记录周末的露营，只需按下快门的一瞬间。而为了复原这张4万年前的生活照，我们花费了两年。
杨石霞 ·中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员
格致论道第81期 | 2022年6月26日 北京
大家下午好！我是来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的杨石霞。我主要从事史前考古学研究，探讨百万年以来人类行为的演化。
今天我想给大家分享《一张来自四万年前的东亚人类“生活照”》。大家一看这个题目，一定很纳闷。如果有时间隧道，在4万年前那里一定立着一块牌子：距离照相机发明还有4万年。你怎么会有照片呢？
而且即使有生活照，四万年前又能照什么呢？照片的主人公会是谁？会是他们吗？他们是谁？
在回答他们是谁之前，先想一想我们是谁。我们是现代人、现代智人，从生物系统的分类来看，我们是人科人属智人种。那他们呢？他们是600万年以来人猿揖别以后一些重要的祖先成员。但是，他们在距今约4万年以前就相继灭绝了。除了一些比较特殊的，比如弗洛勒斯小矮人在一些特殊的生境中一直生活到了距今一两万年。上面这张照片里面还有一些“明星”，大家可能比较熟悉。比如尼安德特人、海德堡人、还有周口店北京猿人所属的直立人。那他们与我们有什么区别？为什么我们是现代智人？
从这张对比图中大家可以看到，作为现代智人，我们比尼安德特人、海德堡人等，更广泛地分布在地球上，甚至到达了北纬六七十度的高纬度高寒地区。那是什么让我们能够走向更广阔的地方，成为真正的全球居民？
当然，体质的演化是非常重要的，而更重要的是行为上的适应。根据之前在非洲和欧洲开展的考古学工作，我们有了这样一张列表。大概在10万年现代人开始迈向全球的时候，尼安德特这样的史前人群依然与我们共存。但是，这时现代人就展现出了在技术和行为上的优势。比如可以捕鱼、采矿，甚至刻划计数。到了4万年其他史前人类相继灭绝的时候，就已经几乎有了今天人类所有行为的雏形，包括出现了绘画等艺术形式的发展。
祖先的行为证据在哪？
通过遗传学和化石的证据，可以证明4万年前在东亚的大地上也有现代人活动。但是，我们一直对他们的行为缺少认识。东亚的现代人有现代行为吗？表现了怎样的现代行为？为了寻找这个答案，那就需要一张4万年前的生活照，看一看当时的祖先是如何生活的？
为了寻找这些照片，我们又一次来到泥河湾盆地。这里对于考古学家来说是一个宝库，记录了过去200万年以来人类行为演化的证据。我也非常有幸，在2016年的时候开始在这个区域工作。
▲左：泥河湾河湖相地层
右：马圈沟遗址分食猛犸象场景
我每一次到泥河湾，看到巨厚的这一层又一层的地层，就像看到了一本大自然给予我们的奇书。这里面充满了神奇的画面，可以让我们与已经灭绝的祖先相见，看到他们生活的场景。右侧的这张图就是在160万年前这一页，记录的早期人类分食猛犸象的场景。
但是，泥河湾这么大，是一个有9000多平方公里的大盆地；地层这么厚，涵盖了过去200多万年。4万年前的这一页需要去哪里找？
幸运的是，2013年，河北省文物考古研究院的同事们在下马碑遗址的发掘工作进行到大概两三米时，揭露了一层非常漂亮的4万年前的生活“底片”。
就在图片中的第6层（Layer 6），这里距地面约2.5-2.6米。经过碳14和光释光测年确认，它距今的年代，恰好就是我们要寻找的4万年。
大家可能会说，这哪是什么底片？不过就是满地的石头和骨头。下面我就带大家看看，如何在石头和骨头间，复原一幅活生生的生活照。
在这12平方米的范围内，其实是有布局的。
在西北角的范围，可以看到一个红色的区域。在这个区域发生了什么？
图片中的这些遗物会和什么有关？因为我们都受过长期的考古学训练，也了解全球各地的民族志。
我们就会联想：难道这就是人们加工赤铁矿留下的遗物和遗迹？人们在这里磨碎赤铁矿，然后留下了当时研磨的工具，也留下了这样一片染红的区域。
当然，科学工作不能说看着像、可能去联想，这样给出结果。为了探寻和证实这一点，我们开展了一系列的研究工作。
