人类体能在自然界同体型动物中似乎都很弱,在发明热武器以前如何在自然界中存活?

人类体能在自然界同体型动物中似乎都很弱,在发明热武器以前如何在自然界中存活?

赵泠,衣沾不足惜,但使愿无违。

前提错误。

  • 人的四肢擅长抓握与投掷,是可以和昆虫的翅膀相提并论的超强性状,带来对其他陆生动物的压倒性优势。
  • 人的耐力与散热能力强于许多非人动物。
  • 在那之前,这些特性不是古人类在自然界存活所必需。

古人类狩猎采集者的体能出色,还能合作,擅长用石块、手持长矛和投掷武器击毙各种动物。2021 年初,一些学者提出,古人类接连杀绝了在人类聚落附近生活的体型较大的猎物,食物短缺迫使人们向陌生的环境迁移、用语言进行交流、开发更容易打击较小猎物的弓箭和陷阱、驯化狗等动物,推动人脑容量水涨船高。随着人类的耕种能力逐步发展,在过去两万年间,人脑容量小幅下降,可能是农耕不需要狩猎时那么强的认知能力,可能是合作带来特化和精简。可以简写为“人通过狩猎创造了人”。

  • 相关证据主要是出土化石中人类猎物平均体型的缩小和人脑容量增加的统计学关联性——距今 260 万年前,人类祖先周围生活的野生动物的平均体重约 500 千克。距今 1 万年前,这个数字已经不到 50 千克。人类祖先所到之处,大象之类动物被批量歼灭。
  • 在这个过程中,人获得了比同体型灵长类更强的耐力、更低的耗水量。

除了古人类,似乎没有任何动物进行过这样高强度的狩猎活动。无论能不能共享虚构的概念,从昆虫到鲸类,非人生物的合作狩猎似乎从未像古人类那样批量灭绝自己的主要猎物。

现代人在特定领域的运动能力可以胜过许多非人动物。你可以拿运动成绩比一比。


关于投掷:

8 岁小孩投掷棒球的初速度是成年雄性黑猩猩的 2 倍,现代运动员投掷棒球的初速度是成年雄性黑猩猩的 5 倍乃至更多。这是因为人肩部的韧带和肌腱可以像弹弓一样拉伸来储存弹性势能,这功能关系到古人类演化过程中的三项解剖学变化:

  • 腰部扩张,
  • 肩部降低和重新定位,
  • 上臂骨(肱骨)扭曲。
  • 一部分学者建议锁骨长度也与此有关,直立人的锁骨长度会限制他们的投掷能力。根据对现代运动员和出土化石进行的研究,锁骨长度大概没那么重要,直立人在距今 200 万年前就可以投掷攻击。

在自然界,人们已观察到猴子、猩猩、章鱼等动物拿着石头·树枝·水母触手等各式各样的东西作为工具,黑猩猩会对树枝进行简单加工来做成掏白蚁窝的食器或戳猴子的武器。这些动物的身体结构都不适合将石头或木矛投掷出去准确打击目标,手持原始武器去攻击大型食肉动物是非常危险的,这带给它们的优势有限。

另一方面,根据二十世纪末到二十一世纪初对智人和尼安德特人的化石与遗物的研究,最迟距今 30 万年前,古人类就可以将杆长两米以上的木质长矛或石刃长矛投掷出数十米远,一群人使用这样的武器可以轻易击毙陆地上的任何大型动物。按照原始人壁画,15 个人就可以猎杀猛犸象。十九世纪以来,东非草原上保持原始生活方式的部落展示了通过投掷长矛猎杀各种动物。

人的攻击范围与体型比起来异常远并可以使用盾牌等进行防御,这能够弥补人体本身在防护上的问题:

  • 从野兽的攻击距离外单方面攻击,靠距离抗伤害,比用结构抗伤害要舒服多了,能风筝就不要近战。
  • 如果一定要近战,就用各种物体代替自己的肉体去承受攻击。

考古学家安妮米克·米尔克斯多次测试了已知最古老的投掷长矛的投掷轨道属性。

图片来源 Chip Clark, Smithsonian Institution

这是一根长 2.13 米、两端尖的云杉木矛,由尼安德特人在 30 万年前[1]制造,于二十世纪九十年代发现于德国 Schöningen 遗址,矛的附近有 35 匹马的遗骨。

