助狩獵從而得到更多的肉食資源；拓寬了人類的食譜（有些動物器官、植物的果實和根莖只有熱熟后才可被食用）；增強了對水資源的利用能力（在一些情況下，水只有被煮沸過才可被飲用）；開辟了以光與煙傳遞信號的手段；熱處理使一些自然的造物被改造和提純從而使材料開發(fā)、工具制作的能力得到提高（木質(zhì)工具被烘烤后會變得更加堅硬耐用；有些石料被加熱后更容易打制；制陶、冶金更是很好的例證）；驅(qū)走黑暗帶來光明，從而使人類的活動時間和場所增加；為藝術(shù)創(chuàng)作與宗教活動帶來便利和激情（在洞穴深制繪制壁畫必須依靠火把的照明；在篝火前歌舞似乎有格外的刺激）。當然，火也會給人類帶來邪惡和災難，例如火災、征戰(zhàn)、酷刑、環(huán)境污染、地球變暖……由此可見，火與人類演化息息相關(guān)，它改變了我們的過去，也在塑造著我們的現(xiàn)在和未來。

既然用火如此重要，人類是如何學會駕馭火的呢？一般認為，在遙遠的過去，人類先是對自然野火驚慌失措，后來在被燒烤過的動物肉香的誘惑下嘗試接近火，偶爾引來自然火種加以利用，逐漸發(fā)展到能加以控制、保存火種，直至能夠人工取火。

先祖何時開始用火？一些學者認為應該發(fā)生在距今200萬年左右的直立人的早期，因為直立人與更早的能人乃至南方古猿相比，在體質(zhì)形態(tài)方面發(fā)生了重大改變，而這些改變（腦量增加、體型增大、臼齒變小、腸胃縮小、體毛減退等）只有在用火后才會發(fā)生。但這一推斷還未得到考古證據(jù)的完全支持。一些學者曾提出在南非的斯瓦特克郎斯洞穴（Swartkrans）和肯尼亞的切蘇旺加遺址（Chesowanja）出土距今100-150萬年的人類“用火遺跡”，中國山西的西侯度遺址和云南元謀人遺址也被報道過發(fā)現(xiàn)距今180－170萬年的“用火遺存”。但這些所謂的遠古“用火證據(jù)”因遺跡遺物分散、材料少、保存狀況不佳而很少被學術(shù)界認可。在此之前，出自北京周口店五、六十萬年前的燒骨、燒石和灰燼曾被認為是當時發(fā)現(xiàn)的人類有控制用火的最早證據(jù)，但這項研究結(jié)論后來受到質(zhì)疑和否定又被再次證實，經(jīng)歷了一個反復的過程。2004年，以色列學者在美國的《科學》雜志公布在約旦河岸Gesher Benot Ya-aqov遺址發(fā)掘出79萬年前的用火遺跡，被許多學者認可為是當時確認的最早的人類有控制用火的證據(jù)。2012年，來自南非的 Wonderwerk 洞穴被提取到有控制用火的證據(jù)，時代為距今100萬年，成果刊載在《美國科學院院刊》，將這樣的證據(jù)又向前推移了一步。2017年，美國《現(xiàn)代人類學》雜志發(fā)表研究文章，宣布在肯尼亞庫比福勒地區(qū)的FxJj20 AB遺址發(fā)現(xiàn)的150萬年前的人類用火前證據(jù)堅實可信，進一步將人類對火的使用、管理的歷史向前推移，接近從人類體質(zhì)轉(zhuǎn)變角度推斷的人類用火肇始于200萬年前的時限。

為何元謀、西侯度等早更新世早期的人類用火證據(jù)難以被采信？首先是用火遺存的特點和早期用火證據(jù)獲取的困難使然。一些遺址用火證據(jù)受到質(zhì)疑，原因主要是：1.沒有明確的火塘結(jié)構(gòu)，例如集中的木炭、灰燼、燒骨、燒石和灶坑、圍石跡象，這樣，是否對火做過管理、控制性使用，難以認定和證實；2.火完全可以自然發(fā)生，事實上因雷電、干熱環(huán)境下石頭碰撞、煤田自燃、火山噴發(fā)、地熱上升等因素導致的非人工火經(jīng)常發(fā)生，在自然地層中經(jīng)常有火燒的遺跡，在澳洲土著人生活過的遺址中大量發(fā)現(xiàn)自然火的遺存，有些人類家園被迫遺棄就是因野火所迫。對于局部區(qū)域（往往是有限的考古遺址特定的地層中）所發(fā)現(xiàn)的零散的燃燒物，是人工火還是自然火的產(chǎn)物，很難加以辨識，需要更多的分析和佐證；3.化學變化、腐蝕、污染等痕跡容易與人工用火遺存相混淆，例如很多遺址的地層中出現(xiàn)黑褐色的斑塊、條帶，有時甚至是成層出現(xiàn)，初看之下很像燃燒過的木炭，有些早期遺址就憑此而被賦予“保留最早用火證據(jù)”的名份，但后來的分析證明這些褐色物質(zhì)的成分其實是鐵、錳、煤炭等。還有一些埋藏在地層中的石頭和骨頭表層呈現(xiàn)黑褐色，乍看很像被燒過，但分析表明其實是被周圍的鐵、錳成分污染了，而這樣的污染只停留在表層，不會滲入內(nèi)部；4.即使人類在一個地方升起過一堆篝火取暖、熟食、娛樂，用火遺存如果長期暴露而不是被及時封蓋，不斷遭受風吹、雨淋和動物擾動，經(jīng)年歷月，這樣的遺存、證據(jù)會逐漸變得模糊甚至消失，憑肉眼很難被發(fā)現(xiàn)和確認。

