全球考古重大發現!中國出土 30 萬年前東亞最早木器

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木器,在現代人眼中或許稀鬆平常,甚至略顯“老派”。但對數十萬年前舊石器時代的先民而言,掌握木器加工技術,堪稱劃時代的“高科技”。與堅硬的石器相比,木材更易塑形,能製作出用途更廣泛的工具。木質工具的發展,實則是人類活動日益複雜化的重要見證。

近日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所聯合國內外多家科研單位,通過對甘棠箐遺址發掘出土的遺存進行分析研究,發現 35 件保存完好的年代約爲距今 30 萬年的木器——這是迄今爲止在東亞發現的最古老木器。

遺址發現於 1984 年,1989 年被首次發掘,2014 年至 2015 年和 2018 年至 2019 年遺址被再次發掘,與木器伴生的文化遺存包括大量石製品、骨角器、動物化石和植物遺存。

這套完整的“遠古工具箱”,極大地拓展了我們對人類技術史的認知,爲理解舊石器時代東亞人羣的技術智慧與適應能力提供了直接證據。

甘棠箐遺址位於雲南省江川縣,坐落於撫仙湖南岸約 5 公里處(圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)

遠古人類的“工具箱”裏有什麼?

在甘棠箐遺址中,考古人員一共發掘出近千件木質材料。經嚴格篩選,確認其中有 35 件爲古人類加工使用的工具。這些木器主要由松木(約 70%)和少量硬木製成,形態和功能清晰可分。其尖端構造尤爲多樣,包含鑿尖狀、鏟尖狀、錐尖狀、鉤狀和凸緣狀等多種類型,暗示着高度複雜的使用場景。

甘棠箐遺址出土的木器(圖片來源:參考文獻[2]

在 35 件標本中,半數以上保留了磨損與加工痕跡,甚至部分工具尖端附着土壤殘留物和植物澱粉粒——這成爲它們用於挖掘地下食材的直接證據。模擬實驗表明,這些痕跡需要長期使用和刻意加工才能形成。由此可知,這些木器絕非臨時撿拾的樹枝,而是古人類精心製作、長期使用的“專業工具”。

出土的木器種類豐富,功能各異。有需要雙手握持的大型挖掘棒,其形態與功能類似於意大利 Poggetti Vecchi 遺址(約 17.1 萬年前)發現的木器,但其時間要早近 13 萬年[3]。此外,還有四件造型獨特的鉤狀工具,其尖端呈彎曲形態,研究人員推測它們可能是專門用於切斷植物根系的特殊工具。同時發現的還有許多單手持握的小型尖狀木器,其尖端經過精細加工,適用於精準挖掘植物塊莖,是早期採集活動的“得力助手”。

不同的木器器型以及尖端的加工與磨損痕跡(圖片來源:參考文獻[2]

作爲有機物,木材容易腐爛,這使得早期石器時代遺址中的木器極其罕見。儘管人類可能在 150 萬年前就已開始嘗試加工木材(坦桑尼亞 Peninj 遺址),但確鑿的木器證據出現得晚得多[4]。在甘棠箐遺址之前,全球已知的舊石器時代早期木器僅見於歐非兩地,且主要爲木矛等狩獵工具。而甘棠箐的木器則呈現出顯著的不同:它們體型更小、分工更細、形態更多樣,主要用於採集植物,反映出對植物資源的深度依賴。

這種差異很可能源於歐亞大陸東西兩側截然不同的“食譜”。甘棠箐地處溫暖溼潤的亞熱帶,孢粉分析鑑定出 40 個植物科屬。當時的雲南湖泊、草地、灌木叢、森林交錯,盛產松子、榛子、獼猴桃、莓果、葡萄及富含澱粉的根莖、球莖植物——顯然,植物是餐桌主角。相比之下,生活在歐洲北部草原上的古人類,大型動物纔是他們的主要食物來源。正是面對不同的環境與資源,大陸兩端的人類祖先才發展出了各異的木器使用方案。

如何確定遺址來自 30 萬年前?