这一块长形的石板有点像磨刀的砺石，或者捣蒜、磨东西时垫在底下的钵。它上面有一些区域是明显的染红了，这时我们提取残留物，就找到了赤铁矿的一些碎屑。在扫描电镜下，我们很清晰地看到它的形貌，也可以扫描到它的成分。于是，我们就证明了这件石板确实与赤铁矿的生产相关。
这一件相当于一个杵或者磨锤。赤铁矿毕竟是铁矿物，它是有一定硬度的。如果想将它磨碎，就需要用石头反复地摩擦，可能要比捣蒜费一点儿劲。捣蒜久了，可能也会留下痕迹，也会残留一些蒜末或其他的东西。那么在这个石杵上，我们在显微镜下复原了它的3D形态，可以看到清晰的划痕和磨圆。于是，我们就有了一套加工工具。
那加工什么呢？加工的就是这块小小的赤铁矿，它看上去是棕黑色的，但磨出来却是鲜艳的红色。它有没有被磨过？下面我们去看它的表面。
同样，通过在显微镜下复原它的3D形貌，可以很清楚地看到来自不同方向的划痕。这样的划痕有别于自然界规律的划痕，而是人类从不同的方向摩擦的产物。这个有点像小时候用橡皮，左擦擦，右擦擦，这样橡皮上会有不同的方向的擦痕。同时也会得到橡皮屑，橡皮屑在这里就是这些红色的粉末。
红色的粉末和黑色的小块确定就是赤铁矿吗？我们通过拉曼光谱、X荧光射线以及扫描电镜，综合分析了它们的矿物和结构。刚才大家看到的是比较大的一块，也就是左侧这块。在附近还有一块更小的，因为它大概只有1厘米，所以在那个遗迹的照片中看的不是很清楚，但是我们也将它从土中提取出来。这两块小的赤铁矿，它的矿物成分有细微的差别。这也再次验证了它可能是有选择的、从外边被人类带回到营地的。
现在再来看看这片染红的区域，它们就一定是加工赤铁矿产生的红色吗？为了验证这一点，我们对这个红色的区域进行了采样，也对周边进行了广泛的采样。对这些土壤进行分析后，我们发现只有在这个染红的区域里，捕捉到了赤铁矿的微粒。
据此，这确实是先民磨制赤铁矿颜料的一处遗迹和遗物。先民为什么要磨这些红色的粉末？与生活有什么关系？其实，他们这样的行为不再只是为了吃饱和生存，更多地体现了他们的意识行为。比如绘画、打扮自己。像今天我们涂胭脂一样，可以相互抹在脸上。他们一方面是为了美丽，另一方面这是他们族群的象征。
他们使用了怎样的工具？
4万年前的照片里，只记录了他们的意识行为以及文化生活吗？不止这些，让我们再回到这张底片中。
在中间部分，通过碳屑、灰烬，我们推测出这里有个火塘。在火塘边可以看到很多石器。
▲左：来自下马碑的“石器”
右：大家印象里的石器（来自周口店）
其实说石器大家更疑惑，这不就是一些小小的碎石片吗？它和科普书中常见的周口店的石器有很大的差别。
石器可以抓在手里，是一个需要趁手的工具。而这些小小的工具每一个大概只有两厘米。这些没有被明显加工和修理的工具是如何成为工具的，又是怎么被生产出来的？
它的生产极为简单，采取了像砸核桃一样的方法。把石头砸碎，这样就会获得一些小的碎片。这些碎片就是刚才大家看到的那种并没有太多规律的、长条形的小碎石片。
放大其中的一个我们可以看到，它一边好像是被骨头一样的东西覆盖，另一侧似乎有点锯齿状，是被用了或者是怎样尚不清楚。但我们开始推测：它难道是被装在骨柄里作为零件使用的？像极了今天的裁纸刀，有一个刀柄，还有替换的刀片。
▲左：残留物分析
右：微痕分析
为了证明这一点，我们动用了微痕研究和残留物研究。残留物分析可以知道表面遗留的附着物究竟是什么，刚才只是推测白色的物质是骨头，但那也可能是沉积过程中形成的钙化。
这在扫描电镜下得到了很好的答案。首先，我们看到了骨头的形状，通过能谱知道了它的成分富含钙、磷、硫，很明显是骨头的成分。更幸运的是，我们还看到了当时人们将这些石片固定在骨头上，为了加固所缠的草绳留下的植物的痕迹。在左图的左下角可以看到一些成排的植物纤维。
关于微痕分析，这是更有意思的一个领域，和刑侦工作很像。按照常识，如果菜刀经常用来切菜、切肉砍骨头，都会有一定的磨痕。根据磨痕就可以推测用刀的方式，以及切的是硬的东西还是植物纤维。这种常识同样可以在石头上应用，像这件石器就是用来削木头的。
当然石器不止一种功能，也可以切骨头、处理皮毛。为了区分不同的痕迹，就需要一个数据库。这就像公安部门为了得到子弹是由什么型号的枪射出的，就需要有弹道库的数据一样。
