书城科普人类的奥秘上
20760400000003

第3章 寻根:我们究竟从哪里来

人类从哪里来?这是千百年来中外科学家、哲学家不断思索和探讨的奥妙,人类的起源已经与宇宙的起源、地球的起源和生命的起源并列为四大起源之谜,而这四大起源之谜又纵横交错、互相联系,若能揭开其中一个谜底,对揭开另外三大起源之谜,就是一个重大突破。

进化论者则认为,人类的祖先是猿。但是,人类学家们发现,在人的进化环节中缺少重要一环:在“猿——类人猿——猿人——类猿人——人”的链条中,没有“类猿人”。因此,他们对由猿到人的进化提出疑问,以至发展出新的见解。有的科学家认为,人类的始祖来自外星球。

一、追问:人类根在何方

人类从来就对自己本身是怎样来的,怎样产生的关心备至,这关系到人在自然宇宙中所处的地位问题。人的地位是至高无上的,还是卑微的?人的本质是什么?人对自然界应有什么作为?人的能力如何?等等,这都是我们想知道的,需要探讨的。因为,它是我们的根。

1.众说纷纭的人类起源

人类只有找到自己的根,才能在历史的潮流中找到发展的基点,在这个基点之上,建立起文明的灯塔,守住自己:地球以及整个星球的命运。

对于人类的起源问题,一直众说纷纭。

达尔文是19世纪英国学术上破旧立新的大师。他身患痼疾,为探讨自然规律,苦学终生。1859年,他的《物种起源》一书问世,总结了他自己多年在世界各地亲自观察生物界的现象,发现了自然选择在物种变化上起的作用,探索了物种的起源和进化的规律。尽管当时达尔文并没有把物种起源直接联系于人类,他只说了一句话:通过《物种起源》的发表,“人类的起源,人类历史的开端就会得到一线光明”。但是《物种起源》一书的发表,对上帝造人的宗教神话和靠神造论来支持的封建伦理却不啻发动了空前未有的严重挑战。当时保守势力的反扑顽抗和社会思想界的巨大震动,使一贯注意不越自然科学领域雷池一步的达尔文也不能沉默了。他发愤收集充分的客观事实来揭示人类起源的奥秘,终于在1871年《物种起源》出版后12年,发表了《人类的由来》这本巨著,用来阐明他以往已形成的观念,即对于物种起源的一般理论也完全适用于人这样一个自然的物种。他不仅证实了人的生物体是从某些结构上比较低级的形态演进来的,而且进一步认为人类的智力、人类社会道德和感情的心理基础等精神文明的特性也是像人体结构的起源那样,可以追溯到较低等动物的阶段,为把人类归入科学研究的领域奠定了基础。这是人类自觉的历史发展的一个空前的突破。

马克思主义诞生以后,恩格斯运用辩证唯物论和历史唯物论综合了科学的成就,全面地分析了从猿到人的过程,创立了“劳动创造人”的理论,从根本上粉碎了上帝造人的宗教迷信神话。在从猿到人的转化过程中,劳动起着决定作用。无论是手足分工、制造工具,还是语言的产生、脑的发展和思维的出现,都是在劳动中出现的。所以恩格斯说:“劳动是整个人类社会的第一个基本条件……在某种意义上不得不说劳动创造了人本身。”

2.人类的祖先究竟是谁

1960年,英国人类学家利斯特·哈代爵士提供了一种新的假说,他认为化石空白时期(在距今400万~800万年前这一时期的化石资料几乎空白)的人类祖先,不是生活在陆上,而是生活在海中;在人类进化史中,存在着几百万年的水生海猿阶段,这一阶段在人类身上至今留下许多“痕迹”——解剖生理学方面的特征,这些特征在别的陆地灵长类动物身上都是没有的,而在海豹、海豚等水生哺乳动物身上却同样存在。例如:所有灵长类动物体表都有浓密的毛发,惟独人类和水兽一样,皮肤裸露;灵长类动物都没有皮下脂肪,而人类却有水兽那样厚厚的皮下脂肪。人类胎儿的胎毛着生位置,明显不同于别的灵长类动物,而与水兽接近。人类泪腺分泌泪液,排出盐分的生理现象,也是水兽的特征,这在灵长类动物中是绝无仅有的。哈代指出:地质史表明,400万~800万年前,在非洲的东部和北部,曾经有大片地区生活着一种海猿。几百万年以后,海水退却,已经适应水生生活的海猿,重返陆地,它们就是人类的祖先。海猿历经沧桑,在水生生活中进化出两足直立、控制呼吸等本领,为以后的直立行走,解放双手,发展语言交流等重大进化步骤创造了条件。这使得他们“得天独厚”,而超越了其他猿类,进化成为地球上最高等的智慧动物。

把不同动物的生理特征进行比较,可以看出他们之间亲缘关系的远近,这是比较生理学的研究方法。澳大利亚墨尔本大学的生物学教授爱彼立克·丹通,研究了人类和其他哺乳动物控制体内盐平衡的生理机制。他发现,在这一方面,人类也与所有的陆生哺乳动物不同,而与水兽相似。

还有专家指出,人类的潜水生理相当出色,在古代猿人生活的地方,人们发现一种有名的古迹:史前贝冢。贝冢是一堆堆的贝壳,这是史前古人采食贝类动物的证据。1983年,英国科学家爱尔默和戈顿在发现直立猿人的非洲坦拉、阿玛塔等地,研究了那儿的古代贝冢,发现这些贝冢都是生活在深海中的种类,如牡蛎、贻贝等。这说明只有掌握屏息潜水的技术,才能采集到这些贝类。很明显,这些猿人具有出色的潜水本领,这在灵长类动物中也是绝无仅有的。人类是天生的潜水家,他们屏息潜水的时间远远超过其他陆地生物。人类在潜水时,体内会产生一种潜水反应:肌肉收缩,全身动脉血流量减少,呼吸暂停,心跳也变得缓慢。这种反应与海豹、海鸭等水生动物潜水的反应十分相似。潜水反应不是条件反射,而是由大脑高级中枢加以控制的。这种控制同时也有意识地控制着呼吸,对呼吸的精确控制调节是人类发展语言的基础,没有这种在海猿阶段形成的控制呼吸能力,人类不可能发展如此复杂的发声方法。

二、假说:寻找的线索

1.古猿:人类的远祖

(1)达尔文的非洲猿说

英国学者达尔文在他的《人类起源与性的选择》一书中指出,人类是由已灭绝的非洲古猿进化而来的。在这本书中,达尔文既肯定了人与猿的亲缘关系,表现在身体结构、心理特征和生理特点方面;又肯定了人与猿在直立、双手、牙齿、脑、智力等方面的区别。他认为支配人猿分化的不是超自然的东西,而是生物演化的规律,即用自然选择和性选择来解释人类的起源过程中的一切变化。

达尔文认为非洲的大猿与人类最为接近,从而推测人类起源于非洲。他指出人和猿最重要的区别在于两足直立行走的行动方式,以及小的犬齿、高的智力和能使用工具等,而这些是与从树栖转变到以狩猎为主的地面生活有关的。他说,在地面生活的灵长类能直立行走,使其双手能空出来以携带狩猎使用的武器。用这些武器作为一种适应方法,用增长的智力来指导武器的使用,致使大而突出的犬齿由于不起作用而变小了。

虽然也有人提出灵长类中的长臂猿甚至眼镜猴与人最为接近,但大多数人承认非洲大猿与人最为接近,详细的解剖和行为研究以至生化特性都表明了这一点。达尔文提出非洲大猿是我们最近的亲属的论点,长时期来都得到各方面的支持。只是最近才有人提出亚洲的猩猩比非洲大猿与人的关系更为密切。

人类和猿类的共同祖先是否树栖?从东非中新世的原康修尔猿以及埃及法龙姆渐新世发现的可能是猿类祖先的化石表明,它们确是树栖的。这也表明达尔文的论点是正确的。对现代人和现代猿的比较解剖学研究,也证明它们许多相似之点是由于树栖生活产生的。

由达尔文的上述论点,演变成多种假设。

(2)腊玛古猿与南方古猿

这是以达尔文进化论为基础而提出的传统说法。

19世纪中叶,达尔文提出了人类起源于古猿的理论。长期以来,新第三纪(中新世、上新世)的森林古猿被认为是人和猿的共同祖先。但究竟是哪一种森林古猿,在第三纪的哪一时期,都不明确。