同时期的木矛

安妮米克委托一位木工使用现代云杉木制造了此矛的复制品以供实验。早期研究由没有投掷经验的现代人(包括科学家在内)进行,他们认为复制品过重、仅能投掷数米到十几米远、对猎物的杀伤力有限,命中率约 13.6%,可能要手持来戳刺,那就会导致狩猎行为危险和低效。2018 年,安妮米克将 6 名标枪运动员使用复制品进行 120 次投掷的测试报告发表在《科学报告》杂志上:

标枪运动员能将质量分别为 760 克和 800 克的两杆复制长矛以 11.8 米每秒到 20.11 米每秒的速度投掷出去,落地时的速度为 13.5 米每秒到 21.7 米每秒,落地动能 71 焦耳到 179 焦耳[2],可以贯穿大型陆地动物的皮肤、肌肉、内脏。射程超过 15 米时需要使用抛物线弹道,此时矛的两端都有可能着地,说明了其两端尖的原因。实验中的最远射程为 31.2 米,最高终点速度为 33.3 米每秒、对应的射程为 23.2 米,最大落地动能为 444 焦耳。实验者对 1.05 米长·0.55 米宽·0.5 米高的干草捆的平均命中率约 25%,表现最好的实验者为 33%,预期这种矛的投掷表现会随着使用者的熟练程度而上升[3],对站立在地上的动物会有更好的命中率。

Milks, A., Parker, D. & Pope, M. External ballistics of Pleistocene hand-thrown spears: experimental performance data and implications for human evolution. Sci Rep 9, 820 (2019).
doi.org/10.1038/s41598-

在这个时期的遗迹里还发现了木质投掷棒[4],能在较短距离给动物造成严重的钝器伤。

顺便说,2013 年《人类进化杂志》上的一篇论文称,现代游泳运动员与十九世纪安达曼岛渔民的骨骼十分相似。2020 年的一些研究显示,距今 4 万年前到距今 12 万年前的智人和尼安德特人的胫骨化石显得比从青春期开始每周跑 128 到 160 千米的越野运动员的胫骨还要强壮。远古狩猎采集者的体能完全应当使用运动员的数据来衡量。

在投掷武器之外,猛犸象牙矛曾被古人类用于手持猎杀猛犸象。它的前端经常带有槽、可以安装多片锐利的石头。古人类亦曾将猛犸象牙加工成矛头、枪头,猛犸象牙的力学性能比其他多种骨质材料优越[5]

在矛前端安装石头的样子 from Antropogenez.ru

下图展示的是乌贝迪亚石灰岩,打制于距今约 140 万年前:

  • 该遗迹位于以色列北部。出土了 500 多个这样的石块和一些手斧。截至 2025 年,手斧的功能不明。
  • 每个石块的形状可能是被古人类(直立人)有意打得有点对称的。他们似乎还没有将它磨光成圆球的想法。不知道它们是工艺品、玩具还是投掷武器。
  • 非洲出土的这类石块目前最早追溯到距今约 200 万年前。

关于游泳:

人可以数十小时不间断地游泳。

  • 2008 年 12 月,当时 37 岁的意大利人莫罗·贾科尼亚在南美一家旅馆的海水游池里以 101 千米的成绩创下了 24 小时不间断游泳距离的新世界纪录。

人可以在每天游泳 12 小时、持续游泳上百天。

  • 2018 年 11 月 4 日,当时 33 岁的英国男子罗斯·埃奇利创下了连续游泳 157 天不上岸的世界纪录,成为有史以来第一个连续游泳环绕英国一周的人。
  • 埃奇利于 2018 年 6 月 1 日从肯特郡马盖特的肯特海滩出发,沿顺时针方向游了 2882 千米后在出发地上岸。游泳过程中有一艘双体船随行,埃奇利在这艘船上过夜。他每天游泳 12 小时,吃了 500 多只香蕉补充能量,并顽强地抵御了巨浪、风暴和水母的袭击。
  • 踏上陆地后,埃奇利在接受媒体采访时开玩笑说:“今晚我要去伦敦,到酒店里我可能会洗个澡。”