那么有效確定人類有控制用火行為或事件的依據(jù)應該是什么？筆者經(jīng)過對周口店遺址北京猿人用火證據(jù)的專門研究并在收集大量資料的基礎(chǔ)上，認為必須考慮如下因素：1.確實發(fā)生過燃燒事件，即存在灰燼、木炭、燒骨、燒石等材料；2.存在人類管理與控制的跡象，例如燃燒物的集中分布，火塘結(jié)構(gòu)等；3.與其他人類遺存共生，例如人類化石、石制品、骨器、裝飾品、被人類切割和改造過的動物碎骨等；4.適宜的人類生存與埋藏環(huán)境。這些要素或證據(jù)的分辨度和可信度是不同的。如果存在明確的灶塘結(jié)構(gòu)，單此一項就是確鑿的證據(jù)。其他較弱的證據(jù)，必須與其他要素合在一起，構(gòu)成證據(jù)鏈，才有說服力。所以對具體的考古遺址，會情況各異，因地而異。

▲ 北京猿人遺址發(fā)掘出的火塘

如何提取和分析這些證據(jù)？首先是精細的田野工作，即在考古發(fā)掘現(xiàn)場仔細觀察、記錄和提取各種遺物、遺跡和現(xiàn)象，注意遺物與遺跡之間的相關(guān)關(guān)系。目前已有全站儀、三維激光掃描儀和其他精密儀器和科技手段，能夠精確記錄出土物的三維坐標和出土時的各種狀態(tài)，為日后分析奠定信息基礎(chǔ)。在發(fā)掘和材料、證據(jù)收集時，除了傳統(tǒng)意義上的人工制品和動物化石，以及有燃燒嫌疑的材料（例如燒石、木炭、灰燼），還應注意觀察是否存在不易辨認的火塘結(jié)構(gòu)并采集相關(guān)信息，例如看似零亂的石塊或不正常的地層凹陷（可能的灶坑）。切記，經(jīng)時歷久的這種結(jié)構(gòu)很少保持明顯的原貌特征。對于顏色灰、黑、褐的疑似經(jīng)歷過高溫燒烤的物質(zhì)，不能僅憑肉眼的判斷就輕易下結(jié)論，而應該做進一步的燃燒和成分分析，方可得出有說服力的結(jié)論。例如，一塊顏色黑褐色的骨頭，如果看似燒骨，但如果觀察斷口，發(fā)現(xiàn)黑褐色僅限于表層，而內(nèi)部卻是骨頭的本色，很可能該骨頭經(jīng)歷過鐵錳的污染。而如果骨頭的內(nèi)部也呈現(xiàn)黑褐色，則可以判斷該骨頭確實經(jīng)歷了長時間的高溫燒烤。

▲ 周口店第1 地點提取記錄用火信息

采用便攜式磁化率掃描儀來探測可能的用火部位或?qū)游皇且粋€有效而可行的方法。對于疑似用火的部位應加大取樣力度，對沉積物做高密度的規(guī)范采樣，以供日后的科技檢測分析，并且應該對同層的其他部位做科學采樣，進行對比研究，以期對用火信號的分布狀態(tài)（是集中還是隨機的）做出客觀的分析，對真正的用火位置得出有科學數(shù)據(jù)支持的準確判斷。目前可用于對沉積物中物質(zhì)組分、化學元素分析的手段包括電鏡掃描、紅外光譜分析、X射線衍射與熒光分析、地球化學分析、沉積粒度分析、土壤微形態(tài)分析、微體植物化石分析（例如燃燒特定樹種所產(chǎn)生的植硅體）、磁化率分析、紅度分析，燃燒溫度分析、遺物或包含物分布特征分析等。在做這些分析時，有針對性的實驗模擬有時十分必要。當然，應該把各種信息、證據(jù)結(jié)合起來觀察和分析，建立起堅實的證據(jù)鏈，這樣的研究結(jié)論才會堅實，才會被同行采信，避免留下爭論不休的懸疑。