学者们有以下几种推测:

一是腊玛古猿。它生存在距今1400万年至800万年前,身高1米多,脑容量约300毫升,能够直立行走,可能已有说话功能。而最有力的证据是它的牙齿珐琅质“棱柱晶体”呈锁孔状,与人类的很相近。但也有学者持不同意见。

二是南方古猿。有的古人类学家认为,南方古猿是人科早期成员,它的脑容量已达现代人的1/2或1/3。但也有人认为,南方古猿与“完全形成的人”是并存的,但它没有发展成为人,而只是人类旁系,并在100万年前就灭绝了。

20世纪60年代末,西蒙斯和皮尔比姆提出,人和猿是第三纪的中新世开始分化的,腊玛古猿是最早的人科代表,而森林古猿属里的几个种则是各种现生猿类的祖先。还认为腊玛古猿是在大约1500万年前由一种森林古猿演化而来的,以后再由腊玛古猿演化成400万年前的南方古猿,进一步发展成现代人。

人的起源大致的路线是这样:中新世出现的森林古猿演化出腊玛古猿。腊玛古猿生活在距今1400万年到800万年之间,在距今800万年前,腊玛古猿几乎全部灭绝。腊玛古猿以后便是南方古猿。南方古猿生存的范围从大约距今400万年到100万年前。在它们身上,一方面仍然保留了若干由人猿超科祖先的主干继承下来的原始特征,另一方面,更重要的是已经进化出现了人这一支所特有的、而与猿那一支区别开来的人科的特征。

在初步解决了人的起源问题后,随着时间的流逝,科学的不断发展,化石的大量出土,古人类学家们不断深入地研究,又发现了不少新问题。最突出的问题是叫做“化石缺环”的现象,即存在着从距今800万年到距今400万年前的这一段400万年的化石缺环。在这段400万年的长时间里,没有找到任何能证明关于人类起源的中间过渡生物的化石,这就给经典的关于人类起源的理论提出了难题。

(3)巨猿和黑猩猩

巨猿也是很引人注意的一个种类。巨猿是在1935年由荷兰人孔尼华定名的。他在香港的中药铺里购得了大量哺乳动物牙齿化石,其中有一颗巨大的高等灵长类下臼齿,他认为代表一个新属新种,就定名为步氏巨猿。他推测这种巨猿化石产于我国华南,地层时代大概是更新世中期。1954年,原籍西德后入美国籍的魏敦瑞,又根据孔尼华后来购得的另两颗牙齿(前后共三颗牙齿),认为巨猿具有明显的人的性质,因而主张把巨猿改称“巨人”,并提出了人类的巨人起源说。他推论“巨人”可能是人类的祖先,然后体型逐渐变小,经爪哇直立猿人、北京猿人而发展到现代人。后来孔尼华又去南洋一带中药铺里搜集到五颗可能是属于巨猿的牙齿。1952年,他根据先后得到的八颗牙齿发表论文,放弃他原来的看法,转而同意巨猿确是巨人的观点;但认为它是人类进化系统上的一个特化的旁支,而非我们的直系祖先。世界各国的人类学家对巨猿是人还是猿,意见分歧,对巨猿生存的地质时代、分布地区和演变过程等也一无所知。巨猿从而成了研究人类起源的一个重要问题。

1956年初,我国科学工作者在广西各地进行洞穴调查和发掘,在大新县榄圩区那屯村的牛睡山黑洞中发现了三颗巨猿牙齿。同年秋,广西壮族自治区柳城县凤山区新社冲村的农民覃秀怀在楞寨山的一个山洞里发现了一个巨猿下颌骨。有关的科学部门对这个山洞进行了长期的发掘,又发现了两个巨猿下颌骨和1000多颗单独的牙齿以及大量的哺乳动物化石,从而确定了柳城巨猿的地层时代为更新世早期。

吴汝康于1962年对这些材料进行了研究,表明巨猿下颌和牙齿的多数特征介于人类和猿类之间。猿的两侧齿列是平行的;人的齿列是向后张开的;巨猿的则既不互相平行,而向后分开的程度又远不及人类的大。人类齿列呈曲线形,没有明显的转折;巨猿在犬齿处有显著的转折,但不如猿类的显著。猿类犬齿的前后都有间隙,不与其前后的牙齿接触;巨猿的没有前间隙,但有比较小的后间隙;人类则一般是没有齿隙的。巨猿犬齿的形状、与其他牙齿的比例、磨耗情况以及两性差别也介于人、猿之间。下第一前臼齿既约成扇形(似猿),又有双尖及前后小凹(似人)。

巨猿的门齿小,位置垂直;臼齿齿尖呈方块型,咬合面脊纹少而较粗,有第六齿尖。这些特征都是与人类相似的。

这些新的巨猿材料,使我们对巨猿有了深入的了解。由于迄今所发现的巨猿材料仅限于下颌骨和牙齿,没有发现头骨、体骨和肢骨,它的分类位置至今仍有争论。有人认为它是人科系统上早期分出的一个旁支,有人则说它是猿类的一种特殊类型。由于其年代太近,体形太大,似乎不可能是人类的祖先,而更可能是猿类系统上的一个灭绝的旁支。魏敦瑞的人类的巨人起源说是没有根据的。现有的一切人类化石材料表明,人类的身材在进化过程中是逐渐增大而不是减小。现在也已知道,巨猿生存的时期从第三纪上新世纪更新世早期到更新世中期,分布的地区从亚洲南部的印巴次大陆到我国南方的广西和湖北一带。巨猿的身材也随着时间的推移而逐渐增大以致最后绝灭。这些研究有助于我们对人类起源问题的理解。

美国加州大学伯克利分校的华什伯恩(S.L.Wash-burm)和他的学生以及其他一些人设想:人和猿的共同祖先最像现生的黑猩猩,人类的起源正像现生狒狒那样对稀树干草原的适应。但由于黑猩猩的解剖结构和行为特征不同于狒狒,而且两者之间存在着重要的差别。像黑猩猩那样的灵长类一旦开始像狒狒那样适应草地的生活,其结果便是向人的方向发展。因为在这种情况下的古猿,为了能够生存,必须依赖工具的使用,这从犬齿的变小上可以反映出来。工具的使用促使两足直立行走、群体关系的增进和复杂化等等。再从现生灵长类中母子关系可以终生维持的现象进一步推论,早期人科成员可能也是如此。女性对围周的环境更为熟悉,在群体中的作用比男性更为重要,因而在早期原始文化的形成中也比男性起着更大的作用。

概括来说,他们认为工具的使用、直立行走、犬齿的变小以及智力和社会行为等四种特征的相互作用是人类起源的因素。

(4)小猿和残猿

塔特尔的小猿假设认为人科成员最早是由小型的猿进化而来。东南亚的小猿、长臂猿在树上经常站立起来,在地面时几乎总是两足行走,虽然这并不表明它比非洲的大猿更接近于人类,但也暗示一种在非洲的小的猿演化出了类似的行动,从而设想人类是从另一种较小的猿进化来的。它的较小的身材可以演化成像长臂猿那样的在树上两足直立行动,用手抓取食物,或是在树上垂直爬行,躯干都在垂直位置,在下到地面活动时,已能两足行走。

在第三纪后期,东非等地发生了地质上的大变化,高山地区开始变低,发生了多次火山喷发,雨量减少;许多地区因严重干旱,热带雨林为稀树干草原和空旷的干燥或半干燥的草原所代替。过去广大的连续的森林地区成了森林、稀树草原和草地的镶嵌物。小猿下到地面,使用工具来获取和制备植物性食物,也猎取小动物为食。杂食的食性使其有广泛的食物来源。小猿也使用棍棒来自卫,这比利用犬齿更有利:一者可与敌害进行相隔较远的打斗,二者棍棒折断时可用新的代替,而不像犬齿折断后就没有代替品。在地面生活,需要携带食物和棍棒,更多地使用前肢,因而能更有效地两足直立行走,向着人的方向发展。