其他陆生动物经常做不到这些。


关于用火

一些书籍和媒体在传播的“人类学会用火之后烹饪得来的熟食能给身体带来更多能量,之后身体更加强壮、脑更加聪明”之类说法是错误的。用火不是人类发展至此所必需。不过,用火确实可以节省许多力气。

啃生肉的难度高于啃熟肉,咀嚼生肉的纤维花费的时间长于咀嚼熟肉,生肉在胃里消化的速度远慢于熟肉。植物更是如此。你可以看看黑猩猩、大猩猩之类“我们的兄弟物种”每天花多长时间吃东西,跟你自己每天花在吃东西上的时间比较一下。

  • 人吃一个小时熟食获取的热量,各种猩猩要吃五个小时生食才能获取。

用火烹饪食物不是“身体更加强壮、脑更加聪明”的起因。不吃熟食的野生类人猿的身体同样很强壮。人脑容量的明显上升是从距今约 200 万年前开始的,那时的古人类充其量偶尔吃到野火烧死的动物。而且,脑容量不能简单地等同于智力。

原始人并不是靠“钻木取火”开始用火的。人用火的历史可能有 100 万年以上[6],使用燧石等工具生火的历史可以追溯到距今约 40 万年前,远早于“钻木取火”。在解剖学上,晚期智人广泛控制火的证据可以追溯到距今约 12.5 万年前。现在世界上仍然存在不会钻木取火的部落

朝野火添加可燃物、拿着带火的树枝点新的火之类并不像钻木取火那样费力,可以在采集食物的过程中顺便捡些适合烧的树枝、木头、干草。在野火过后发现的食物往往并未被很好地加热,而是烧焦或未熟透的,这可能促使人们将未熟透的食物放在仍在燃烧的小片火焰或温度较高的灰烬上,并在食物被烧焦之前将食物取出。

发现 100 万年前原位燃烧痕迹的洞穴,位于南非

2011 年发表的一篇文章报告在南非北开普省 Wonderwerk 洞穴的阿舍利地层里找到了距今约 100 万年前原位燃烧的微地层学证据,这大概是直立人搬运野火火种并添加可燃物的结果[7]。洞穴深处存在细小的木炭、灰分、烧焦的骨头碎片、被加热的沉积物,这难以用风吹进来、水带进来之类解释。

  • 野火的历史至少能追溯到 4.7 亿年前,留下了化石记录[8]
  • 在现代非洲稀树草原,黑猩猩、长尾猴、各种鸟类优先在最近被野火烧过的地区觅食,包括而不限于吃被烧死的动物、捕杀逃离野火的昆虫、从骨灰上舔盐。夜间,大多数哺乳动物似乎很享受火场散发的热量。
  • 塞内加尔稀树草原上的黑猩猩对野火的反应与开始了解野火的行为的原始人相似,能观察并推断火势移动的方向,在火看起来会朝自己逼近时主动放弃正在做的事并有序离开,不像其他大多数陆生动物那样远远地看到火就惊慌失措或毫无准备地等火烧到附近才开始逃跑。
  • 澳大利亚土著人声称一些猛禽是“火鹰”、会用火捕猎并教给人类祖先使用火的方法。这是神话传说,但是黑鸢、啸栗鸢、褐隼在澳大利亚北部稀树草原上用爪子或喙拾取阴燃的树枝甚至合作搬运阴燃的较大树枝、反复投掷到可以点燃的植被上、吃被火惊吓的动物和烧死的动物尸体的行为已被观察到。鸟类学家从 2011 年到 2017 年在澳大利亚进行实地考察,亲眼目睹了澳大利亚猛禽“纵火”的行为,记录了 20 多件猛禽“纵火”目击报告[9]
  • 距今约 300 万年前,非洲稀树草原上就有大规模的野火活动。

距今约 50 万年前到距今约 10 万年前,原始人烹饪食物的痕迹多了起来[10],人呼吸系统抵抗空气污染的特征也是在这一时期明显演化的[11]。2025 年发表的一篇文章报告在英国巴纳姆一处距今约 40 万年前的埋藏地面发现尼安德特人生火的证据。研究人员在这里找到了被加热的沉积物、带有火烧裂纹的燧石手斧、两块黄铁矿碎片——黄铁矿可用来与燧石摩擦生火。地质研究表明,黄铁矿在当地较为罕见,推测是故意搬运来的[12]

