篝火試驗(yàn)場景。圖片來源：Ma ángeles Medina-Alcaide課題組

?石燈試驗(yàn)場景。圖片來源：Ma ángeles Medina-Alcaide課題組

原始人咕嚕一家中的老爸瓜哥舉著火把在巖壁上畫下一家六口的溫馨畫面，或許不只是《瘋狂原始人》電影中的一幕，也是舊石器時(shí)代洞穴居民的真實(shí)寫照。

面對(duì)那些令人嘆為觀止的壁畫，人們不禁猜測從“茹毛飲血”到“刀耕火種”，原始人們是如何戰(zhàn)勝黑暗，照亮生活的？

現(xiàn)在，大家或許能從6月17日刊登于《公共科學(xué)圖書館—綜合》的一篇論文中“看”到原始人們眼前的深長洞穴。

原始人眼中的洞穴什么樣

在現(xiàn)代照明系統(tǒng)下，這些繪畫栩栩如生的舊石器時(shí)代壁畫，在數(shù)萬年前被創(chuàng)作時(shí)，遠(yuǎn)古藝術(shù)家們眼前的巖石和色彩又是什么樣的？

“原始人們進(jìn)入洞穴，畫出這些令人驚嘆的壁畫，但是他們用什么照明？也許人們能想象這些遠(yuǎn)古人類使用火把或者石燈照亮眼前的巖石，但這些工具究竟是如何產(chǎn)生的？它們能燃燒多長時(shí)間、能照亮多少米？這些都是我試圖在論文中回答的問題?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、西班牙坎塔布里亞大學(xué)的Ma ángeles Medina-Alcaide在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說。

于是， Medina-Alcaide等人對(duì)舊石器時(shí)代3種常見的照明系統(tǒng)——火把、油脂燈具和篝火進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)，再現(xiàn)了洞穴居民是如何在洞穴深處旅行、生活和藝術(shù)創(chuàng)造的。

研究人員選擇了西班牙巴斯克地區(qū)的Isuntza 1洞穴，根據(jù)考古證據(jù)盡可能模擬了類似舊石器時(shí)代的洞穴環(huán)境，并復(fù)制了5種火把（材料分別為常青藤、杜松、橡樹、樺樹和松樹樹脂）、兩種使用動(dòng)物油脂的石燈（取自牛和鹿的骨髓）和一個(gè)小火堆（橡樹和杜松木）。

他們發(fā)現(xiàn)，不同的照明系統(tǒng)都有不同的特點(diǎn)，這表明它們可能在不同的環(huán)境中被選擇和使用。

或許，咕嚕一家舉著火把四處奔走的場景是真的。而且，遠(yuǎn)古人類對(duì)照明系統(tǒng)的使用，已經(jīng)顯示出不凡的智慧。

誰是完美工具

研究人員發(fā)現(xiàn)，由多根木棍制成的火把最適合探索洞穴或穿越廣闊的空間，因?yàn)樗鼈兡芟蚋鱾€(gè)方向投射光線（在實(shí)驗(yàn)中照射范圍幾乎達(dá)到了6米），并易于運(yùn)輸。而且，這種照明設(shè)備不會(huì)讓人眼花繚亂，盡管它的光強(qiáng)度幾乎是油燈的5倍?；鸢训钠骄紵龝r(shí)間為41分鐘，其中最短為21分鐘、最長為61分鐘，主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量煙霧。

相比之下，油燈用于在長時(shí)間內(nèi)照亮小空間時(shí)效果最好——其光強(qiáng)度類似蠟燭，最多能照亮3米遠(yuǎn)（如果增加更多盞燈或更多燈芯，則能照亮更多空間）。雖然因晃眼和無法照亮地面等缺點(diǎn)，油燈不太適合在移動(dòng)中使用，但它可以持續(xù)燃燒（大于1小時(shí)）、沒有太多煙霧，可與火把配合使用。

但是，電影或小說中常出現(xiàn)的篝火卻失敗了。研究人員在山洞里制作了篝火，但其燃燒時(shí)煙霧很大，且30分鐘后熄滅。他們指出，由于洞穴里的氣流問題，這個(gè)位置可能不合適這種照明系統(tǒng)。

