张双权:周口店猿人洞的新发掘、新发现

来源:周口店北京人遗址管理处 日期:2018-08-30 10:21

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张双权

  张双权,陕西铜川人,博士,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员、硕士生导师、中国科学院大学岗位教授,周口店古人类学研究中心副主任,主要研究领域为脊椎动物埋藏学与旧石器时代动物考古学。

  2011—2015年任周口店第1地点西剖面抢救性清理发掘领队;曾先后参与包括宁夏水洞沟、周口店第1地点、周口店田园洞、安徽淮南人字洞、北京房山黄山店、辽宁朝阳马山洞等近10处重要古人类旧石器时代遗址及第四纪古脊椎动物化石地点的发掘和研究工作;2006年至今先后主持国家自然科学基金面上项目及中国科学院战略性先导科技专项子课题等科研任务,并作为课题骨干参与了科技部重大基础专项、中国科学院知识创新工程重要方向项目、中国科学院前沿部署项目等科研课题。目前已在国际、国内学术刊物发表科研论文50余篇。

  张双权:周口店猿人洞的新发掘、新发现

  人和动物之间的关系

  我在西北大学本科阶段是地质学专业,研究生阶段则是研究古生物化石的,应该说与目前所从事的专业相关性还比较大。1997年硕士研究生毕业后我就进入古脊椎所工作。周口店是古脊椎所下面的一个管理处,对外当时叫博物馆,实际上它也是研究所的一个分支机构。在那儿当时做了几年的管理和科普工作,平时我一般在办公室,周末有时候也去博物馆讲解一下。如果有一些比较重要的客人或者专业性的团队,我偶尔也会带一下。到了博士阶段,就与周口店的工作关系更密切一些,完全是考古性的研究,探讨的是北京猿人时期或者远古时期、史前时期人和动物之间的关系,或者说是“人是怎么获取这些动物”的。动物作为人的一个邻居,当然也有可能是人的食物来源。食肉是早期人类非常重要的一个生活方式,那么肉是通过怎么样的方式得来的,是一个比较重要的研究课题。

  在周口店的研究历史上,周口店遗址出土的大量动物化石,它的来源到底是怎样的,是否与北京猿人的狩猎行为相关?对于行业外的许多人士来说,他们看到猿人洞中出现了大批动物化石,尤其是那些食草类的动物,比如说非常具有特色的肿鹿大角鹿、葛氏斑鹿等等,那么许多人看到的第一感觉肯定是,这些都是北京猿人狩猎的结果:北京猿人通过狩猎活动获取猎物,然后在洞内对这些动物进行肢解,食用之后留下的骨骼残骸被保留到现在,最后变为化石。包括现在博物馆的宣传中,可能以前许多媒介也是这么说的。那么具体过程是不是这样呢?可能目前从国际范围来说,也不是铁板一块。因为学科都发展了,早期大家是很朴素的感觉,因为这些动物化石是和人类化石、早期人的工具一同出现的,是和早期人类用火的证据,比如说灰烬、烧石、烧骨等这些人类的其他文化遗迹在一起的。我们可以很自然地联想到,动物化石肯定是与人相关的,是人类生活的某一个侧面,或者是人类生活的一个窗口。

  20世纪80年代之后,国际范围兴起的一批对早期人类遗址形成过程的研究,尤其是对动物骨骼进入遗址的过程这个问题的关注程度越来越高,结果就发现这个问题复杂得多。尤其是对洞穴这样的环境来说,早期的洞穴在某种程度上不光是人类的家,也可能是大型食肉动物的家。比如说猿人洞中出现的鬣狗,它是经常会占据洞穴的一类大型的食肉动物,它们也会猎捕大量的食草类动物,可能也会把它们的骨骼带进洞内。那么洞内的这些食草类动物的骨骼是不是与鬣狗有关,究竟是鬣狗的食物,还是人类的食物?甚至更严重一点地说,猿人洞中出现的人类化石是不是也有可能与鬣狗有关,这些都是西方学者当时争论比较多的。当然除此之外,20世纪80年代至今还有一些有关北京猿人遗址性质的非常广泛的争论,还有关于北京猿人用火的争议等,当然这些也都是好事。早期都是一些科学的基础事实或者基础材料的获取,随着学科的发展,如果有新的解读,有新的进展,当然是好的,死水一潭不利于学科的发展。如果所有的东西、结论都已经拍板定案了,从某一个角度来说,这个学科也就失去了它发展的动力和源泉。