“残猿进化说”是两位法国人——生物学家夏尔·德维耶和地球古生物学家让·夏利内——在1990年出版的一本题为《进化论》的书中提出,人类的起源很可能要归功于一只有生理缺陷而不能同它的同伙一样用4条腿走路的残猿。由于在猿群中,直立的姿势更有利于吓唬对手,所以,这只病猿的生理缺陷反而成了一种优势,使它更容易接近和占有雌猿,并将“直立”遗传给下一代,从而成了两足行走的猿类以及以后的人类的始祖。

2.海猿:人类的近祖

进化论是人类伟大的发现之一,但它也有不完备的地方,试看根据进化论列出的人类起源时间表:

古猿:生活于800万~1400万年前;

南猿:生活于90万~400万年前;

猿人:生活于20万~120万年前。

这里有两个空白期:古猿与南猿之间空缺400万年,南猿(相当于类人猿)与猿人之间空缺20万年。所谓“空白期”,就是没有发现这一时期的化石。

相比而言,400万年的空白期更引人注目。

有的学者提出了一个新的学说来解释这一段时间的化石空白,这个学说就是“海猿”说。

1960年,英国的人类学家阿利斯特·哈代提出:化石空白期人类的祖先不是生活在陆地上,而是生活在海洋中,人类进化史中,存在着几百万年的水生海猿阶段。哈代提出:地质史表明,400万~800万年前,在非洲的东部和北部曾有大片地区被海水淹没,迫使部分古猿下海生活,进化为海猿。几百万年后,海水退却,已适应水中生活的海猿重返陆地。它们是人类的祖先,在水中生活进化出两足直立、控制呼吸等本领,为以后的直立行走、解放双手、发展语言交流等重大进化步骤创造了条件。

提出海猿说是根据人的许多生理学方面的特征,这些特征在别的陆生灵长类动物身上都没有,而在海豹、海豚等水生哺乳动物身上却同样存在。

作为这一论断的根据,哈代列举了人与猿猴之间的许多不同点,这些不同点大部分和水有关。例如,猿猴厌恶水,而人类婴儿几乎一出生就能游泳,而且游泳是孕妇妊娠期内惟一能进行的安全运动。猿猴不会流泪,而海豚和其他海洋哺乳动物(比如儒艮,即“美人鱼”)却有眼泪。人类是惟一能以含盐分的泪液来表达某种感情的灵长类动物,这可能和人类早期在海洋中的经历有关。再从身体的结构上看,人的躯体绝大部分是光滑的,和海洋哺乳动物相同,只有头部长有毛发,这可能和游泳时头露出水面有关,正如“美人鱼”一般;人和海豚有皮下脂肪,猿猴却没有;人的脊柱可以弯曲,适合于水中运动,而猿猴的脊柱是不能后弯的。人类喜欢吃鱼、虾和海藻等水中生物,而猿猴则不。最令人瞩目的是,雄性猿猴与雌性猿猴的交配是倚伏于背部进行的,而大部分海洋哺乳动物,是面对面进行的。有趣的是,海豚生产时也像人那样,是由充当“接生婆”的海豚用“手”迎接新生儿,这和猿猴也不一样。综合这种特性,所以哈代断言:人由海洋哺乳动物进化而来,上岸的成为“人类”,没上岸的被叫做“海怪”。

所有的灵长类动物身体体表都生长有浓密的皮毛,惟有人和水兽一样,皮肤裸露光滑、没有体毛。灵长类动物都没有皮下脂肪,而人类却有皮下脂肪,明显不同于别的灵长类动物而与水兽相似。人类泪腺分泌泪液以及排出盐分的生理现象,也是水兽所具有的特征,这在灵长类动物中是绝无仅有的。人类所具有的正面性行为以及出汗等生理现象,也是灵长类所没有而与水中生物相似。

在研究了人类与其他哺乳动物控制体内盐分平衡的生理机制后发现,在这一方面人类与所有陆生哺乳动物不同,而与水兽相似。缺盐时,动物食欲锐减,对食盐的渴求抑制了其他生理欲望。然而,一旦满足了它们对食盐的需要,多余的食盐就再也不能引起它们的兴趣,动物对自身食盐的需要量有精确的感觉,它们摄入食盐也极有分寸。

然而,人类对食盐的需求量是没有感觉的。摄入食盐也毫无分寸。例如,生活在美洲的一些印第安部落人生来就厌恶食盐。而日本和西方的一些国家,人们摄入的食盐量超过健康需要量的15~20倍,达到了危害心血管系统的地步。人类不具备别的陆生哺乳类动物那种对食盐摄入的精细的调节本领,体内缺盐不产生渴求,摄入食盐过多也不能自我控制,而这一特性与生活在海洋中盐分充足的水兽相似。

专家指出,人类的潜水生理反应也很有说服力。人潜入水中时,体内会产生一种称为“潜水反应”的现象:肌肉收缩,全身动脉血管血流量减少,呼吸暂停,心跳也变得缓慢。此时,还饱含氧气的血液不再输入到皮肤组织、骨肌和其他器官,而全部集中到维持生命的最重要的机体中心大脑和心脏上,使它们的细胞得以在几十分钟的时间内不致死亡。这种现象与海豹等水生动物的潜水反应十分相似。

伦敦动物园的营养生物化学权威克劳福特教授经过多年的研究指出:“人类进化成具有高度智慧、脑容量大的动物,主要得益于所食的鱼。”

鱼和贝类体内含有较多的不饱和脂肪酸,这种成分对大脑的发育有益。而身体其他部分的生长则需要大量的蛋白质。

巨大的食草类动物,用蛋白质构成了它们巨大的身躯而没有使脑容量增加。而脑力仅次于人类的海豚在陆地上生活时,其食谱和当时沿海地区的人类没什么区别。由此可见,人脑是靠食鱼进化而来的,而不是通过生育时的自然选择。

实际上,这也为“人类是从海洋进化来的”论点提供了新的论据。

科学家还认为,从海猿到人这一进化过程,大致可以这样设想:海水分隔了古猿群体,迫使其中一部分下海生活,进化为海猿;几百万年后,海水消退,海猿重返陆地,成为人类祖先。甚至还可以进行更大胆的设想:在几百万年中的某个时期,古猿群体分成了两支,一支上了陆地,进化成现在的人类,而另一支留在水中,由于适应环境,进化较快,成了高于陆地文明的“海底人”。

这不是对达尔文得出的“人是由古代类人猿进化而来”的结论提出挑战了吗?

3.双祖先:复合造人

人类确实有许多性状与其他陆生灵长类动物不一致,而这些性状只发现在水生生物中。获得这些特性,除了下海以外,难道就不可以通过其他途径获得吗?所以,有科学家认为这些性状是由其他水生生物传递给人类的,生物是由两个或两个以上的物种组合形成的,物种是“杂交”的产物。他们不赞成海猿假说。因为第一,古猿下海约400万年的时间,获得了一些适应于水中生活的海洋生物的特性,在距今400万年前又重返陆地,为了适应陆地生活,它也应该丢掉一些适应于海水生活而不适合于陆地生活的特性,如人类不能对体内所需食盐进行精确控制这样的特性,而事实上没有。第二,400万年的化石缺环,海猿说仍没有很好地解释。在海洋生活就没有化石可找了吗?我们现在不也发现大量的海中生物的化石吗?第三,根据近十多年来分子人类学研究所得的结果,人和猿开始分化的时间是距今400万~500万年前,与原先单纯根据化石所测的年代(距今1500万年)要晚得多,这一点也不支持海猿说。

也许人类的祖先并未经历过下海这一阶段。这段400万年的化石空白较合理的解释是古猿与海洋生物发生了基因重组,于400万年前产生了南方古猿。组合产生新种所需的时间很短,短到相对于地质时间可以忽略不计,甚至可以在十几代到几代的时间便可形成新种,从而可以说过渡阶段的化石是没有的。这样既可以说明化石空白也可以说明人类为什么具有一些海洋生物的特性。人类的产生是一种必然的结果,而不是偶然发生的事件,就是说人类是组合的必然结果,就像生物登陆事件一样,在没有上岸之前,肺已产生,为登陆做了准备。

在日本发现了一种人面鲤鱼,它的头部生得很像人类的面孔,有眼,有鼻,有嘴巴。这种人面鲤鱼属于锦鲤的一种,大约有10条左右,已被列为保护动物。

这个例子也许并不能说明什么实质性的问题,还不能作出确切的结论,但可以推测人面鲤鱼很有可能是接受了人类的某些基因而形成的。

人类有两个祖先:一个是古猿,另一个是海洋生物。当然,关于人类的双祖先复合起源的说法仅是一个假说,还没有绝对的证据。

三、诞生地:何处是故乡

1.人类诞生地:亚洲还是非洲

人类最初在何时何地出现,是个十分重要的问题。目前有非洲起源说和亚洲起源说等理论。谁都承认最初的人类是猿人,而关于这些猿人的报告全都来自非洲,所以,人类非洲起源说理论的出现是理所当然的。但事实究竟是怎么样的呢?