“火把的持續(xù)時(shí)間給我留下了深刻的印象。盡管在狹窄空間里，火把因產(chǎn)生煙霧而困擾使用者，但在寬闊的洞穴通道里，它們是完美工具?！盡edina-Alcaide說，“另一方面我們?cè)贏txurra洞穴中看到，在一個(gè)有舊石器時(shí)代動(dòng)物壁畫（主要是野牛和馬）的狹窄洞室里，原始人們喜歡使用油燈，一種有凹面的砂巖鵝卵石，里面可以燃燒浸透著骨髓的植物燈芯，因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生煙?！?/p>

但是，無論使用火把或燈，除非光從巖壁頂部照射下來，原始人們難以從壁畫的下部看到頂部，也無法看清這些巖石藝術(shù)全貌。然而，他們似乎有策略地安排了火塘，燃燒的篝火照亮了整個(gè)空間。

壁畫區(qū)域的入口則使用了火把照明。這似乎不是偶然的，研究人員估計(jì)的最佳路線上也布滿了散落的灰，肯定是從冰河時(shí)代使用的火把上掉下來的。

考古中的科學(xué)試驗(yàn)

人工照明是舊石器時(shí)代人類出現(xiàn)復(fù)雜社會(huì)和經(jīng)濟(jì)行為的重要資源之一。

人類在黑暗中看不到東西，因此需要借助光線進(jìn)入洞穴深處，而且所到之處取決于照明系統(tǒng)的物理特性，例如光的強(qiáng)度、作用半徑、輻射類型和色溫。這些特性也決定了人們對(duì)環(huán)境的感知和內(nèi)部的使用（如藝術(shù)創(chuàng)作、葬禮活動(dòng)和洞穴探險(xiǎn)）。

Medina-Alcaide提到，第一個(gè)關(guān)于古人類洞穴內(nèi)部（完全黑暗的地方，人工照明必不可少）生活的可靠證據(jù)與尼安德特人有關(guān)。例如，在法國布魯尼卡爾洞穴，在離入口336米遠(yuǎn)的地方，由400個(gè)洞穴堆積物組成的6個(gè)人造環(huán)行構(gòu)造包含了超過18個(gè)火的痕跡（可能是燒焦的骨頭）。通過方解石鈾系列測年，研究人員確定這些活動(dòng)的時(shí)間為176 ky BP（千年前）。

但一直以來，人們對(duì)舊石器時(shí)代照明資源的物理特性知之甚少，盡管這是研究洞穴和其他黑暗環(huán)境中人類活動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵方面。

“燧石或骨制品等的遺跡，以及壁畫等藝術(shù)品，在過去幾十年里一直吸引著研究人員的注意。相反，照明系統(tǒng)的殘留物，如從火把上掉落的木炭，廢棄的燈或加熱的土壤表面，迄今為止鮮有研究。”Medina-Alcaide說。

“考古記錄和實(shí)地試驗(yàn)必須通過辯證法聯(lián)系起來。來自考古證據(jù)的研究問題決定了試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，而通過后者得到的結(jié)果為前者提供了新工具?！毖芯咳藛T在論文中寫道。

于是，便有了這次在山洞中的動(dòng)手試驗(yàn)?！拔覀?cè)跊]有考古遺跡的自然洞穴里進(jìn)行了試驗(yàn)，并注意不影響環(huán)境和生活在那里的動(dòng)物?；鸸饬疗饋頃r(shí)，令人興奮。”Medina-Alcaide說。

研究人員認(rèn)為，從他們的試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)中獲得的實(shí)際見解和觀察，有助于更深入地了解進(jìn)入洞穴最黑暗的部分可能是什么樣子，并強(qiáng)調(diào)未來的試驗(yàn)性照明研究將繼續(xù)揭示人類祖先在洞穴中的活動(dòng)。

穿過幽暗的洞穴、天崩地裂的世界末日、奇幻的森林世界……咕嚕一家開始尋找新的“洞穴”，Medina-Alcaide等人也將繼續(xù)試驗(yàn)其他類型的燃料，比如燒焦的骨頭。

相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0250497


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