周口店是最早被發(fā)現(xiàn)保留古人類用火的遺址，在很長時期內(nèi)作為人類最早有控制用火的證據(jù)被寫進教科書。美國學者莫維斯（H. L. Movius）曾經(jīng)生動地描述過北京猿人用火的情景：用火是他每日生活的常項。他以紫荊的枝條作為燃料，在開放的火塘上烤出肉的芳香?；饘嘏凸饷鲙нM洞穴，使夜晚的猛獸不做非分之想。對他來說，火是珍貴的資產(chǎn)，無邊的力量！

▲ 周口店北京猿人用火示意圖

但從上世紀80年代中期開始，一些西方學者對周口店保遺址留的原地用火證據(jù)提出質(zhì)疑和否定。為了破解這一重大問題，從2009年開始的數(shù)年中，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所舊石器時代考古團隊借周口店遺址保護性清理的契機，用現(xiàn)代田野技術(shù)和科技手段在西剖面對古人類用火的證據(jù)做了系統(tǒng)的提取和分析，發(fā)掘出原地埋藏的燒骨、燒石和石灰?guī)r塊變成石灰的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)集中用火的部位，即火塘。在火塘內(nèi)的堆積中提取到因燃燒特定樹木而產(chǎn)生的植硅體和鉀元素等，并發(fā)現(xiàn)火塘部位沉積物的磁化率、紅度顯著異常， 有的區(qū)域的磁化率值較其它部位的沉積物高出22倍， 紅度高出3倍。被檢測出高磁化率值和高紅度值的樣品中富含細粒磁鐵礦和赤鐵礦，這兩種礦物正是導致沉積物磁化率升高和紅度值增加的原因，而持續(xù)高溫作用是這兩種礦物生成的機理，說明這些區(qū)域確實發(fā)生過長時間集中原地用火。這樣，晚期北京猿人生活過的遺址上部地層保留人類有控制用火證據(jù)的推斷得到證實。至于下部地層是否包含更早時期的北京猿人用火證據(jù)，尚需做同樣的新發(fā)掘和分析測試。

先民對火的控制和使用是不斷發(fā)展、改進的，在此方面的一項重要成就是石煮法的發(fā)明，即將燒熱的石頭放到水或液態(tài)食物中，將其煮沸或煮熟。目前石煮法明確的證據(jù)來自內(nèi)蒙古與寧夏交界處的水洞溝第12地點，距今約11，000年。2007年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與寧夏文物考古所組成的聯(lián)合考古隊在對水洞溝遺址第12 地點的發(fā)掘中，從古人留下的灰燼層中發(fā)現(xiàn)大量具有燒烤破裂痕跡的石塊，這些碎石沒有人類加工痕跡，不是先民的石制品。它們?yōu)楹未罅砍霈F(xiàn)在文化層中，與人類的生產(chǎn)生活有何關(guān)系？科技分析揭開了這個謎團。對這些容易被忽略的石塊的形態(tài)觀察、大小統(tǒng)計和巖性分析表明，它們是被人類選擇、加熱、利用而后破碎的；用同類石料所做的模擬實驗揭示，這些石塊是在經(jīng)歷高溫熱燒后被浸入水中崩解破碎的，即它們是生活在遺址的先民用來燒水和烹煮液體食物的“燒石”。對遺址區(qū)地下水和地表水所做的水質(zhì)檢測分析顯示，該地的生水中大腸桿菌含量嚴重超標，不能被直接食（飲） 用，但煮沸后此項危害得以消除；生態(tài)環(huán)境資料表明當?shù)赝砀率滥┮詠砩L著多種可被人類食用的植物，其中的一些可食性籽粒必須經(jīng)過烹煮方可被享用；一些動物碎骨有人類工具切割的痕跡但沒有燒烤的跡象，應該是被煮熟后享用的。

▲水洞溝第12 地點埋藏厚層的灰燼，其中出土大量的用于石煮法的燒石

水洞溝第12 地點的燒石是首次被確認的古人類復雜用火、用石烹法煮水熟食的證據(jù)，對古人類用火的歷史研究具有里程碑的意義，從一個側(cè)面反映了古人類對資源環(huán)境的高度認知、利用能力和因地制宜、機動靈活的生存方略。當時的先民處在更新世向全新世的過渡期，氣候條件在從末次冰期向冰后期轉(zhuǎn)變，人類的生計則從遷徙游動的狩獵-采集經(jīng)濟向定居的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，文明的種子在孕育發(fā)芽。水洞溝第12 地點的占據(jù)者正生活在這一時期，他們用燒石烹煮食物、改善水質(zhì)的創(chuàng)舉給我們提供了一個窗口，使后人得以窺見先民在向文明挺進的征程上的一個壯美畫面。

編輯：陳 梅

---

《中國文物報》2018年5月4日第5版