人们都很关心人类诞生地究竟在何处。最早是达尔文根据现生猿类中黑猩猩和大猩猩与人最接近,而它们都生活在非洲,间接论证提出了人类起源于非洲的论点。

发现爪哇猿人和北京猿人后,人们以当时最早的人类化石绝大多数发现于亚洲,而亚洲也有现生猿类——猩猩和长臂猿为依据,倾向于人类诞生在亚洲的说法。

在非洲发现南方古猿化石,特别是近几年来在非洲肯尼亚特卡纳湖地区,发现了大量早更新世的石器和人类化石后,非洲起源说更为风行。

20世纪60年代后期,有些科学家测定人的血浆与各种灵长类的血浆的交叉免疫反应,发现人和黑猩猩、大猩猩最接近。这对人类起源于非洲的说法是有利的。

20世纪70年代,有人发现非洲猿类对狒狒体内的丙型病毒不敏感,证明它们的祖先生活在同一环境中由于适应而获得了抵抗力,而人和亚洲猿类对此反应敏感,说明人类的祖先不可能同狒狒的祖先同时生活在非洲,这就有利于亚洲起源说。

1978年5月下旬在瑞典召开的早期人类国际讨论会上,对人类起源的地点也有过争论。有人认为在非洲发现了比较完整的整个人类发展系统的化石,人类的起源应该在非洲。而主张亚洲起源说的人却认为,亚洲不仅也发现过同类型的化石,而且得到的化石更多,比较晚期的直立猿人的生存年代,要比在非洲发现的早得多……

由于在欧、亚、非都发现了腊玛古猿,它们的分布区域几乎和森林古猿一样广,因此,根据现有的材料,我们说:人类的祖先——古猿下地的事,可能发生在亚洲和欧洲南部以及非洲东部的温暖湿润的地区,而古猿转变为人的过程,则可能发生在亚洲南部或非洲东部的温暖甚至炎热的地区。

至于其他各洲,不可能是人类的起源地。南极洲冰天雪地,当地最高等的动物是企鹅,连哺乳动物都没有,更谈不上古猿了。澳洲也不曾是猿猴的故乡,当地最高等的动物只是有袋类(如袋鼠)等较低级的哺乳动物。美洲虽然在第三纪早期就有许多灵长类,而且与亚洲关系密切,但以后分歧就越来越大了。欧亚非大陆出现了狭鼻猴和猿类,但美洲只出现阔鼻猴,却没有猿类,当然美洲也不会是人类的故乡了。

中国发现了丰富的古猿和古人类化石,腊玛古猿,早期猿人,晚期猿人,早期智人,晚期智人都有发现,这表明中国是人类起源和发展的重要地区之一。

2.东非是人类的发源地吗

在今坦桑尼亚奥铎威峡谷一带,很久以来就发现不少石器,它们和时代十分古老的动物化石并存。远在1911年,一位名叫卡特温凯尔的德国生物学家在此采集昆虫标本时,发现了一些动物化石,引起了人们的注意。1931年,英国人类学家李基博士和他的夫人为寻找早期人类化石选择了奥铎威峡谷这个得天独厚的地方作为发掘基地。最初两年,他们找到了一些已灭绝了的动物化石和旧石器时代的粗糙石器,但一直未发现与这种文化相联系的“人”。直到1959年7月17日,李基夫妇经过长达30天的艰苦工作,才取得决定性突破,发现了一具史前人类头骨,被命名为“东非人”。“东非人”的发现,轰动了全世界,以后又有了一系列新的发现。1963年,李基博士的长子乔纳森·李基在同一地层还发现了另外一具比“东非人”还要早的人类遗骨,其生存年代为185万年以前,被命名为“能人”。小李基70年代初在其著作《起源论》和《湖上居民》中以为:“能人”直接进化成“直立人”,成为智人和现代人的直系祖先。其他一些人类学家以后又陆续发现了一些新的“能人”化石和足迹,生存年代大大超过了小李基的发现。如伯纳德·恩吉尼奥在肯尼亚的图尔卡纳湖畔发现了生存年代为290万年以前的“能人”化石。特别值得一提的是,70年代初,在非洲的3次重大发现,像冲击波一样震撼着人类学领域,它们向长期以来普遍认为的人类起源地和进化理论发起了有力的挑战。

1970年12月,两位年轻的南非考古学者艾德安·博舍和彼得·博蒙特从地下洞穴中挖掘出了约30万件人工制品和烧黑了的兽类骨头,其中的许多动物早已经绝迹。通过对从一条积满灰烬的巷道里取出的木炭经考证,至少已有5万多年历史;一些石器和铺在地面上的赭石使人可以这样推断:这个大洞穴早在10万年前就曾有人居住过。这比北京的周口店洞穴和爪哇的洞穴要早得多。

20世纪70年代,理查德·利基等又在肯尼亚一个地层下面发现了属于280万年前的人的头盖骨和骨头。这些从肯尼亚东鲁道夫流域的沉积物中挖掘出来的骨头不仅在时间上接近300万年,而且在形状上和想象中的人类祖先的骨头相比较,更近似于现代人。这一重大的发现,有力地否定了原来的人类进化论学说——直立的人的第一个灵长类动物大约是在100万年前才进化而成的,把这一学说的时间概定推前了近200万年。

1975年,玛丽·利基报道,在坦桑尼亚又发现了史前人的牙齿和颚骨,据考证,属于375万年前的人类遗骸。这比北京猿人和爪哇人就更早了几百万年。

1976年,在肯尼亚特卡纳湖东岸附近地区发现了一个相当完整的“直立人”头骨,测定年代为150万年以前。学者们都一致认为“直立人”为现代人的直接祖先。

非洲一系列人类化石的发现,进一步解开了人类起源之谜。其重大意义主要表现在如下几个方面:

首先,由于东非人类化石的出土,人类历史至少向前推进了160多万年。100多年前,人们认为人类历史不过几千年。19世纪下半叶,由于尼安德特人、克鲁马浓人的发现,人类历史向前推进到10多万年前。19世纪末至20世纪初,爪哇人、北京人的发现,人类历史被估计为50万年。20世纪50年代,人类历史一般认为已有100万年。由于50年代末以及以后一系列人类化石在东非的发现,人类历史被推进到350多万年前。

其次,由于人类进化各个阶段的化石在东非的出土,人类进化过程因之逐渐清楚明朗。例如非洲南方古猿化石的大批出土,使一部分人类学家能够阐述腊玛古猿是如何向人类演进的。南方古猿在人类进化的谱系之中的位置也因之确立。人类学家认为人类进化经历了如下过程:即腊玛古猿、南方古猿、直立人、早期智人和晚期智人。东非大量人类化石的出土也表明:人类进化的各个阶段都有一个时期并存,有些种属是旁支,最后走向了灭亡。其情形远比人们原来想象的要复杂得多。但有些问题仍不清楚或存在争论。

