揭示古人奧秘

通過對發(fā)掘到的古物進行檢測，科學家為我們揭示古人的奧秘。下面講講這方面的最新故事。

加泰土丘是位于今天土耳其境內(nèi)的一個新石器時代定居點。該土丘的建立時間是大約9500年前，這里也是有史以來最早的城市之一。

用樹皮制成的衣物

掃描電子顯微鏡下的樹皮織物結(jié)構(gòu)

自從20世紀50年代以來，考古學家一直在發(fā)掘加泰土丘。在上一次冰河期結(jié)束后不久，人們就在這里定居，這里人口最多時可能有1萬人。在約1100年的時間里，人們在這里建立起在當時算是相當先進的文明。除了擁有其他多種能力，加泰土丘人也是熟練的紡織者。他們制作了大量的籃子、繩子、墊子和衣物，這些紡織品也是世界上最早的織物之一。

考古學家在加泰土丘遺址發(fā)現(xiàn)了大量織物遺存。但有一個未解之謎是：加泰土丘人用來織布的原料是什么？從其他的古代織物樣本，考古學家辨識了羊皮毛和亞麻布。那么，加泰土丘人是否也是用亞麻布之類的材料來制作衣物呢？

為了尋找答案，在最近的一項研究中，科學家對在1993—2017年發(fā)現(xiàn)的加泰土丘衣物殘片進行掃描電子顯微鏡檢測。這些殘片雖然來自8500～8700年前，但保存良好。檢測結(jié)果是，加泰土丘人的衣物布料竟然源自在該地區(qū)廣泛種植、作為建材使用的橡樹。科學家解釋說，樹木韌皮是覆蓋在樹皮內(nèi)表面的多纖維物質(zhì)，在樹皮和樹木內(nèi)部之間形成另一個保護層。與橡樹一樣，橡樹韌皮也結(jié)實耐用，對加泰土丘人來說是一種理想的紡織材料。

加泰土丘復原模型

韌皮纖維，加泰土丘人就是用它來制作衣物的

科學家過去太注重古人把羊皮毛和亞麻布作為衣物原材料的可能性，而忽視了其他可能的衣物材料。事實上，用樹木韌皮制作繩、線和紡布的歷史已有數(shù)千年。

加泰土丘是一座獨特的城市遺址。在這里發(fā)掘出的所有建筑都是家用的，不見任何公共性建筑。這些泥磚建筑彼此很靠近，通過屋頂很容易前往各個方向。事實上，考古學家在加泰土丘沒有發(fā)現(xiàn)任何地面走道。橡木被加泰土丘人用來制作房梁、房門和梯子。考古發(fā)掘表明，加泰土丘社會曾經(jīng)是一個人人平等的農(nóng)業(yè)社會。這里每家每戶的建筑形制、規(guī)模一樣，工具、衣物、爐灶及其他物品為每家共用，牲畜幫助耕地。加泰土丘人把死者埋葬于城內(nèi)，墓葬沒有任何高低貴賤和性別差異。從當?shù)鼐虺龅纳裣裼心杏信?，其中女神像居多?/p>

公元前6400年前后，加泰土丘被遺棄，原因不明。此外，加泰土丘社會在后期發(fā)生了什么改變也不清楚。

藍紋奶酪

鐵器時代阿爾卑斯鹽礦礦工（復原場景）

至少從公元前14世紀起，位于阿爾卑斯山東部、奧地利境內(nèi)的哈爾施塔特鹽礦就得到開采，而且開采活動一直持續(xù)至今。考古發(fā)掘挖到的多個地層，充滿了鐵器時代初期（公元前800—前400年）開采活動的證據(jù)，掘到的物品包括木制工具、動物皮毛、紡織物碎片、繩索和保存完好的人類糞便。這些古糞便在地下鹽礦永久干燥、涼爽和富含鹽分的空氣中迅速脫水，因而得以保存至今，并且可以被放射性碳測年，經(jīng)檢測可發(fā)現(xiàn)當時人們吃什么、他們體內(nèi)有什么寄生蟲，以及他們的消化道中有哪些微生物。