  我对于周口店遗址研究的一些想法

  我研究的也是与周口店遗址相关的一个方向,就是看猿人洞中出现的动物化石,是不是与人的活动有关。当然不光是猿人洞,也包括国内其他考古遗址中我能够接触到的某些重要的地点。这些化石地点,是人类生活的反映,还是自然造成的,这是一个基础的问题,也是动物骨骼进入遗址的见证。假如确确实实是人类行为的残留,那么就要进一步研究它是人类通过怎样的方式来获取的,获取之后对这些动物又有怎样的一些加工过程,从中又反映出人类怎样的行为能力,或者说他们的一种社会化组织程度等好多方面的信息等。

  关于火塘的说法也是很有争议的东西。我觉得是不是火塘可能需要做一系列的工作来确认。可能大家觉得确定是不是火塘很不简单啊。实际上对早期遗址来说,尤其几十万年前的考古遗址来说,对火塘的鉴定难度非常之大。从主要现场发掘的场景来看,由一些石灰岩块累积成一个半圆形、圆形结构,有点类似于咱们现在在外面用石块砌成的一个小的用来圈火、挡火的范围。在洞穴的环境之内这样就能够让火在人类的控制之下来进行利用,便于控制火的大小、火燃烧的时间等等,不至于对周边的其他生存活动造成影响。这样的结构符合某种程度下对人类控制用火的一种直观的感觉。但是是不是有控制地用火,不能光取决于外观的结构,还要看它的组织学的结构,对土壤进行一些切片,看它的层级来源是不是原地的。另外,土壤中间是不是有人类用火的残留。比如说,树木烧过之后有草木灰,经年累月之后,可能会有硅质集合体。有些物质要通过理化分析来确认。当然直观来看,我们当时看到的这个火塘,有一些灰黑色的东西刚好就在这些石头垒成的半圆形之内,那么至少从表面上来看,是符合火塘的若干特征的。但是对于周口店这样一个性质比较重要的点,对火塘的确认还是需要更严谨一些的。

  我们做了一些理化性的工作,某些结论应该说是支持它是火塘的。包括火塘周边的一些烧结物,变成红色的堆积。有一些理化分析表明,它可能都是经过高温实践的,甚至达到700℃的高温。在目前的考古研究中,许多学者都认为,700℃是只有在人工控制的条件下能够达到的温度。此外,还有一些其他的元素分析等确认了这一点。但是,从我的观点来看,这个火塘目前比较欠缺的一点证据就是中间没有发现动物骨骼、动物化石。人类点这个火塘的目的是什么?当然不一定完全是为了烤肉吃,也有可能是为了照明,或者在洞口燃火防止野兽进入,那么火塘不出现动物骨骼似乎是正常的。但总是感觉缺少一点东西,或者说至少有一点美中不足吧。另外在对火塘进行微形态分析之前,我们还不能说它就是一个火塘。因为火塘首先强调的是原地的,而我们现在的土壤组织学工作没做之前,无法确认这些土都是原地烧的还是在外面烧过带进来的。所以目前这个事,我自己也不敢下结论。