最后,它表明东非可能是人类的起源地。早在19世纪后半叶,达尔文就提出了人类起源于非洲的观点。在其名著《人类的起源及性的选择》中,他指出:“在世界各个地区,现存哺乳动物和同区绝灭种是密切相关的。所以同大猩猩和黑猩猩关系密切的猿类,以前很可能栖居于非洲;而且,由于这两个物种现今同人类的亲缘关系最近,所以人类的早期祖先曾生活于非洲大陆而不是别的地方,似乎就更加可能了。”达尔文提出这种观点时,人类化石还很少出土,其他各门与人类学相关的科学也还不发达,所以还只能是一种推测和假设。达尔文的观点曾因“北京人”、“爪哇人”的发现一度被否定过,但现在随着东非一系列人类化石的出土,大部分人类学家都肯定了达尔文的推论。他们的依据有三,一是只有在非洲大陆发现了迄今为止的人类进化各个阶段的化石:从古猿到拉玛古猿、南方古猿以及“完全形成的人”——能人、直立人、智人和现代人。迄今为止已知最早的已完全形成人的化石,也是在非洲大陆发现的。二是非洲地域辽阔,地形多变。有热带浓郁的原始森林,茫茫的大草原,耸秀的高山,含幽的裂谷,成串的湖泊。这些对猿类进化在外部条件方面能起重要促进作用。东非火山活动对人类进化的影响更令人注意。火山引起的山火使热带草原进一步扩大,火山很可能是人类早期工具之一——火的源泉,火山活动堵塞河流,造成沙洲、湖泊,火山喷出的各种元素,也使各种动物的骨骼一代胜于一代。三是分子生物学最近的研究也表明:非洲的大猩猩和黑猩猩与人有最近的亲缘关系。这给达尔文的推论提供了有力的科学依据。

因此,人类学家们在重大考古新发现的事实面前,不得不作出初步的结论:人类发展的起源是在非洲而不是在亚洲。

那么,人类起源于亚洲不是也已作出过结论吗?可见,随着科学的发展和人类考古的新发现,人类真正的起源地看来还是无法确定的。

在人类起源于非洲学说中,东西两种观点长期对立。位于大西洋东面的欧洲的研究人员主要坚持“换代论”(亦称“伊甸园论”、“诺亚方舟论”),而大西洋西侧的美国学者则竭力主张“区域进化论”,双方互不相让。

换代论主张,与远古时期的猿人、原始人相同,理智人产生于非洲的热带大草原,然后从这个伊甸园流向全世界。

相对立的区域进化论则认为,理智人从各地的原始人中分离出来,单独进化,美国的米尔弗德、沃尔波夫是这一观点的作战主将。

决定性地改变这两种学说的力量对比关系的,出人意料的竟是古人类学以外的其他领域。

1987年,美国的莱贝克·卡等人从各个人种中收集了147人的胎盘,根据从这些胎盘中抽出的线粒体的DNA的变异制成了系统树。结果显示为,所有人种都是从20万年前的非洲进化而来。除了莱贝克·卡以外,不少分子进化的研究人员也拿出了证明现代人起源于非洲的数据,为换代论增添了分量。

古人类学者重视的化石的研究情况如何呢?实际成果也是对区域进化论不利。

例如,20世纪60年代后半期对南非克拉西兹、里弗、莫斯遗址群的挖掘和1984年开始的重新挖掘,发现了大约10万年前的理智人化石。而且,此后不久还发现了(大约9万~7万年前)新人建立的文化——后期旧石器文化。在非洲也发现了10万年前或接近那个时期的边界洞穴,找到了奥莫1号等新人化石,只是年代的证据还略有不足。

中东的发现紧随而来。王德梅尔苏在以色列的卡夫塞洞穴挖掘时,不断发现新人的人类化石,但是年代是1988年确定的。用热光法测定,是9.2万年前;用ESR法测定,是11.5万年前,这个测定结果足以使人类学者目瞪口呆。

纵观迄今为止的研究成果,可以认为从原始人进化的古代型理智人在十几万年前的非洲沙邦那进化成了基本完全的新人。

尽管如此,沃尔波夫还是不承认这些研究成果。在美国,区域进化论的支持者依然很多。沃尔波夫和澳大利亚的古人类学者阿兰松一起,详细地提出了贾瓦原始人与1万年前的澳大利亚东南部的新人卡斯旺普化石非常相似的论据,并以此作为区域进化论的强有力的证据进行反驳。

确实,卡斯旺普化石的年代很近,但是,这并不是克罗马尼翁人。事实上,克罗马尼翁人朝着比其古老的方向逆行是难以想象的。换代论是如何解释这种现象的呢?现在还没有回答。或许,只是在东南亚发生了区域进化?

总而言之,现在可以认为由分子、化石、石器三方面积累的证据已经达到可称之为“分出胜负”的阶段。换代论作为古老的学说于60年代曾被否定过,但是如今却以相当高的概率复活了,自然科学世界中这种罕见的现象是围绕着我们人类的起源而发生的。

3.亚洲:现代人类的摇篮

日本学者浅间一男认为,人类的起源地不是非洲,而是在印度或喜马拉雅山麓。

印度有个叫西瓦利克的地方,在此地曾发现了1000万年前灵长目的化石。此即腊玛古猿,最初它被视为是猿人(南方古猿)的祖先,据最近的研究认为它和猩猩相似。这种腊玛古猿的栖息地西瓦利克的环境究竟如何?

那时印度邻近遥远的南极大陆。在二迭纪,南美、南非、马达加斯加、印度、澳大利亚、南极大陆连接在一起,形成了冈瓦纳大陆。现已知当时这块大陆上有大冰川,冰川中夹带的漂砾岩和岩盘,由于冰川流动而造成的擦痕至今仍然保留着,由此我们甚至可以推测出冰川的流向。

在冈瓦纳大陆上,寒冷气候造就的古代植物——舌羊齿植物十分繁茂。因为是落叶树,所以冬天枝叶光秃。从冈瓦纳大陆发现的植物化石的99%都具有舌羊齿植物特性,由此可见,此类植物在当时极为繁盛。这说明了这个地方气候的特殊性。

冈瓦纳大陆现已四分五裂,但我们可以认为,只要能采集到舌羊齿植物的地方,就曾是这块大陆的一部分。印度盛产舌羊齿植物,故早在19世纪初,就已确认印度曾是冈瓦纳大陆的一部分。另外,令人惊讶的是,最近,中国的古植物学家在现在的喜马拉雅山脉的北侧也采集到了舌羊齿植物。这说明,至少构成现在的喜马拉雅山脉的地域,在2亿年前曾是南半球的冈瓦纳大陆的一部分,也就是说,印度北上达数千公里之遥。

如果认为大形类人猿出现于2000万年前的中新世,把草原作为主要生活场所的猿人出现在400万年前的上新世,那么,就意味着从2000万年前到400万年前这一期间,类人猿离开森林,转移到草原上去生活。

从4000万年前喜马拉雅造山运动开始,年平均气温急剧下降。这说明冬季的低温也急剧下降了,因此,猿栖息的森林也移动了。猿所栖息的森林,不是冬季落叶的温带落叶阔叶林,而是常绿阔叶林,因为它在冬季不会落叶,叶和果实可以作为食物。这种常绿阔叶林随着气温的下降,从高纬度地区向低纬度地区移动,与此同时,猿类也不得不向低纬度地区移动,结果,这种猿类从猿猴亚目到大形类人猿,全都生存在热带。

另外,在同人类起源有关的1000万年前的古亚非的西瓦利克地区被喜马拉雅山脉和南面东西走向的海洋包围着。这一海洋是古地中海的遗迹,自中生代就一直存在。在这个时代,腊玛古猿生活在西瓦利克,说明这一带曾是常绿阔叶林带,但是,从1000万年前的中新世后期至上新世,气温进一步下降,而且喜马拉雅山脉继续上升。因此可以设想,西瓦利克的常绿阔叶林急剧缩小,并草原化。

如果是在其他的地方,类人猿可以沿着常绿阔叶林移动,但是在西瓦利克近处,却是不可能的。因为它被喜马拉雅山脉和海洋包围着,类人猿完全失去了逃生的场所,所以为了生存下去,不得不从树上下来,改变生活习性以适应草原生活。

树上生活既安全,又可随手取得树叶和果实等作为必要的食物。这是天堂般的生活。没有生物会自讨苦吃,放弃这种森林乐园生活,只能认为是出现了让它们不得已而为之的情况。4亿年前,鱼类爬上陆地时的大变化也是如此,不是大型类人猿主动放弃森林的生活,迁移到危险重重的草原,而是因为出现了让它们不得不放弃森林生活的环境。这大概就是类人猿不得不从树上下来,改为在地面上生活的原因吧?

狒狒和大猩猩为什么不能直立?