確定遺址年代是考古研究的基石。只有確定了年代,才能準確理解考古發現的價值。然而,爲數十萬年前的遺存定年絕非易事。我們常聽說的碳 14 測年法(通過測量殘留的放射性碳含量來計時),在甘棠箐遺址這裏就完全失效了。這是因爲碳 14 的半衰期大約是 5730 年。過了大概 4 到 6 萬年(也就是大約 10 個半衰期),剩下的放射性同位素的劑量就微乎其微,無法據此精準測量出年份。甘棠箐遺址顯然比這個時間上限還要久遠許多。

爲了解決這個問題,科學家們祭出了“組合拳”——同時用多種不同的測年技術,互相驗證,確保結果可靠。在甘棠箐遺址的研究中,他們一共用了四招:首先,研究者運用了生物地層學方法,分析不同地層出土的動物化石組合。特定動物羣對應特定地質年代,通過與已知年代組合對比,初步框定了含人類活動地層的年代範圍。

隨後,研究人員進行了古地磁測定。地球磁場在地質歷史中曾多次南北反轉,這些事件會被沉積物中的磁性礦物記錄下來,形成磁性地層。通過與標準地磁極性年表對比,研究人員確認木器所在沉積層形成於地球最近一次大規模磁極反轉(“布容-松山反轉”)之後,即不早於 78 萬年前。

上下滑動查看更多,新生代晚期的地磁記錄,黑色爲與現代磁場方向一致,白色爲相反(圖片來源:wikipedia)

雖然生物組合與古地磁提供了大致框架,但要獲得更精確的時間數據,還需要其他方法。在本研究中,光釋光測年提供了關鍵的精確定年框架。這一方法的技術原理是:埋藏在地層中的礦物顆粒(如石英、鉀長石)會因周圍環境微弱的放射性輻射影響,像電池一樣緩慢“充電”,積累能量;一旦暴露在陽光下,這些積累的能量會瞬間釋放(發光)。測量礦物顆粒出土時的發光量及其所處環境的輻射劑量率,就能計算出其被埋藏、即遺址形成的年代。通過這一方法,科學家將甘棠箐遺址的年代範圍縮小到距今 35 萬至 20 萬年之間。

光釋光測年原理示意圖(圖片來源:參考文獻[1]

爲了更精準地鎖定出土木器層位的年齡,研究人員進一步利用電子自旋共振/鈾系聯合測年法,對與木器同層位出土的哺乳動物牙齒進行了測定。通過測量與牙齒埋藏時間長度相關的積累自由基數量,研究人員獲得了這顆牙齒的埋藏年齡。結果顯示,這顆牙齒的主人生活於約 28.8 萬年前——這正是木器埋藏的精確時間。這四種方法的交叉驗證,尤其是光釋光法與電子自旋共振法給出的精確數據,確證甘棠箐遺址屬於舊石器時代早期,而出土的木器年代則約爲 28.8 萬年前。這一可靠年代是理解木器價值的關鍵基石。

在一般情況下,木器在埋藏後很容易腐爛。但在甘棠箐遺址,由於特殊的埋藏環境,這些木器得以保存至今。這是因爲它們被迅速埋入富含黏土的河湖相沉積物中,形成了一個缺氧、飽水且穩定的環境:缺氧抑制了微生物的分解,飽水防止了木材幹裂,而穩定的沉積條件則減少了外界擾動的影響。正是這樣的“天然密封艙”,讓這些遠古木器如同被封存在“時間膠囊”中,得以穿越 30 萬年的時光,重見天日。

研究人員在現場取測年樣品(圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)

“不起眼”的木器如何改寫人類技術史?