  2002年博物馆划归北京市,也就是归房山区管辖。后来我参加了周口店的一些发掘工作,比如说田园洞,当时我也参与了野外工作和部分室内的工作,再之后才是猿人洞的西剖面发掘工作。大多数时间内,我是负责野外工作的。这个工作在调控和最后的组织方面是由当时我们研究所的副所长,我的博士生导师高星老师负责的,我配合高老师共同完成这项工作。后面几年的野外工作是我来负责的。从发掘的结果来看,不能说没有什么收获,但是肯定是没有达到,至少是没有达到公众的希望。大家所希望的是发现一些引起媒介和社会公众关注的猿人头盖骨化石。但是从我们的角度来看,我们做发掘或者叫清理性工作,应该说获取材料并不是第一目的,因为猿人洞的西剖面是古人类学,或者说第四纪地质学的一个非常典型的剖面,非常好的材料现存体,把它保存下来是有非常重要的价值的。这个剖面或者说堆积体,经过多年的风吹日晒,已经有非常大的隐患了。我们启动这个项目的最初目的,就是“保护性清理发掘”,所以说“保护”是主旨。当然在保护的过程中,由于我们要按照现代的考古发现的规范,精细程度或控制程度比之前的发掘应该会好一些。在这个过程中,有一些材料的产出,包括疑似火塘、红色烧结面等,更多的是出土的一些石制品、动物化石,合计起来也有一万多件。我们这次发掘出土的大多都是比较破碎的材料,很难发现完整的动物头骨、下颌骨,尤其是在我们关注的第四层。看似价值没有以前的材料大,实际上恰恰相反。对考古遗址或者说对古人类的活动地来说,如果经常发现完整的头骨和下颌骨,就要怀疑这个点是不是与人的活动相关。

  在早期考古遗址中,如果动物化石与人类活动相关的话,通常情况下,尤其是在中国北方地区,骨骼都会被古人类砸碎,为什么?因为他们要获取其中的骨髓,当然也包括头骨里面的大脑等营养物质。目前在国际范围内,好多考古遗址都已经得到了广泛的确认,就是在与人类活动相关的遗址中,大多数情况下我们发现的骨骼都是破碎的,这是人类的活动密切的真正的反映。所以说我们这次的发现还是有一定的科学价值的。

  另外对于石制品、动物化石,相比较以前,我们是有更好的地层控制的,避免了以往把某一个大的层统在一块的问题,也就避免了信息的混淆。这个可能不太好解释,但确确实实是这样。就是说做任何工作,越精细,那么你得到的信息可能就越准确。我们这次已经尽最大努力争取对遗址本身造成最小的破坏,对材料造成最低程度的破坏,能够对材料做到最大程度的获取,信息得到最完整的保留,这是我们的一个目的。

  为什么要进行“抢救性清理发掘”

  现在一提到周口店的发掘考古,大家老觉得高科技能解决很多问题。实际上我个人感觉,考古发掘本身更多的还是基础材料,同时人的理念也要有一些发展。具体的高科技的运用能够解决考古的多少问题,至少在野外发掘中,在猿人洞这样的环境中,是很难体现出来的。

  我们当然会使用全站仪记录出土物的位置,或者我们所用的这些电脑,它也算是高科技吧。但实际上这些东西,在目前的考古规范下,已经是常规性的东西了,我并不认为它一定算是什么高科技。考古本身最终还是一个理念,就是说在不同阶段的发掘工作中,你关注的东西不一样了,你想的东西不一样了,那么在具体的发掘过程中,你要采取的手段和技术保障就不一样了,这是一个进步。到了室内研究之后,会有一些科技手段的融入,这是没问题的,也会解决很多的问题,会具体到材料层面。我们在野外还做一些三维扫描,这也许是大家觉得科技含量比较高的。