最近的一項研究，調(diào)查的正是提取自哈爾施塔特鹽礦的銅器時代和鐵器時代地層的古糞便樣本，另一份樣本則來自18世紀。雖然這些樣本的發(fā)掘時間早在1983年，但科學家仍然能從中提取完整的DNA和蛋白質(zhì)。

檢測表明，這四份樣本分別來自四名男性?？茖W家對這些樣本中是否包含最常見于現(xiàn)代人群腸道中的15種微生物進行探究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)古人腸道中包含其中13種，而且這13種中有11種更常見于今天非西化飲食（高脂、高糖、高鹽飲食）人群的腸道中。對這些古人飲食的顯微分析發(fā)現(xiàn)，銅器時代人們的飲食主要是谷物，包括大麥、小麥及小米。鐵器時代人們的飲食中谷物也多，但還有豆類、野蘋果和越橘等。對DNA和蛋白質(zhì)分子進行的檢測，證實鐵器時代的飲食中有谷物、種子、水果和核桃等，肉類則包括豬肉和牛肉。

鐵器時代的樣本之一，給科學家?guī)順O大的驚奇。這份樣本中竟然包含婁地青霉和釀酒酵母這兩種真菌的大量DNA和蛋白質(zhì)。檢測還證實這些物質(zhì)并非是現(xiàn)代污染物，而是被古人用于發(fā)酵制作藍奶酪和啤酒的古微生物。如果發(fā)酵系自然發(fā)生而非人為，那么這些古糞便中就該有天然酵母菌存在，但實際上并沒有，這就說明發(fā)酵是人為的。另外，從發(fā)掘到的木籃的特征，可推測這些木籃是當時的奶酪過濾器。事實上，今天的食品業(yè)依然在使用這類微生物進行發(fā)酵處理。也就是說，科學家已經(jīng)找到的證據(jù)表明，在近2700年前的鐵器時代的歐洲，人們就已經(jīng)在生產(chǎn)藍紋奶酪。

2021年10月，在耶路撒冷一處已有2700年歷史的猶大王國王室建筑的廢墟中，考古學家發(fā)現(xiàn)了一個罕見的豪華廁所（WC）。

在一座新的旅游設施建造前，考古學家對巴勒斯坦英國前總督官邸進行勘察，從而發(fā)掘到了這個包括化糞池和馬桶在內(nèi)的廁所。

猶大王國時期也被稱為第一圣殿時期，在以色列發(fā)現(xiàn)的該時期的廁所廢墟很少，而且就算發(fā)現(xiàn)也只有馬桶還在。這一新發(fā)現(xiàn)之所以很難得，是因為不僅馬桶和化糞池都在，而且就連廁所間的遺存也還在。這個古代廁所的建造顯然很精細，由此可判定它的使用者是達官貴人。當時人們習慣使用家中馬桶，或到戶外僻靜處“方便”。雖然當時也有公廁，但公廁建得遠遠沒有這個私廁好。

古以色列豪華廁所

考古學家在現(xiàn)場發(fā)掘

在這個私廁的化糞池中，考古學家發(fā)現(xiàn)了動物骨骼和陶器。其中大多數(shù)陶器為陶碗，它們既可能作為垃圾被丟棄，也可能在私廁中作為容器使用。

考古學家相信，這個私廁所屬的俯瞰圣殿山的宮殿，是在公元前701年亞述人對耶路撒冷圍攻失敗之后建造的。在耶路撒冷還發(fā)現(xiàn)了其他兩座同時期的大型王室建筑，這表明當時王室在這里大興土木。在耶路撒冷古城墻外發(fā)現(xiàn)的別墅和公共建筑遺存，也證明了這座城市在亞述人撤退后的擴建和繁榮情況。

但這座宮殿及其精致的私廁沒有存在多久，就在公元前586年被毀。當時由國王尼布甲尼撒二世統(tǒng)領(lǐng)的新巴比倫王國大軍圍攻耶路撒冷取得成功。猶大王國最后的國王及大多數(shù)王室人員被驅(qū)逐到巴比倫。尼布甲尼撒二世在耶路撒冷任命了一個傀儡國王，但隨著圣殿毀滅，猶大王國也成為歷史。