于是，我们就被迫成为古人，去做一系列的实验。先制作工具，用工具去做不同的活，然后观察做这些事情会在石器表面留下怎样的痕迹。我们甚至会左右手交替实验，看一看当时的人是不是左撇子。
知道了这些痕迹以后，我们可以推测石器的功能，也知道了装柄的方式。这是一种复合工具，其实古人生产的不直接就是工具，而是工具的零部件。
这种思维有很长的历史，大概在二三十万年前，大家就可以看到左图这样，古人将矛头装在木柄或者骨柄上。但是，到了4万年前，人们干了一件去繁就简的事情，不再对附着在上面的刃缘进行加工，而是直接将高效生产的细小石片附着镶嵌在骨头中，形成小刀（右图）。
这样有什么好处？一是非常高效、生产简单，不需要复杂的二次修理。二是可以替换，非常便捷，可以在兜里揣很多这样的小碎片，然后拿一个骨柄就可以打猎、生活。这也帮助现代人更好地扩散向全球各地，有更广泛的活动范围。
经过分析可以看到：围绕着火塘，有人在处理皮毛，有人在屠宰动物、切割肉类，还有人在钻孔，可能是钻皮或者一些硬的东西，比如用贝壳做一个小吊坠。就这样，我们在底图中看到当时人类丰富多彩的行为。作为一张生活照，现在我们获得了剪影，那它还需要一个背景。
为了获得背景，我们用了孢粉分析。
孢粉是植物的微体化石，通过孢子和花粉就能来推断当时周围有怎样的植被。同时，我们也借助了沉积物的分析，去看它沉积物是属于河流，还是属于分堆过来的？经过一系列的研究可以发现：当时的人们生活在今天壶流河的河漫滩上。
植被是以草原为主，靠近山体的部分有成片状的针叶林。对照现在的生活，大概是坝上草原。
有了树林、草地，会不会有小动物？是的，如果只有人生活，似乎这个照片有点单调。为了知道当时有哪些动物和人一起生活，我们去观察和鉴定这些动物骨骼。
经过鉴定，这里有鹿、马，还有非常可爱的小鼢鼠。在这以草原为主兼有片状树林的地方，有马、鹿活动，还有一群人在生活。
属于东亚人类的演化
最终，我们获得的就是这样的一幅画面。
▲郭肖聪绘
这群人围坐在火塘边，每个人手里有着自己要干的活，分工非常明确。在火塘的一角，他们磨制红色的赤铁矿粉末、彼此涂抹，是一个非常生动的生活图景。
目前，露营在全国各地都非常火。按下快门的一瞬间，就记录了周末或者假期中一次愉快的露营。而为了复原这张四万年前的生活照，我们花费两年时间，有5个国家、20多位科学家参与这项工作。为什么要花这么大的精力来获得一张4万年前的生活照？因为我们要追寻4万年前东亚人类的行为。
就像前面所提到的很遗憾，在很长的一段时间以内，对于人类行为演化的认识，都是构建在非洲和欧洲材料的基础之上。在亚洲，我们有很多认识的空白。有了这幅复原的4万年前东亚人类的生活照，我们第一次看到了东亚人在4万年这个关键的窗口期，同样具备了先进的行为。
▲左上：骨器
右上：颜料
下：细小石器
下马碑所展现的东亚现代人生活图景，填补了国际学术界的认识空白。这里并不像想象中那样工具落后、缺乏意识形态发展。相反，这里有非常精巧的细小石器，而且它们被装柄使用。
同时，我们也发现了骨器。这件骨器十分精巧，它大概有5厘米，尖端有很明显的磨光，像一个骨铲。由于有机数据的缺失和保存情况，我们无法得知它具体的功用。但是这一类精巧的骨器也是第一次在亚洲发现。
最重要的是我们发现的颜料加工。4万年前来自亚洲的一点红，似乎成就了中国人今天对于红色的热爱，为东亚人类演化史添上了浓墨重彩的一笔。
这样的一幅生活画面，让我们感受到了4万年前的祖先并不像想象中的那样落后，他们的生活非常有序、丰富。
很高兴代表我们的团队，为大家分享了4万年前的这张生活照。这个工作的背后是一个庞大的团队，这体现了国际合作、团队交叉。
希望在今后的工作中，我们能更多地探索地层中的奥秘，记录早期人类丰富多彩的生活画卷，让大家更好地了解属于我们东亚人类的演化故事。
谢谢大家！
原标题：《满地石头和骨头，还有一片染红的区域， 4万年前这里发生了什么？ | 杨石霞》
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