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

 石燈試驗場景。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(ju) 著火把在岩壁上畫下一家六口的溫馨畫麵，或許不隻是《瘋狂原始人》電影中的一幕，也是舊石器時代洞穴居民的真實寫(xie) 照。

麵對那些令人歎為(wei) 觀止的壁畫，人們(men) 不禁猜測從(cong) “茹毛飲血”到“刀耕火種”，原始人們(men) 是如何戰勝黑暗，照亮生活的？

現在，大家或許能從(cong) 6月17日刊登於(yu) 《公共科學圖書(shu) 館—綜合》的一篇論文中“看”到原始人們(men) 眼前的深長洞穴。

原始人眼中的洞穴什麽(me) 樣

在現代照明係統下，這些繪畫栩栩如生的舊石器時代壁畫，在數萬(wan) 年前被創作時，遠古藝術家們(men) 眼前的岩石和色彩又是什麽(me) 樣的？

“原始人們(men) 進入洞穴，畫出這些令人驚歎的壁畫，但是他們(men) 用什麽(me) 照明？也許人們(men) 能想象這些遠古人類使用火把或者石燈照亮眼前的岩石，但這些工具究竟是如何產(chan) 生的？它們(men) 能燃燒多長時間、能照亮多少米？這些都是我試圖在論文中回答的問題。”論文通訊作者、西班牙坎塔布裏亞(ya) 大學的Ma ángeles Medina-Alcaide在接受《中國科學報》采訪時說。

於(yu) 是， Medina-Alcaide等人對舊石器時代3種常見的照明係統——火把、油脂燈具和篝火進行了實地試驗，再現了洞穴居民是如何在洞穴深處旅行、生活和藝術創造的。

研究人員選擇了西班牙巴斯克地區的Isuntza 1洞穴，根據考古證據盡可能模擬了類似舊石器時代的洞穴環境，並複製了5種火把（材料分別為(wei) 常青藤、杜鬆、橡樹、樺樹和鬆樹樹脂）、兩(liang) 種使用動物油脂的石燈（取自牛和鹿的骨髓）和一個(ge) 小火堆（橡樹和杜鬆木）。

他們(men) 發現，不同的照明係統都有不同的特點，這表明它們(men) 可能在不同的環境中被選擇和使用。

或許，咕嚕一家舉(ju) 著火把四處奔走的場景是真的。而且，遠古人類對照明係統的使用，已經顯示出不凡的智慧。

誰是完美工具

研究人員發現，由多根木棍製成的火把最適合探索洞穴或穿越廣闊的空間，因為(wei) 它們(men) 能向各個(ge) 方向投射光線（在實驗中照射範圍幾乎達到了6米），並易於(yu) 運輸。而且，這種照明設備不會(hui) 讓人眼花繚亂(luan) ，盡管它的光強度幾乎是油燈的5倍。火把的平均燃燒時間為(wei) 41分鍾，其中最短為(wei) 21分鍾、最長為(wei) 61分鍾，主要缺點是產(chan) 生大量煙霧。

相比之下，油燈用於(yu) 在長時間內(nei) 照亮小空間時效果最好——其光強度類似蠟燭，最多能照亮3米遠（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麵等缺點，油燈不太適合在移動中使用，但它可以持續燃燒（大於(yu) 1小時）、沒有太多煙霧，可與(yu) 火把配合使用。

但是，電影或小說中常出現的篝火卻失敗了。研究人員在山洞裏製作了篝火，但其燃燒時煙霧很大，且30分鍾後熄滅。他們(men) 指出，由於(yu) 洞穴裏的氣流問題，這個(ge) 位置可能不合適這種照明係統。

“火把的持續時間給我留下了深刻的印象。盡管在狹窄空間裏，火把因產(chan) 生煙霧而困擾使用者，但在寬闊的洞穴通道裏，它們(men) 是完美工具。”Medina-Alcaide說，“另一方麵我們(men) 在Atxurra洞穴中看到，在一個(ge) 有舊石器時代動物壁畫（主要是野牛和馬）的狹窄洞室裏，原始人們(men) 喜歡使用油燈，一種有凹麵的砂岩鵝卵石，裏麵可以燃燒浸透著骨髓的植物燈芯，因為(wei) 它不會(hui) 產(chan) 生煙。”

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

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

考古中的科學試驗

人工照明是舊石器時代人類出現複雜社會(hui) 和經濟行為(wei) 的重要資源之一。

人類在黑暗中看不到東(dong) 西，因此需要借助光線進入洞穴深處，而且所到之處取決(jue) 於(yu) 照明係統的物理特性，例如光的強度、作用半徑、輻射類型和色溫。這些特性也決(jue) 定了人們(men) 對環境的感知和內(nei) 部的使用（如藝術創作、葬禮活動和洞穴探險）。

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

但一直以來，人們(men) 對舊石器時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境中人類活動的一個(ge) 關(guan) 鍵方麵。

“燧石或骨製品等的遺跡，以及壁畫等藝術品，在過去幾十年裏一直吸引著研究人員的注意。相反，照明係統的殘留物，如從(cong) 火把上掉落的木炭，廢棄的燈或加熱的土壤表麵，迄今為(wei) 止鮮有研究。”Medina-Alcaide說。

“考古記錄和實地試驗必須通過辯證法聯係起來。來自考古證據的研究問題決(jue) 定了試驗的設計，而通過後者得到的結果為(wei) 前者提供了新工具。”研究人員在論文中寫(xie) 道。

於(yu) 是，便有了這次在山洞中的動手試驗。“我們(men) 在沒有考古遺跡的自然洞穴裏進行了試驗，並注意不影響環境和生活在那裏的動物。火光亮起來時，令人興(xing) 奮。”Medina-Alcaide說。

研究人員認為(wei) ，從(cong) 他們(men) 的試驗複現中獲得的實際見解和觀察，有助於(yu) 更深入地了解進入洞穴最黑暗的部分可能是什麽(me) 樣子，並強調未來的試驗性照明研究將繼續揭示人類祖先在洞穴中的活動。

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等人也將繼續試驗其他類型的燃料，比如燒焦的骨頭。

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


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