火堆产生的热量可以帮人们在寒冷的天气中保持温暖,使他们能生活在气候凉爽或昼夜温差很大的地方,并驱赶夜间捕食者。火烧石头可以帮助加工石器,火烤的木质长矛前端会硬化[13]。一群人在山洞里围着火堆的时候在火堆上烤点东西是很自然的。

有 38 万年到 40 万年历史的火硬化长矛 By P. Pfarr NLD - Niedersächsisches Landesamt für Denkmalpflege, CC BY-SA 3.0 de, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19057140

动物从食物中取得能量时,要先消耗较少的能量打破食物中的大分子,将其变成容易吸收的小分子。在自然界,为了获得同样多的营养物质,吃植物比吃肉消耗更多能量,吃生食比吃熟食消耗更多能量,生吃蜂蜜之类例外。反刍动物每天要花几个小时咀嚼来切断草里的纤维,在多个膨大的胃或盲肠里借助微生物分解,才能将其较好地吸收。

高温烹饪可以打碎食物中的一些大分子,大大降低咀嚼、消化、吸收的难度,吃熟肉的吸收效率是吃生肉的 10 倍左右。铁、锌、维生素 B12 等东西也是在烹饪之后更容易吸收。原始人不知道这些,但他们感觉得到吃熟肉省力。

熟食能让动物接触到分解出来的氨基酸、脂肪酸和美拉德反应的产物,激活哺乳类舌头上检测新鲜肉类、糖类、脂肪的受体,让哺乳类自动趋向于吃这食物。这些受体有的是哺乳形类的祖传代码,有的能追溯到无脊椎祖先,都比人古老得多。

  • 黑猩猩偏爱熟食[14],实验证明黑猩猩对同种食材更爱吃做熟的版本、能理解烹饪对食物的改变作用、能理解研究人员提供的烹饪工具的效用,它们愿意消耗时间来等待生食材被烹饪,愿意主动放下拿在手里的生食材以烹饪它们,能在预期生食材会在日后被烹饪的情况下搬运并储存生食材[15],而在没有烹饪工具时会吃掉生食材。

在假设“有人爱吃、有人不爱吃、爱吃的取得了优势”的时候,认为乐意吃熟食的个体产生的可育后代的数量较多就行了。没有出土化石显示“用火的部落积极消灭不用火的部落”。将自然选择想得充满“你死我活”是粗糙的刻板印象。

此外,用火不是软化食物所必需。食材可以被石器切割、砸软、破碎,可以被太阳辐射、水、微生物处理。

  • 2023 年发表的一篇文章称,在肯尼亚找到的距今约 303.2 万年前到 258.1 万年前的遗迹显示,古人类那时就会用石器加工动植物组织,此处发现的古人类化石来自傍人属[16]
  • 能人发明了看起来足以切割食物并加以捣碎的石器,目前不知道他们历史上是否会那样做。能人的下巴显示其咬合力低于南方古猿[17] [18] [19]。Ungar 等提出能人可以间歇性地利用野火[20]
  • 黑猩猩每天花约 48% 的时间吃东西,现代人花约 4.7%,190 万年前的直立人似乎花约 6.1%[21];直立人的牙齿形态和可能的肠道尺寸更接近现代人而非黑猩猩,表明他们可能用火或其他手段加工食物[22]
  • 有兴趣尝尝古人类风薄饼的读者可以用石头碾碎一些被水泡发芽的新鲜麦粒、放在被太阳烤烫的石头上加热成脆饼。这种原始食谱不需要火。

其他:

考虑后代的成活率,比较当前年均数量,人当前的繁殖能力可能是现存哺乳纲中最强的,2026 年初,全球人口超过 82 亿,而黑家鼠、褐家鼠等数量剧烈波动的散装耗子的年均数量各自不足 70 亿。人当前的繁殖能力很可能也超过了哺乳纲的所有灭绝物种。历史上,古人类的技术和生活方式不允许他们达到这种人口规模,估计人类狩猎采集者在这一时期的地球上的人口上限约 1000 万。

再生相关增强子的功能变化导致的再生能力下降是哺乳纲的祖征。不过,在人的技术支持下,人体适应严重损伤并代偿的能力超过许多非人动物。