这时,同样从树上下来生活的狒狒,没有靠臂力摆荡的经历,因而过早地下到地面。大猩猩不仅体型变得过大,而且下地时间过晚,所以不能直立行走。其中,体型居中的黑猩猩和猩猩,体型适度,由于长期靠臂力摆荡,不适应直立姿势,因而没能发展为直立行走。因此,是否在黑猩猩和猩猩的祖先中,产生了直立行走的猿人。

此后不久,由于印度大陆上升,类人猿迁移的障碍古地中海消失了,只残留下了恒河。于是在西瓦利克附近出生的,已适应了草原生活的猿人,向中国和易于生存的热带的非洲迁移。而非洲发现的猿人是从西瓦利克附近迁移出去的派生的猿人。

那么,为什么从类人猿到猿人的进化不在非洲呢?在非洲,如果常绿阔叶林移动的话,相应的,类人猿也可以移动。这里没有像西瓦利克那里给类人猿的移动造成障碍的环境。所以,不能确认非洲类人猿从树上下来的必然性。它们可以继续在常绿阔叶树上生活。热带,不论在什么时代,环境都比较舒适,是生物的逃生之地。

第四纪冰川时代使猿人变为原始人,并造就了古人与新人。

西瓦利克附近被迫从树上下到地面的类人猿,由于气温的下降,常绿阔叶林不断缩小草原不断扩大的环境中,时而在树上,时而在地面生活着。可以想象,随着树木的减少,它们最终完全转为在地面上生活。这时。它们开始用下肢直立行走,这应该是人类起源的时期。这些是腊玛古猿还是其他的大型类人猿,只能根据化石的发现来确认。

从安全且食物充足的树上转移到地面上生活,可以说是一个渐进的过程,也是相当危险的过程。为了寻找和搬运食物,下肢直立行走是绝对必要的条件。而且,只有在树上时经常使身体直立,已习惯了直立姿势的类人猿,才有可能直立行走。

进入200万年前的第四纪,季节差别越来越大,夏天更热,冬天更冷了。最后,在100万年前进入了最初的冰川时代,在高纬度地区产生了冰川。对于猿人来说,躲避夏天的炎热很容易,但抵御冬天的严寒则很难。那时,猿人还不懂得建造房屋,它们自然选择了天然石灰岩洞作为栖息场所。在洞穴中发现了很多原始人遗迹。这正是原始人选择洞穴作为生活场所的证明。

向原始人阶段进化的人类发现并利用了火,这从北京猿人生活的洞穴中残留下的灰迹中得到证明。冬季也不甚冰冷的洞穴是共同生活的绝好场所。同树上生活不同,在地面上,就不易弄到食物。必须想办法弄到食物,于是,互相交流的方法也发达起来。狩猎,必须共同进行。为了制造工具,就一定要使用双手,手指的使用使大脑得到刺激并不断发达起来。

为了适应严寒天气,身体的高度,便从猿人的1.2~1.5米到原始人的1.5~1.6米,渐渐增加;平均脑容量,也从猿人的500毫升到原始人的1000毫升地成倍增长,进而增加为古人的1300毫升和新人的1500毫升。

使用越多的器官,发达得越快,而且还能遗传。类人猿在树上只靠臂力摆动时,上肢长于下肢;转为地面生活,用双脚直立行走后,下肢使用频繁,渐渐长过上肢。“生活创造性状”说,在这里也是生物进化的原则。在树上用四肢爬行的长尾猴尾巴很长,身体变大,四肢行走很困难,就转为专门靠臂力摆荡,这就是长臂猿。渐渐的,上肢长于下肢,尾巴消失了,这是生活使性状发生变化和遗传化的典型表现。

进而,在地面上用双足直立行走,当然会使双腿发达,并比上肢长。从猿猴到人的进化,明确显示了生活同性状的相互关系,大概没有学者会否认这一点,谁都会承认,用现代进化论的突然变异和自然选择,来说明向人类的进化是矛盾重重的。那么,毫无疑问,从生活得来性状并遗传化的理论会被人们承认。

四、化石:人类起源的足迹

研究人类起源的实物根据是化石。什么是化石?它们的年代是怎样测定的?化石来自地下,地球的表面分成上下的许多层次,它们又是怎样的关系?地质时代是怎样划分的?生物是怎样分类和命名的?生产工具是怎样产生和发展的?这些都是在研究人类起源时必须涉及到的问题。从这些问题出发,在本书里,我们将先去追问生命的可能,即生命的起源。再按这个脉络去探获人类的起源,亦即人类是如何在地球生命序列之中出现并占据了它所应该占据的位置。

1.化石:作为生命的留存

化石是过去生物的遗骸或遗留下来的印迹。但是只有极少量的生物能成为化石而保存下来。

一个生物死后,由于物理、化学和生物诸因素的共同作用而迅速消失。只有当机体被埋藏在一种使这些因素不起作用的介质中时,才能被保存下来。通常是埋藏在河流或湖泊的淤泥里,洞穴的沉积里、泥炭里、沥青里,更为稀少的情况是埋在火山爆发而落下的灰烬里,机体在被埋藏时可能已经部分改变或消失。大多数人类化石是由于河流或湖泊里水的作用而保存在沉积里或洞穴中,只有少数是偶尔由人们有意识埋葬而形成的。

生活在水边或靠近水边的机体被埋藏和保存下来的机会较多。人类需要喝大量的水,常居住在水边,死后有时能成为化石。在人类进化过程中,早期不居住在洞穴里,但是常常由于水流的作用,使死在洞穴附近的动物或人冲进洞穴成为化石。较晚时期,人类经常居住在洞穴里,因此常常可以在洞穴沉积中找到人类化石。古猿生活在森林中,一般离水流很远,热带森林的条件如酸性的土壤等使尸体迅速分解,因而化石很少。

机体上的一些硬组织(如骨和牙)主要是由无机物构成,比较容易保存,而大部主要由有机物构成的软组织则很难长期保存。机体被埋藏时,土壤中的无机物(如硅、碳酸钙、磷酸钙等)能替代有机质,也能代替骨和牙中的无机物,通常是组织中的无机物越多,则越容易保存下来。牙齿的成分90%以上是无机物,所以是最常见的化石。较硬的骨(如头骨)比较软的骨(如肋骨)容易保存下来。

化石保存的状态常与机体的骨骼被掩埋前的情况有关。埋藏学就是研究化石形成过程的。如尸体被动物吃过,只留下一部分被埋藏起来;又如骨骼在形成化石前被流水冲散,则较轻、较松的骨会与较重较密的骨分开;又如骨在石化前可被动物践踏或弄破,或者被炎热的太阳暴晒而干裂。

硬组织通常容易被保存,但也有其他的可能。在某种化学条件下(如酸性的介质),骨质的无机物可被溶解掉,而软的有机物却得到保存,这样使骨发生弹性的变形——弯曲和扭转。另一种可能是原先的骨消失了,而其空间为矿物质填充而成为化石模子。

石化过程依赖于当地的条件,其速度在不同的地点可以有很大的不同。在一个地区,石化可在几千年内发生;而在另一个地区可能要几百万年,因此,化石的年代不能单凭石化程度来确定。

石化过程还依赖于埋藏的条件,因而化石并不是过去某种生物的随机抽样。对化石及其外界环境进行分析时,必须记住石化时的条件。

化石总是有限的,稀少的,局部的,而且通常都是不完整的。

2.年代测定:为物化的生命编年

确定化石的年代,以便知道该化石所代表的生物生存的年代,这是非常重要的。各阶段人类化石的形态,都有一定的重叠,仅仅根据骨骸的某些部分如上、下颌骨和牙齿、肢骨等,而不知道它们的年代,有时是难于确定其分类地位的。

测定年代的方法,一般可分为两类,即绝对年代测定法和相对年代测定法。

(1)绝对年代测定法

绝对年代的测定,是根据沉积或火山岩在形成后其中化学元素自然放射性的衰变而计算的。沉积岩中的某些元素含有不稳定的同位素,在发生自然的放射性衰变时,它们的原子有规则地分解成为其他的元素,如钾??逐渐衰变成氩??,铀23?衰变成铅2??,碳14衰变成氮 14等等。

衰变的速度不受外界因素如压力、温度或时间推移的影响。经过一定的时间,原先的原子只留下一半了。这个时间叫“半衰期”,放射的量也只有一半了。这留下的一半经过一定的时间,又去掉一半,只留下原先的1/4,再过一定的时间,再去掉一半,留下原先的1/8,如此等等。如果确定这块岩石样品中剩余的不稳定的同位素的量,再确定衰变产生的元素的量,得出它们的比例,这样根据已知的半衰期年代,便可计算出它的绝对年代。