甘棠箐遺址的研究價值遠不止於木器年代的久遠,其真正的突破性在於從多個維度重塑了我們對舊石器時代人類技術能力和生存策略的理解。在發現甘棠箐木器之前,全球保存完好的早期木器主要集中在非洲和歐亞大陸西部,東亞地區長期處於空白。由於木材等有機材料對保存環境要求極高,舊石器時代的木質遺存極其罕見,尤其是早更新世(約 258 萬-77 萬年前)、中更新世(約 77 萬–12.8 萬年前)時期更爲稀少。甘棠箐出土的數量可觀、種類豐富、保存完好的木器,不僅填補了這一地區的空白,也成爲全球舊石器時代木器研究的關鍵節點。

在早期的古人類學研究者中,根據石器的特徵,流行着這樣一種傳統觀點:鑑於石器形制的簡單化,東亞舊石器時代技術是“發展遲緩”的。

然而,甘棠箐的木器反映出東亞古人類有機材料加工能力高度發達——他們能夠根據功能需求選擇適宜的木材,預製特定功能的刃部,製作出種類多樣、結構精巧的專用工具。這種在設計、製作和使用環節中展現出的高度前瞻性和系統性,充分顯示了技術發展的複雜性。

而東亞舊石器時期簡單的器型,極有可能是由於竹木器發達導致的不同技術取向。畢竟對於生活在溫暖潮溼,草木繁盛的東亞古人類來說,竹木顯然是更易獲得,並且更易加工的材料。儘管“竹子假說”已經被提出了很長時間,但在甘棠箐木器發現之前,一直缺少考古實證[5]。因此,這些木器的發現,不僅僅表明了技術發展本身,還表明舊大陸不同人羣可能出現了技術發展的不同趨勢。

甘棠箐先民用木器挖掘植物根莖示意圖(圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)

遺址中出土的松子、榛子、獼猴桃、葡萄等植物種子,與石器、骨器及帶切割痕跡的動物骨骼共同反映了極爲全面複雜的古人類生活面貌。這一發現揭示出雲南地區的古人類採用了依託多樣植物資源和有限狩獵的“廣譜食譜”生存方式。他們攜帶專門製作的工具前往湖濱區域,系統性採集野生植物,並輔以動物資源獲取,展現出精細化的採集經濟。

更重要的是,這種以植物資源深度開發爲核心的生存模式,反映出古人類在亞熱帶環境中的獨特適應智慧。他們不僅要準確判斷植物的分佈與採集季節,還需爲不同用途設計並預製相應工具。研究顯示,這些工具並非隨機制作,而是圍繞具體任務(如採集地下塊莖)提前規劃,並攜帶至特定地點使用。

30 萬年前,生活在撫仙湖畔的古人類或許未曾想到,他們精心打造的工具,最終會成爲我們認識人類技術史的關鍵證據。在甘棠箐特殊的埋藏環境中,這些木器得以完好保留,穿越時間洪流,並最終被科學家所發現。

它們所傳遞的信息十分清晰:人類的適應策略從不只有一種形式。當歐洲的獵人磨礪長矛追逐猛獸時,東亞的採集者則以挖掘棒挖掘地下的食糧。這些差異化的工具不僅是生存的產物,更在潛移默化中塑造了不同羣體的技術傳統與認知方式——正如哲學家馬歇爾·麥克盧漢(Marshall McLuhan)講到的那樣:“我們塑造工具,之後工具塑造我們。”早期的人類正是在這種多種多樣的生活方式中,爲現代人種下了技術與智慧的種子。


參考文獻

[1]賴忠平, 歐先交. 光釋光測年基本流程. 地理科學進展, 32: 683-693 (2012).

[2]Jian-Hui Liu et al., 300,000-year-old wooden tools from Gantangqing, southwest China. Science. 389, 78-83 (2025).

[3]B. Aranguren et al., Wooden tools and fire technology in the early Neanderthal site of Poggetti Vecchi (Italy). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115, 2054–2059 (2018).

[4]M. Dominguez- Rodrigo et al., Woodworking activities by early humans: A plant residue analysis on Acheulian stone tools from Peninj (Tanzania). J. Hum. Evol. 40, 289–299 (2001).

[5]J. A. West and J. Louys, Differentiating bamboo from stone tool cut marks in the zooarchaeological record, with a discussion on the use of bamboo knives. J. Archaeol. Sci. 34, 512–518 (2007).


策劃製作

出品丨科普中國

作者丨破滅的 Sunny 古生物博士

監製丨中國科普博覽

責編丨張一諾

審校丨徐來、張林林

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