在最新的發(fā)掘中，考古學家還發(fā)現(xiàn)了其他建筑遺存，其中包括頂端雕刻有猶大王國時期典型字母特點的大字母的柱子，這些字母與這座宮殿中陽臺欄桿上雕刻的小字母匹配。在同時期的硬幣上也有這樣的字母，由此進一步證明該建筑源自猶大王國時期。

在這個私廁的化糞池中發(fā)現(xiàn)的骨骼、陶器和糞便將得到高科技檢測，以揭示當時人們的飲食、所患寄生蟲病和其他疾病等信息。陶碗內(nèi)的殘余物可能有助于回答這個問題：陶碗內(nèi)裝的是不是除臭劑？如果是，那么古人的智慧就更令我們驚嘆了。

位于羅馬古城墻外的一座塔形墓——梅特拉墓，是用“混凝土”、磚和石灰華（一種多孔碳酸鈣）建造的，建造時間是在公元前30—前10年，當時也是古羅馬混凝土建筑大發(fā)展時期。

梅特拉墓外景

梅特拉墓內(nèi)景

圓形的梅特拉墓建在由火山碎石土打造的一個正方形地基上，墓的表面貼著石灰華塊。該墓內(nèi)部的墓室為錐形，其頂部有一個圓孔。墓的走道（墓道）由混凝土和磚砌造，這是當時最高標準的建造手法。

梅特拉墓位于早已冷卻的波瓦熔巖流北端。在墓室地面建造過程中，人們鑿穿了由幾十萬年前一座火山爆發(fā)而沉積的厚厚火山碎屑層?；鹕絿姲l(fā)還把碎屑堆積在了位于此墓西北方向不到800米處的摩西熔巖流中。

梅特拉墓的建造者從這兩條熔巖流中提取火山碎屑，墓表混凝土、砌磚用的灰泥漿和墓室內(nèi)部的混凝土均以它們?yōu)樵?。由于受從墓室頂落下的雨水和地下水侵蝕，墓道是整座墓中最潮濕的部分。墓道建筑所用的混凝土原料取自摩西熔巖流。該熔巖流中的碎屑還被用來在120年后建造圖拉真（羅馬皇帝，98—117年在位）市場的墻，這些墻至今仍存。

諸如梅特拉墓、古羅馬橋墩和古羅馬防波堤在內(nèi)的古羅馬混凝土建筑，盡管經(jīng)過兩千年來水的侵蝕甚至淹沒卻仍然結(jié)實，這實在是不簡單。要知道，雖然現(xiàn)代混凝土中添加有古羅馬混凝土不具有的水泥黏結(jié)劑，但現(xiàn)代混凝土在水的侵蝕下開裂的速度比古羅馬混凝土快。例如，現(xiàn)代海洋混凝土的預期壽命只有50年。

在最近一項研究中，科學家對提取自梅特拉墓墓道的灰泥漿樣本進行檢測，調(diào)查其中混凝土的礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)，以揭示這種混凝土的耐久性。

此前，科學家已經(jīng)檢測過該灰泥漿中的天然“黏合劑”——水化硅鋁酸鈣凝膠（簡稱“CASH”）和一種被簡稱為鈉鈣玻璃的礦物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈉鈣玻璃晶體能阻止灰泥漿中微孔的傳播，阻止多個微孔相互連接、合并，從而阻止混凝土開裂。

然而，在梅特拉墓建造所用灰泥漿所含的火山碎屑中，很多是富含鉀的白榴石。幾千年來，穿透墓壁的雨水和地下水造成白榴石溶解，把鉀釋放到灰泥漿中。在現(xiàn)代混凝土中，如此多的鉀會產(chǎn)生擴容膠，導致建筑材料產(chǎn)生微裂縫甚至剝落。