这些间接的绝对年代测定的准确性,也有赖于标本与沉积年代的关系;如果年代测定还有赖于与其他沉积的相关,则其可靠性又差了一段。总之,绝对年代测定法虽然给人们一个年代的数目,但不要忘记,这只是一种估计,并不是准确数目。

(2)相对年代测定法

相对年代是使化石年代与其他东西的年代发生联系,如与其他化石、旧石器文化或地质事件相联系,从而来确定化石的年代。在不能使用绝对年代测定法时,使用相对年代测定法是很有用的。但是这种方法的准确性受到一系列因素的影响。

相对年代测定法主要是利用化石与它的沉积物的关系。当骨骼被埋藏时,它们逐渐吸收土壤中的某种元素。埋藏的时间越长,它们吸收得越多。比较各骨中这些化学物质的量,就可得知其相对的年代。如果人化石与其周围的动物化石埋藏时间是相同的,则两者中的各种元素的百分率会是一样的,如果人骨是埋藏在较晚的层位中,而后与较老的动物骨骼相混杂,则人骨内的各种元素的量会较少。最早用这种方法是分析骨中氟(Fluorine)的含量,例如在上世纪末和20世纪初时,初次用含氟量来判别在南斯拉夫克拉皮纳(Krapina)地点发现的人化石是否与该地点的绝灭动物群的骨骼是同时化的,从而确定了克拉皮纳人在尼人中的地位。其他常用的元素有氮和铀。这些化学测定法完全决定于当地的土壤条件,而不能用来比较不同的地点,即使是互相邻近的地点也不行。随着当地条件的变化,这种方法得出的结果有时不一致,或者根本不能应用。特别是人类化石,要考虑到在近10万年内埋葬的习俗逐渐风行起来。

相对年代的另一种测定方法,是确定出产化石的沉积,或者化石本身在当地的地层顺序、考古顺序或者动物进化顺序中的位置,从而测定其年代。

根据出产化石的地层与已知地层的特征相对比,从而确定化石的年代。例如,在东非肯尼亚特卡纳湖的一二百万年前的沉积中发现的人类化石的地层层位,可以用火山的凝灰岩而追踪其相互关系。又如欧洲的许多尼人的相对地位,可以用西欧当地的温度变化的序列、古土壤的成分以及其他受温度影响的地质现象来确定。

用考古器物的文化顺序,来测定年代是有很大困难的。人类技术的进步,更多是增加新的工具,而不是抛弃旧的。现代人还有用很原始的石器工具的。如果单从极简单的工具来判断,则可能会把晚的东西弄得很早。可是如果发现一把铁斧,则此地点肯定是相当晚的。所以,只能从最先进的工具来确定一个地点在当地文化顺序中的地位。

同时,还要考虑到人类在这个地点的活动,一个宰杀动物的地点,可以有完全不同于人类居住点的工具。分析一个地点的动物化石在进化中的地位时,也用同样的原则,只有最现代的种是最重要的。地区愈广,这种比较出现错误的可能性就愈大。因为技术革新可以是传入的,也可以是独立地平行发展而来的,各地区文化上的变化,不一定都是同时发生的。

根据动物群来测定相对年代,有赖于大范围的物种分布和进化的记录。一个地区某种物种最早的出现,在有些情况可以用来测定年代,更新世的开始直到现在还是用现代种的马、象和牛的出现为定义的。其他有用的动物是鬣狗和其他的食肉类以及猪的化石。地区的范围越小,用动物群年代测定越准确。近年来,小哺乳动物群和耗子等啮齿类动物,在大范围内进行比较,获得了较好的结果。但是不同的生态环境往往使动物群比较得出的年代不很准确。

不少人企图用其他在大范围内出现的广泛的自然现象来确立相对年代。最早试用的是冰川,根据更新世冰期的顺序,以及这些冰期对于温度、湿度和水体水平的影响,来对比各地的年代。

对冰川的研究最早是19世纪中叶在欧洲阿尔卑斯山区进行的,对当地的地层顺序的研究得出的结果,是在更新世有过四个主要冰期,稍晚的研究表明还有更早的第五个冰期。由近往远,各冰期的名称是玉木、利斯、民德、群智和多瑙。各冰期之间的时间叫间冰期。

世界各大地区有与阿尔卑斯冰期相当的一套名词,如我国与之相当的各期为大理、庐山、大姑、波阳和龙川,但这些冰期是否成立,至今仍有争论。

每个冰期都是明显较冷的时期,其间也有较冷的冰段和较暖的间冰段的交替。

有证据表明,温暖时期和寒冷时期的交替存在于全世界。有些地区有冰川的直接证据,另一些地区没有冰川,可用冰川影响造成的不同事件来确定相当于冰期的顺序。例如在冰期,由于海洋中大量的水变成了陆地沉积的冰,海平面变低,这时形成的海滩现今是在水上。另一方面,在间冰期,由于结成冰的水又回流到海洋,这时形成的海滩比现今的高。这样可以确定海滩形成的顺序与冰期的关系。

研究河床阶地可达到同样的目的。当冰期海平面低时,河流加速,切割加深;在间冰期海平面高时,河水流速缓慢,河水不是下切而是形成宽阔的阶地。这样也和冰川的顺序有关。另外,在非洲的洲际性的干湿时期的序列,叫做雨期和间雨期,也被认为是冰期和间冰期大气中湿度高低的结果。

更新世的定义和分期,有一时期便完全是根据阿尔卑斯冰期的顺序而来的。更新世的定义是冰期的时期,又根据各冰期分为三期:

早更新世(下更新统)——多瑙和群智冰期;

中更新世(中更新统)——群智——民德间冰期至利斯冰期;

晚更新世(上更新统)——利期——玉木间冰期至玉木冰期。

全新世或近代,是玉木冰期以后的时期,在1万年稍多以前开始。

原先以为利用雨期、河床阶地顺序,或者冰川的直接证据等,可以使广泛分离的地区或不同的洲的沉积互相联系起来,但实际上并非如此。

原因是这些被认为是“世界性的共有的现象”,实际上既不是世界性的,更不是共有的。相当多的证据表明,非洲并没有洲际性的干和湿的时期,局部地区的干湿顺序不能互相联系。

由海底钻孔取出的沉积的研究,提供了有关这些问题的更多的了解。从海底钻出的长岩心,得出一系沉积的顺序。沉积时的水温可用氧的同位素(18 O)与“正常”氧(16O)之比来测定。18O的化学性与 16O一样,但稍重。在水较冷时,分子活动较少,有更多的18O沉到海底,而更多的 16O则发散了。结果氧的同位素与正常氧之比在无机物(如碳酸钙以及海洋动物的介壳的碳基化合物)内较高。当水温较高时,同位素较少,比例较低。由此可以确定古代水温的序列,各地可以互相比较,结果发现在广泛分布的各地区的温度变化的序列是互相有关的,暗示这种顺序直接与各大洲的冰的量相当。

更新世的冰期可能是由于北冰洋的结冰与解冻的交替,大大改变了这个地区湿气的蒸发而形成的。这种交替的结果造成各主要洋流广泛的差别和水温的变化。海底岩心似乎提供了过去各洲冰期的记录。在上更新统之前至少有九次世界范围的寒冷时期,在上更新统至少有五个明显的寒冷时期。主要寒冷时期至少扩展到80万年之前,寒冷时期的时间从18000年到67000年,其间的温暖时期长达23000年至73000年。海洋岩心的资料还表示各地区寒冷时期的寒冷程度也各不相同。有着这样多的不同的寒冷时期和不同的寒冷程度,就难怪从一个地区(如阿尔卑斯山区)得出的四个寒冷时期自然不一定会与其他地区的相当了。

地球磁场改变的顺序,在年代测定上也很有用处。地球像一块大磁铁,存在着规模巨大的磁场。地磁极位置与地球南北极位置接近。一个是靠近地理北极的负磁极,一个是靠近地理南极的正磁极。古地磁的研究,主要是通过沉积岩和火成岩中含铁化合物的磁性要素的测定。