  猿人洞是比较厚的堆积,历时也是数十万年。北京猿人的化石是出自于不同层位的,8、9层是猿人化石出土比较集中的一个层位。除此之外还有其他的一些层面,比如说我们所说的第10层,或者也有人称之为第11层,这个都无关紧要。还有我们看到的第3层、第4层都有动物化石。我们目前对西剖面的清理工作只是完成了第3层、第4层和第5层部分堆积。我们现在的工作比较集中的也是在第4层。在早年的发掘中,也是在同一层位中,当然是在洞穴的不同部位,曾经有过人类化石和大量的石制品,包括人类用火的一些遗迹、遗物、烧石、烧骨、灰烬等都是在这层出现的。第4层早年就是人类活动非常集中的一个区域,或者一个时间段,我们当时叫“上文化层”。

  我们这次的发现,如果从对早期工作的研究或者说对早期工作的补充来说,第4层是一个比较好的例子。我们的发现证明了早期的一些结论应该都是经得住考验的。但确实早年发现的人类化石在这一层这次没有发现。为什么?一是我们发掘的面积较小,早年是上百平方米的,当然可能不止上百平方米,这次的发掘只有十来平方米。另外,还有洞穴的位置不同,它的状况是不一样的。但是从基本面貌我们可以看出,无论是早年的发掘还是现在新的发掘,这一时间段都是人类在周口店地区活动非常频繁的一个时期。早年有证据,我们现在也有证据,两个吻合度很高。我们也发现了大量石制品,都在同一层中,而且这一层中也有大量的灰烬,也有烧石、烧骨出现,尽管不是在我们所谓的疑似火塘中,但是在其他部位有。从这一点来说,我们对早期的工作某种程度上也提供了一个证据,但我觉得这次工作获得了更多的样品才是关键。在做好保护的前提下,使获得的材料和样品最大程度发挥它的科学效力,能够提炼出一些早期无法提炼到的信息,这才是我们工作的真正价值所在。

  现在发掘和整理的工作还在进行中,所以准确的结论不敢说,但是宏观的框架是有了。现有的证据完全支持早期学者所说的这一阶段,这个层是“上文化层”,是人类活动的密集期,或者说这个时期至少周口店地区是非常适合人类生活的。我相信他们利用了周边的自然资源,比如说大型动物,我只是说“利用”而不是“通过狩猎”。在某些骨骼上,我们发现了人类早期使用工具留下来的痕迹,我们把它叫“切割痕”。人类要吃肉,都会利用洞内发现的石制品等工具,把肉割下来。在割的过程中,有些石制品的刃还是很锐利的,偶尔工具就会碰触到骨骼表面,会在骨骼表面留下一些痕迹。这些痕迹某种程度上,或者在某些情况下,是会保留下来的。我们只是在初步的整理中就已经发现了几件标本表面有早期人类遗留下来的工具的痕迹,是人类吃肉的证据。就是说,北京猿人是吃肉的,确确实实证明了这一点。但是肉是怎么得来的,是他狩猎得来的,还是捡拾野外自然死亡的动物或其他食肉动物杀死的动物,在研究没有结束之前,还没有证据能说明。

  现在进行的发掘整理工作可以说是对早期工作的补充,但也有一些不同的地方,不过并不否定早期的结论,而只是说由周口店猿人遗址形成过程的复杂性,或者说早期人类遗址形成过程中的多样性决定的。比如说在第三层南裂隙的发掘中,包括原来主堆积的发掘中,都发现有人类化石,而且有石制品。但是在我们发掘的第三层这个部位,就是西剖面这里,我们没有发现确切的石制品,也没有人类化石,却发现了动物化石,基本上都是完整的骨骼。完整的动物骨骼出现的话,很多情况下说明这些动物骨骼与人没有关系,是由于自然原因进入洞穴的。第三层的研究基本上结束了,我们的研究结果也证明了这一点:第三层在西剖面这个位置,是没有人类活动的。这个和早期就差别比较大了,但我们不是说早期就错了,因为早期的记录包括它的发掘,出来的东西客观在那儿放着,只能说洞穴的不同部分,它的发育历史是不同的,所以洞穴的形态是不一样的。当时可能这个洞穴在第三层堆积形成时期,主堆积的部位,包括南裂隙这个部位,有一些天然的顶篷,形成了一些遮挡,便于人类在里面居住,或者短期的生存。但是根据我们研究发现,当时西剖面的洞顶已经完全塌了,甚至连一个延伸出来的岩棚都没有,凸出来的一块岩石都没有,就是一个敞开着的状态,没法给人类提供良好的遮蔽场所。它就是一个自然的环境,我们把它解释成为陷阱,天然的陷阱。在龙骨山附近活动的动物,因为各种自然因素,掉进了洞内,与人没有关系。所以说某种程度上,我认为这些是对早期工作的补充而不是否定,尽管它们两者是不同的。