但在梅特拉墓，溶解釋放的鉀令CASH重構(gòu)。X射線微衍射和光譜分析法讓科學家能探索灰泥漿的變化情況。他們發(fā)現(xiàn)，CASH當中的一部分歷經(jīng)2000多年但微結(jié)構(gòu)沒有改變，而其他一些部分的微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，變成納米晶，混凝土的凝結(jié)力由此提升。

科學家說，梅特拉墓的古羅馬混凝土微結(jié)構(gòu)持續(xù)經(jīng)歷長期重構(gòu)，這一過程有助于提高古建筑材料的機械性能和抗損能力?？茖W家希望從古羅馬混凝土中得到啟發(fā)，研發(fā)更耐用、更有效的混凝土。

拜占庭戰(zhàn)士的骨骸

法醫(yī)人類學家和考古學家最近聯(lián)合發(fā)現(xiàn)，一名14世紀拜占庭軍人的下頜在嚴重骨折后被接上并愈合，但他最終還是遭遇不幸。

1991年，在希臘色雷斯西部愛琴海海岸上的波利斯隆要塞遺址，考古學家發(fā)掘到這具頭骨。這名軍人當時遭遇斷首，很可能是14世紀80年代攻陷這里的奧斯曼軍隊所為。攻陷的具體時間不明，但這座堡壘是該地區(qū)20年來抵御奧斯曼占領(lǐng)的最后堡壘之一。在奧斯曼人入侵過程中，該地區(qū)其他城市紛紛陷落。

考古學家相信，在奧斯曼軍隊攻陷波利斯隆的過程中，此人遭遇了不測。他的額骨上有明顯的鈍器所致骨折，但這處重傷也可能是在他死后被補上一擊所致，因為這種情況在奧斯曼軍隊中很常見。

這具頭骨很完整，下頜骨與上面三個頸椎都在原位，因此可判斷在頭骨下葬時仍然有軟組織連接這些骨骼。一種可能性是，此人的一名戰(zhàn)友在敵方不知情的情況下秘密埋葬了這具頭骨。此外，該頭骨被埋在該要塞墓地中一個5歲孩子的棺材旁，但沒有證據(jù)表明這兩者之間有親緣關(guān)系。在墓中發(fā)現(xiàn)的一塊尖利的陶片，可能被那名戰(zhàn)友用于挖掘墳墓埋葬頭骨。

這名軍人的下頜曾受重傷，下頜骨斷成兩截。雖然這一骨折原因不明，但推測是他墜馬或近距離遭遇利器襲擊所致。通過在牙床內(nèi)外穿金屬線，他的醫(yī)生將斷裂的下頜骨固定、歸位。這條金屬線已不復存在，但在臼齒和牙石上留下了條狀痕跡。雖然不能通過牙齒本身來判斷當初醫(yī)生用的是什么金屬線，但科學家排除了銀線（因為死者牙齒上沒有銀線會造成的那種污點）和銅線（因為死者牙齒上沒有銅綠），認為最可能使用的是金線。早在公元前5世紀編撰的《希波克拉底文集》中，就建議用金線固定骨折。黃金柔軟而結(jié)實，且沒有毒性，因此是一種很好的醫(yī)用材料。

科學家還發(fā)現(xiàn)，此人的牙齒被略微銼過，目的很可能是不讓金線打的結(jié)擦掛皮膚?？茖W家說，古人能進行如此復雜的手術(shù)，不得不令人驚嘆?？茖W家還說，此人在接受手術(shù)后復原的過程中就連喝流食都很困難。不清楚他在這次受傷過程中舌頭是否受傷，如果是，那么肯定會影響他以后說話。

這是首次在波利斯隆遺址發(fā)現(xiàn)下巴骨折，而且可以肯定這一骨折的治療費用很高，因為治療不僅需要技術(shù)高操的醫(yī)生，而且材料也很昂貴。由此可推斷接受治療者不是普通軍人，而很可能是軍事將領(lǐng)。如果的確如此，就能解釋為什么會有人敢冒巨大風險來埋葬這具頭骨，也就能解釋為什么奧斯曼人會如此對待這名軍人。

拜占庭戰(zhàn)士骨骸出土現(xiàn)場