地球磁场过去已有多次改变或翻转其方向。在反向时,罗盘的针原来指北的,现在却指南了。磁场改变的缘由现在还不很清楚。

现在对过去500万年内的古地磁地层学已有详细记录。在距今69万年之内,地磁场方向基本没有变化,叫做布容正向时期;从69万年前到234万年前,地磁场方向基本和现在相反,叫做松山反向时期;再往前到332万年前,地磁场方向又是正的,叫做高斯正向时期;更往前又翻转过来,叫做吉尔伯反向时期。这种测定年代的方法,与钾-氩法相结合,得出了很有价值的结果。但是近年来,古地磁的研究更细致了,发现在这些时期中还有更短的转向现象或事件。例如在松山反向时期中,有四次短的正向事件;在高斯正向时期中,有两次反向事件,如果一个地区发现有一短的反向或正向时期,而另一地区没有,那么这两个地区就不能比较。另外,磁场的顺序只有正向和反向两种,如果没有其他的年代测定来互相印证,便无从确定究竟放在哪一段里,因此应用古地磁测定年代,要尽量与其他方法相结合。

形态是随着时间演化的,总的来说,不同的时期有着不同的形态特征,如猿人阶段的猿人化石有其特定的形态性状,因此可以根据人科成员的形态特征来确定其所属的阶段。但是在同一时期,人类的形态有很大的变异,标本较多时比较容易作出判断,如果只有个别的标本,则作出判断时,就需要特别谨慎。

3.时代划分:直观人类诞生的进程

地球的历史大约已有45亿年,分为五个时代,即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代,每代又分为若干纪,每纪又分为几个世。

人类起源和发展于新生代。新生代分为两纪:第三纪和第四纪。更新世指的是一段时间,这段时间里形成的地层则叫更新统。

第三纪又分为古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世,每一世又分为上、中、下或晚、中、早三期。第四纪分为更新世和全新世。

如果把地球的历史比做一天的24小时,那么,地球在午夜零点起始,1天中的1秒钟等于大约5万年,1分钟等于大约300万年,这样:

地球的起源 午夜零点

生命的起源 上午5点45分

脊椎动物的起源 下午9点02分

哺乳动物的起源 下午10点45分

灵长类的起源 下午11点37分

可能的人类的起源 下午11点56分

南方古猿 下午11点58分

智人 午夜前的6.5秒

从地球的历史来说,人类的出现是极近的事。人类的进化大部是在第四纪,虽然最早的人类祖先出现于第三纪的后期。

4.生产工具:人类起源的见证

在人类能够制造工具之前,首先有一个长期使用天然工具的过程,使用天然的木棒和石块来获取食物和进行防卫。但木质的东西埋在地下容易腐烂,一般很难保存下来。石块虽然能保存下来,但怎样来确定哪些是人工使用过的天然石块,目前还有困难,因而这个使用天然工具的阶段只是一种假设和推论,没有直接的证据来证明。可是从逻辑上来说,在制造工具之前,必然会有一个使用的过程。如果不知道使用工具,便不会有制造工具的需要,便不可能开始制造工具。从整个人类发展的过程来看,也同样可以得出必然有一个使用的过程。

工具是手和牙齿的延长和增强。工具的制造不单是靠手的灵巧,手的技巧有赖于大脑系统的指导和协调,制造工具比使用天然工具需要更高一级的智力。在动物中,黑猩猩是惟一有改变天然物能力的动物,如把去掉树的枝杈,伸进白蚁洞里,白蚁群起咬住树枝,黑猩猩突然抽出树枝,这样来猎取白蚁,近似于工具的制造。但黑猩猩这样做只是在眼前能获得结果的场合,它的智力范围只限于眼前的情况,而很少知道过去或未来。抽象思维的能力是制造工具的基础,而这种能力对猿来说只是在萌芽状态。

制造工具,是在长期使用天然工具积累了丰富的经验之后开始的。早期的原始人类在捕获猎物后,在没有尖锐的犬齿的情况下,要去掉皮毛和割开筋肉是困难的,解决的办法是用有锐缘的石块来切割。原始人类偶尔看到砾石在石块上摔破时,可以产生新的锐缘,当手边没有锐缘的天然石块可以利用时,便会用一块石头来打击另一块石头,使其产生锐缘,这是制造工具的起源。一旦制造工具的传统开始,打击石器的各种用途就显而易见了。例如可以用来削尖木棒,挖出钻入土里的动物;可以制成尖锐的矛,用来狩猎;可以用来刮下骨上的肉;可以分裂骨骼来取食骨髓;可以把肉切成小块,送入口内等等。石器的主要用途首先是与原始人类半肉食的习性相联系的。

人类开始制造工具,大约是在300万年之前。最早的工具大概没有什么标准的形式,可以有多种用途。以后标准化的工具出现了,已发现的最早的工具,是东非奥杜韦型的砾石文化,典型的是小的砍砸器。其后的标准化工具是“手斧”,可以用于切割和刮削,也可用于刺戳和挖掘,是一种通用于各种工作的、非专用的工具,这是旧石器时代早期的情形。到旧石器时代中期,出现了几种式样不同的标准化的工具,主要是石片工具,典型工具是用石片做的尖状器和半月形刮削器等。到旧石器时代晚期,主要是长石片工具,并用各式各样的骨、角器,同时还出现了装饰品和美术作品。这时的人类不但给自己准备了一套工具,而且还用工具来制造工具,即第二级甚至第三级的工具。他们制造了燧石的刻刀(雕刻器),用以刻画古象牙;制造了燧石锥子,可以洞穿骨头和鹿角;还制造了各种专用的刀、刮削器。在制作燧石工具时,采用的是新方法,即间接打片法,这种打片法不是用一块石头直接去打制石片,而是用一根骨头或木片紧压石核的边缘,使产生扁薄的石片。他们还把骨头和象牙磨细和擦光,还出现了最初的复合工具。在中石器时代出现了大量的弓箭。大约在公元前1万年时,进入了新石器时代,不但有了磨光石器,还开始制造了不是天然生成的物品,他们用火去烧黏土,制成了陶器。

新石器时代的主要特征之一,是磨光石器的出现。旧石器时代,人们制作石器工具用打制的方法,虽然打制技术在实践过程中不断有所改进,但是打制法毕竟有很大的局限性。为了得到效能更高的工具,必须在工具制造技术上来一次革命。这就是磨光的技术。这种技术在旧石器时代晚期已被用来加工石制或骨、角制的装饰品,但是到新石器时代才被应用于制造石器工具,其结果就是磨光石器的出现。在新石器时代早期,只是把工具的刃部磨光,后来才进一步把石器的表面也磨光。制作磨光石器,首先要选择适合的石料,打成石器的雏形,然后放在砺石上加水和砂磨光。磨光石器的优点在于具有准确合用的类型和锋利的刃口。

新石器时代的工具,除了磨光石器以外,也还继续使用打制石器。制作工具的原料,除了石头以外,还有动物的骨、角、木、竹和陶器碎片等。

适应于新石器时代经济分工的多种需要,工具也进一步分化。例如在我国新石器时代的仰韶文化和龙山文化中,农业是主要的生产部门,因此,在生产工具中,农业工具占有较大的比重。在仰韶文化中,主要的农业生产工具有磨光石斧、石锄、石铲,收获工具有缺口石刀和陶刀,加工工具有石磨盘、磨棒。在较仰韶文化晚的龙山文化中,又出现了双齿木耒、大型磨光石斧、骨铲、穿孔蚌锄,也出现了蚌镰、石镰和磨光穿孔石刀。

除了农业以外,在新石器时代,采集和狩猎仍有一定的意义。属于这方面的生产工具有石制或陶制的网坠、鱼叉、鱼钩、石镞、骨镞、石矛头、木桨,木浮标、竹鱼篓和用鹿角眉叉制成的挖掘工具等。

随着农业的发展,原始手工业如制陶、纺织和木作业等也相应发展起来。制陶工具保存下来的有陶垫、制陶“压锤”、骨匕等。纺织缝纫的工具有陶制或石制的纺轮、骨针和骨锥等。木作工具则有石斧、石钅奔、石凿和骨凿等。

总的说来,工具的发展经过了旧石器时代、新石器时代到金属器时代。石器时代生产工具的发展是比较缓慢的。生产工具的进一步发展是和金属的使用相联系的,这就是考古学上的青铜时代和铁器时代。