  其他方面的结论还不太好说,现在毕竟还没有研究完,提炼信息还没结束,目前不能过多地发挥。考古工作真的不是一蹴而就,几天就完成了。你想包括作家,要写一个长篇,或者就做一些工作,还得几十年的积累,何况我们很多材料都要修理一下。石制品还好,有些动物化石在猿人洞内,就相当于在骨头外面裹了一层水泥。最可怕的是,某些地方“水泥”就渗透到骨头里面去了。你说要把骨头提出来,难度有多大?所有的动物骨骼表面都或多或少有这些东西的残留,这些东西在骨骼表面就严重影响了我们对它的观察。到室内之后,会有一些所谓的现代科技手段的介入,至少我们在显微镜下或者体式镜下观察,还有在扫描电镜下的观察,都需要把表面这些不属于骨骼本身的附着部分清除掉。几万件标本,这个工作量是需要比较长的时间的。

  我们现在的发掘叫作“抢救性清理发掘”,就是因为这个发掘之前,猿人洞经过半个多世纪,它的土体堆积一直暴露在外,没有遮挡。猿人洞本身各个层的物理属性是不一样的,有些层是非常非常坚硬的,我们把它叫作钙板层;有些层却是非常非常松散的。经过长年的风吹日晒,加上水流,造成的影响不是一点两点的。发掘前的剖面,就是凹凸不平的,犬牙交错的状态。有些地方比较硬,抗风化能力强,岩石整个就出来了。总之,当时在现场看这个剖面,稳定性非常差,甚至不排除在一定程度下,或者某些时间段,剖面会出现较大规模坍塌的可能。而且发掘开始的时候,在第三层顶部,我们曾经发现有大概二三十厘米宽的裂缝,整个从剖面上斜着就过去了,应该是从东南向西北方向延伸的一个大的裂缝。那么它最后造成的结果就是垮塌下去,对底下地层的冲击可能是比较大的,对剖面其他部位的安全,包括剖面里面的材料以后的保存,都会有影响。

  我们定位的“抢救性清理发掘”,首先一点就是要清理掉剖面上存在的不稳定的因素。要把这个剖面切成一个相对安全的角度,把凹凸不平的状态改变了,把剖面表面的一些大的石块、孤立的石块等清除掉,这是当时的一个初衷。这项工作已经得到了国家文物局的批准。另外我们在发掘工作中,具体的流程上,尽量避免对本体造成更大的破坏。比如说,早年的发掘利用了炸药,尤其早年的炸药爆破性比较大。我们这次发掘,因为在某些层面确实非常致密结实,就跟水泥板一样,仅靠手工、简单的工具、传统的考古工具,如刷子、小锤子、小镊子这些肯定是完成不了的。我们就用了一个电镐,这个电镐是德国的一个品牌,它在使用寿命、力度的控制以及速度的控制上都很好,而且我们只是在堆积非常致密的地方小范围地使用,大部分情况下还是使用传统的工具。何况我们做的面积比较小,影响并不大,我们已经尽了最大的可能来减少对遗址本身的破坏。我知道有些人可能认为,这个东西没必要做,不一定要进行抢救性发掘,就让它在原地保留自然状态,他们觉得不可能在一天两天内倒下去,但实际上如果他们到现场去看的话,就会知道这项工作已经是迫在眉睫了。我们当时也有照片,在发布会上也展示了,大裂缝外面的堆积体就有几十个立方,大裂缝下面又有突出来的堆积,上面垮下来对下面的冲击有多大,谁也不好说。我觉得这个工作还是有必要的,对一个剖面的展示来说,做一下新的发掘也是有价值的。

