第一缕火光
我们不知道是哪位智人祖先首先掌握了生火的技巧,甚至不知道这技巧是不是智人发明的。我们也不知道第一堆火是从哪里生起来的。我们知道自己是南方古猿的后代。大约五百万年之前,我们的直系祖先在非洲中南部出现,告别黑猩猩,走上了独立演化的道路,它们从湖畔南方古猿变成南方古猿阿法种,再变成了非洲南方古猿。这最后的一种高约4英尺(约1.2米),重约60磅(约54公斤),脑容量是我们的三分之一,比起人类,它们看起来大概更像今天的黑猩猩。它们的骨盆已经变化,能够直立行走而不必再用指节支撑体重。到大约两百五十万年前又发生了一次分化,早期的猿类物种纷纷灭绝,只剩下了一种,它继续演化,生养众多,从能人变成直立人,并最终变成了智人。
早期的岩洞中包含着古人用木材生火的化学证据,它们的历史至少可以追溯到二十万年前,也就是直立人向智人过渡的时代。这些洞穴里往往堆积着残灰,灰烬里包含着树木才会吸收的矿物质,说明它们都是焚烧树木产生的。然而这并不足以证明那就是人类制造的火焰,甚至不能证明人类到过那些岩洞。在残灰之外,我们还要找到大量的石质工具、原始的炉床、大型哺乳动物的骨骼,以及被捕猎、烹饪并食用的动物留下的残骸(假定这时的人类已经开始吃肉)。这样的一处遗迹真的找到了,它位于匈牙利的韦尔泰什瑟勒什附近,在那里,烧焦的骨骼甚至摆成了放射状,形如一堆篝火。这显然是人类生火的证据,它的年代距今二十万年以上。再往前的事就不清楚了。
过去五十年里,考古学家认为最早出现人为生火迹象的遗迹是周口店,它位于北京西南郊大约30英里(约48公里)。也许五十万年之前,曾有一个直立人在那里烹饪过一头鹿。然而研究者最近又对发掘地做了一次分析,他们发现那些烧焦的骨骼太过零散,应该不是来自同一个营地。此外也没有多少证据表明当地有过壁炉或是炉床。遗迹中的残骸确是有机物,但并不是燃烧木材产生的灰烬。总而言之,说智人的祖先曾经生火,这一点还没有清楚的证据。
考古学家在古代营地的炉床上寻找骨骼的时候,一般都假设古人生火是为了烹饪肉食。传统观点认为,在直立人向智人的转变中,它们的食物也从水果和浆果变得更加富含肉类,这些肉食有的来自死去的动物,还有的可能来自狩猎。骨髓蛋白使人长得高大,也促进了身体的发育。然而哈佛大学的人类学家理查德·兰厄姆(Richard Wrangham)却和同事宣称,虽然火焰的运用改变了直立人的食谱,其中却并不包含从素食到肉食的转变。他们主张,人类食谱的改变,可能是因为他们学会了挖掘、烹饪木薯和山药之类的块茎。更进一步,他们还认为这份新食谱导致了家庭和部落结构的彻底变化,从此以后,块茎的收集、储存和加工成为了家庭和部落的中心任务。生的块茎布满纤维、难以消化,烹饪则将它们转化成了容易吸收的卡路里。在现代非洲,块茎依然是饮食中的一大宗。兰厄姆认为,早在一百八十万年之前,非洲平原上的人们就已经在烹饪富含淀粉的块茎了。兰厄姆的观点是关于人类社会演化的诸多理论中的一个,这些理论相互竞争,兰厄姆也难免受到质疑:虽然烧烤块茎不会像烤肉那样留下明显的证据(烧焦的骨头),但它总该留下一些清楚的化学痕迹吧?
