书城科普读物古代化学
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第2章 人工取火

火的利用在原始人的进化中起了极其重要的作用。根据自然史和人类史的资料,可知人类大约已有300万年的历史,地球的历史则比人类久远得多。据当代科学家对地球演化和生命起源的研究,可以肯定地说,其中经历了无数的化学变化,然而在诸多的化学变化中,燃烧氧化现象则是最常见的化学现象。

燃烧氧化现象中给人以直观感知的就是火。当地球某处火山爆发时,或当天空的雷击引燃了森林之火时,熊熊燃烧的火焰像一个可怕的无形恶魔,似乎要吞噬它所面对的包括原始人在内的自然界。可以想像,原始人起初对它只能是感到害怕、恐惧。然而当大火过后,人们又可以在其废墟中寻找到经火烧烤后的动物的尸体,发现它比生食更为可口。于是原始人有意识地将自然界的野火引入他们群居的山洞中。当他们围坐在火堆前,又进一步发现火会给阴暗的山洞带来光明,火使人们在严寒中感到温暖,火还可以对野兽的侵扰具有相当的威胁作用,维护了原始人的安全。原始人开始把火当做宝贝,委派专人对火种进行保管。正是在自然界中求生存的劳作,使人们对火的认识由惧怕到逐步感到其威力而加以利用。火成为人类生活的必需。

中国先民用火的遗迹

在我国境内发现的早期人类遗址都有火的遗迹。例如在云南省元谋县境内发现的距今170万前的元谋人遗址,在元谋人化石黏土层曾出土了大量的炭屑,并发现有数块烧骨。这表明当时的元谋人不仅用火,而且还用火烧烤兽肉鱼蚌。清雍正景德窑粉彩笔筒此外,在距今约80万年前的陕西蓝田人居住的遗址中也有用火的遗迹。在北京房山区周口店发现的距今50万~40万年前的北京人不但已普遍用火,而且已掌握了保存火种的方法。

古人类研究学者在北京人聚居的洞穴中发现了很厚的灰层,最厚的约有2米,这是长期烧火才能积累起来的灰烬。其中还有被烧过的清乾隆景德窑珐琅彩瓷瓶兽骨和石块。兽骨由于燃烧而呈黑、灰、黄、绿、蓝等色和不规则的裂纹。石块有的熏黑了,有的烧裂了,甚至有的石灰石已接近烧成了石灰。在灰层中还发现有木炭。这些发现是北京人用火取暖和烧食的实证。灰烬不是散漫于整个地层,而是一堆堆地合理分布,这进一步表明,它不是野火的留迹,而是北京人为了保存火种的有意识有火的结果。

掌握了火,就可以用它来烧烤兽肉和植物根茎,从而结束了原始人类茹毛饮血的方式,这点对于原始人类的进化十分重要。因为熟食不仅好吃,更重要的是便于消化和减少疾病,延长寿命,同时为脑髓的发育提供了丰富的营养,促进了人类大脑发育和智力的提高。烧制熟食本身也是一个化学变化过程,尽管人们对这一过程中的化学变化的认识在以后很长一段时间里不甚了解,但是他们坚信,物质包括动植物等生物是可以通过烧烤而发生变化的。

恩格斯在其著作《自然辩证法》中谈到火的使用和动物的驯养时指出:“这两种进步就直接成为人的新的解放手段。”人们有意识地使用火,便是掌握了帮助人类在自然界中生存的一种自然力,是帮助人类解放智力的一个重要途径,通过控制火使人们实现了更多的物质转化,这里有更多的化学变化。因此可以说,化学是从火的认识和利用开始的。

从保存野火到人工取火

人类最早利用的火都是自然界的野火,从野火中取得火种,再让它延续和繁衍下来。保存火种曾是原始人群体的一项重要任务,故都设专人来保管火种。无论是引进野火,还是保存火种,都要受到自然条件的限制,万一遇战国银双虎到突发的自然变故,有时会造成火种的中断,将给原始人的生活带来极大的不便。因此,在生活实践中,摩擦生火的现象引起了人们的重视。在打制石器中,会发现某些石块相击时会产生火星,但是这种火星一闪即熄,要使它燃烧变成火焰,在当时是不容易的。人们在使用木制工具时,也发现某些枯木被猛力相摩擦时,时间长了不仅会磨出一些木屑,还会发热,当热到一定程度也会生出火星,这种火星周围有较高的温度,燃烧时间相对长一点,若遇到易燃的干草之类的纤维,则能燃烧起火焰。于是人们发现了钻木取火的方法。

从保存火种到摩擦生火,其间至少经历了数十万年。关于摩擦生火起源于何时已难于稽考,但我国的上古时代就有钻木取火的传说,《韩非子·五蠹》记载说:“上古之世……民食瓜果、蚌蛤,腥臊恶臭,而伤害腹胃,民多疾病,有圣人作,钻燧取火,以化腥臊,而民悦之。”这里的圣人就是后来神话传说中的燧人氏,燧人氏显然不是一个具体的人,而是一个擅长钻木取火的群体。钻木取火的方法在我国古代沿用了很长一个时期。根据模拟试验可以推测,当时是用一根较硬的木棒做钻棒,被钻的木块往往是软木,当钻棒在软木上快速旋转后,钻出的木屑就可能燃烧起来。据了解,直到20世纪,生活在深山老林中的海南黎族和云南佤族仍有人采用钻木取火的方法来生火。

居延汉代烽燧遗址出土的钻木取火工具

远古的钻木取火工具,由于其为木质,在考古中实难发现。据对出土文物的调查,在汉晋遗物中,例如在居延汉代烽燧遗址中就曾发现过钻木用的钻棒和木片,如下图所示。

从这些文物可以推测,当时钻木取火的方法实际上又演进为锯法取火。锯法取火其原理同钻木取火法,只是在具体材料和材料形状上有所改进,它是利用制成齿状的竹片与硬木棒相摩擦而产生热量来取火。传说中的伏羲氏“错木生火”即是指这一方法。《庄子·外物》所说的“木与木相磨则燧遗址出土的钻木取火燃”,大概也是这种方法。这种方法在战国以前较为流行,在战国之后依然流传下来。据20世纪50年代在少数民族的考古调查中,曾发现在云南的佤族、苦聪族中仍有人采用锯法取火。他们截取当地生长的一种名为“阿由”的树木为底木,用铁刀在树心上刻一凹槽,然后用一竹片在凹槽中往来摩擦。另有一人手持火草置于凹槽两端,并且夹紧底木,直到摩擦出火星引燃火草。此外,还有一种以竹藤做条带来锯的带锯法。假若你想亲自操作一下上述方法,你就会发现,无论是钻木取火还是锯法取火,说起来简单,做起来并不容易。燧石相击虽能有火星迸出,用它取火就更难了。