  新发掘的剖面,把一些新鲜的、原始的地层暴露出来了,尤其是第四层刚刚发掘完的时候,哪儿是灰烬,哪儿是钙板,哪儿是人类生活密集地带,哪儿是文化的空白区,一看非常清晰,色彩看起来比较亮眼,普通观众也能够看出来,对专家来说更是如此。许多搞考古的、搞地质环境的人,到野外对地层进行判断,判断它是否与人相关,判断它的地质成因过程,实际上都是要根据新鲜的暴露出来的剖面做出的。

  考古本身是一个学科,或者是某种知识经验的传承。老先生们在某一个学科内形成一个规范,或者说是中西融合之后形成的国际通用的一套准则,那么我们只是沿着这个道路继续走。也许我们做的方向和方法与老先生们的相比差别比较大,但都是在规范体系中一路走下来的,这里面都有老先生工作的痕迹。具体来说,在我这个方向,实际上在裴文中先生在早年的发掘中,已经注意到了猿人洞动物化石的来源,他已经认为猿人洞可能不单纯是人类生活的地方,其中可能有食肉动物大量的活动。也就是说猿人洞中这些食草类动物可能不完全是人类的食物,裴先生已经意识到了。只不过当时大量的生态研究,或者说是实验研究还没有。也就是现在我们具备的许多研究的素材,或者对比的素材当时是没有的,所以这个工作没有进行下去。因为裴老牵涉到的学科比较多,他会优先要解决当时学科比较成熟的。应该说我们任何一个方向,都有他的研究思路在里面。20世纪60年代末国际范围内做这个工作的只有一两个学者,这个活动真正开展起来是在80年代。但是在20世纪三四十年代,裴老已经有这一方面的科学敏感性,或者说有科学的一种先见,这是相当了不起的。

  对周口店未来工作的建议

  博物馆想做事,而且想做的事肯定非常多。我觉得是周口店有做事的决心,也做成了一些事,他们经常做一些海外的展览,做一些素材的收集,这都是很好的工作,但这个工作实际上都需要专业的研究人员来介入。如果能进一两个专业人员,我觉得是好的,对博物馆的发展也是有利的。但是,从我个人的角度来说,真正的要有研究人员背景的人进入然后做科学普及,最好定位于科普,而不是做研究,包括所有对外的一些材料,让它更加专业化一些。

  周口店做研究工作的人很多,实际上除了我们,还有一些做体质人类学的。他们能野外发掘人类的头骨、人类的化石和牙齿之类的,他们用现代的科技手段,进行重新测量,进行国际化的对比,然后探讨北京猿人体质演化方面的问题。我们所刘老师、吴秀杰老师,还有邢松这几个年轻人在做,做得还都是非常不错的。

  从咱们国家目前的管理规范来说,不是鼓励发掘的,尤其在周口店这样的一个全国重点工作保护单位,又是世界文化遗产,不是说你觉得有重要的科研项目就可以随便发掘的,而是限制发掘的。这个我能理解,就像咱们的秦始皇陵一样,现在如果做不到,没有迫切的需要,不发掘也是对的。

  21世纪初到现在这十来年,发掘工作一直有,应该说我们这些人运气还可以,有发掘、参与周口店野外工作的机会。像同老师是在21世纪初的时候,发掘了田园洞。那个田园洞目前来看科学价值很大,科学信息很丰富,有许多发现还都是非常重要的。我们对周边地点包括西剖面的发掘,也是这些年可能能够进行的工作,以后有没有这样的机会还不好说。

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