饮食之外,火还转变了人的生存方式。一把熊熊的篝火可以吓退动物,在洞穴入口生一堆火,即使最坚定的猎食者也会望而却步。火还为洞穴带来光明,使人能在洞穴的更深处定居。有了火,人类就能从自己诞生的温带迁居到气候严酷的寒带,如果他们还发明了工具,能够狩猎制衣,那么迁徙就更容易了。
大约五万年前,欧洲东南部和近东地区都出现了复杂的武器和工具,那是贾雷德·戴蒙德(Jared Diamond)所说的“大跃进”时代(The Great Leap Forward)。人类有了长矛和鱼叉,能够从远处捕猎大型动物了,他们还学会了缝纫,做出了质地更好的衣服。艺术诞生了,拉斯科岩洞的宏伟岩画就是证明。不过虽然有了种种进步,人类却仍处在石器时代。他们的工具和武器变复杂了,但依然是用碰撞岩石的方法制成,要不就是从其他岩石上凿下的。温度还没有在工具的制造中发挥作用。
这次转变之后不久,人类开始采掘黏土。黏土在地壳中大量存在,风干后简单地生火烘烤就能制成器物。黏土中一般含有氧化铁,加热后不但会硬化,还会呈现出色彩。在富氧的空气中加热,它就会亮起红色;在多烟少氧的火焰中灼烧,它又会变成黑色的磁铁石。现今所知的最古老的黏土雕像有两万七千年历史,发现于今天的捷克境内。最古老的黏土陶器出土于日本,也有一万四千年的历史。
用来收割野生植物的工具在公元前11000年左右出现。大约一万年前,一些人类部落迎来了一场剧变,从狩猎采集者变成了农民。这个变化发生在地中海沿岸,发生在亚洲东南部,也发生在新月沃土(也就是中东的两河流域)。又过了两千五百年,新月沃土出现了种植小麦和大麦的确切证据。这些早期文明需要更好的农作工具、更好的储藏容器和更好的战争武器,这些需求都促使它们改良了生火的技术。这一点在金属的加工中格外明显。
人类最先加工的都是较软的金属,比如金和铜,这些金属容易锻造,它们不用加热,只需敲打就能制成薄片,然后用石质工具赋形。到公元前3000年左右,人们发现将铜加热并掺进少量其他金属(主要是锡)就会产生一种合金,它的强度更大,也更耐久。这就是青铜,希腊人叫它chalkos,罗马人叫它aes。
历史上的青铜是由铜和锡熔炼而成的合金,两者的比例大约是8比1。多加点铜,就会得到一种较软的合金,适于制造各种器具和盔甲;少加点铜,就会得到一种较硬的合金,适于铸造剑或钟。随着时代的变迁和社会的发展,人们又在青铜中加入了其他金属,加多加少,都根据需求和储量而定。用来炼制青铜的金属有锌、铅、银、锑、砷、铝和磷,这些元素,或为实用,或为装饰,都会改变合金的性质。《荷马史诗·伊利亚特》里就描写了赫菲斯托斯为阿基里斯铸造盾牌的方法,说他在熔炉里加入了铜、锡、银和金。这个将青铜工具用于生产和战争的时代,是大多数文明都曾经历的阶段。这个阶段是如此重要、如此鲜明、如此独特,以至于考古学家径直将它称作“青铜时代”。
由石器时代、青铜时代,接着就到了铁器时代。铁器比青铜器坚硬得多,铁器的诞生使人类迎来了全新的可能,文明也再次嬗变。铁器时代的特征是华氏2000度(约摄氏1093度)到2500度(约摄氏1371度)的热火。它始于青铜时代开始后的两千年,地点是新月沃土。在世界的其他角落,青铜时代开始较晚,持续的时间也较短。
铁的熔炼分为两个步骤,它需要的复杂技术,已经不单是生一把火那么简单了。地球上的铁大多以氧化铁的形式存在,炼铁的第一步是去除其中的氧。这一步称为“还原”,需要华氏1500度(约摄氏816度)的高温。还原时反而要在熔炉中加入氧气,加入的游离氧与焚烧木炭产生的碳结合,形成一氧化碳。一氧化碳能去除氧化铁中的氧,并形成二氧化碳。然后将二氧化碳小心地排出,剩下的就是铁了。不过这时的铁还较为原始,包含了许多杂质。第二步是继续加热,产生的熔渣浮在表层,留在底层的就是纯铁了。这最后一步的温度必须远远高于杂质的熔点,又要远远低于铁的熔点,即华氏2800度(约摄氏1538度)。我将这个阶段的文明标记为华氏2500度(约摄氏1371度)左右。
我在前面已经提过,随着温度升高,人类的工具由石器、青铜器而进化至铁器,而与之相伴的一个过程是对于黏土的烧制。地球的土壤中富含氧化铁,也同样富含构成黏土的硅酸铝微粒。黏土的结构是层层堆积,层与层之间很容易滑动,这使它们容易塑形。加热之后,黏土熔化,这种熔化恰到好处,既能固化成坚硬的团块,也保留了原来多孔的质地。为了掩盖这些小孔,烧好的黏土表面常要覆盖一层釉料,釉料由玻璃般的微粒构成,它低温加热就会熔化,可以覆在黏土器物表面而不改变其形状。釉料里掺一点水,就能涂抹在黏土上了。我们钟爱的釉彩,其实就是釉料中残余的杂质。一件日用品在巧匠的手中变成了艺术,这也是人类历史上一再发生的妙事。釉料的比例、烧制的时间、釉中的杂质、窑炉的温度,这些共同决定了黏土表面的纹彩。
在发现釉壶的古代遗址当中,伊朗西部的戈丁遗址(Godin Tepe)是最古老的一处。分析显示,那里的釉料曾经过华氏1900度(约1038摄氏度)的预烧,接着磨碎并覆上陶壶,再加热至接近华氏1500度(约摄氏816度)。这种方法一度失传,直到公元前1500年才在中国大规模重现。伟大的中国陶瓷艺术是许多因素造就的,其中之一就是中国富含大量的上等黏土和石灰石,能做出绚丽的釉彩。到公元前1500年,一般的陶器已经可以华氏2000度(约摄氏1093度)烧制了。
到公元前500年,希腊人将釉料熔成液态涂到大型黏土容器上,然后放到充满烟雾的空气中加热,使整个陶瓶变黑。接着再往窑炉里添加富氧空气,使没有上釉的部分重新变成红色。于是,我们为之倾倒的阿提卡双耳瓮就诞生了。
大约两千年前,人类将火加热到了华氏2500度(约1371摄氏度)。然而在那之后的一千六百年里,人类在生火、医药、天文和测量领域都没有多少进步,至少在西方世界是如此。但是接着,一切都变了,原因之一,就是人类在温度测量上取得了可观的进步。