大约1万年前,人类开始驯化谷物。至于原因,大多数学者的观点是气候变化造成食物资源短缺,人类为了果腹开始驯化谷物。然而,1953年美国生物学家、威斯康辛大学乔纳森·绍尔(Jonathan D. Sauer)教授提出,啤酒而不是面包可能才是促使人类驯化谷物的动力,虽然只是一种推测,但不同的声音还是在学术圈引起了争论。到底是饥饿还是饥渴呢?学者们一直在寻找解答这一问题的证据,对石臼的功能研究则为解答这一问题提供了可参考的资料。

凿在石灰岩基岩或是用石灰岩制成的石臼是近东地区常见的一种石器,从旧石器时代晚期到历史时期都有大量发现,仅从30多个纳图夫(Natufian)时期(公元前12500年~前9500年)的遗址中就发现有1000多个石臼。石臼不但数量多,而且形态多样。纳图夫时期的石臼形态有圆锥形(conical mortar)、杯形(cupmark)、深碗形(deep bowl)、盆形(basin)等,一般分布在居住区。

▲ 拉克菲洞穴遗址检测的三个石臼

这些石臼普遍被认为是用来加工谷物的,尤其是圆锥形石臼。圆锥形石臼又可分为宽口(wide conical mortar)和窄口(narrow conical mortar)两种, 宽口圆锥形石臼内壁大约有60度的斜度,在纳图夫早晚时期都有发现,一般和用于脱粒的地(threshing floor)一起出现。窄口圆锥形石臼口径大约20厘米,内壁大约20度斜度,仅在纳图夫晚期出现。这两种石臼内壁都发现有清晰的密集竖向辐射状分布的痕迹。大卫·埃坦姆(David Eitam)通过实验提出,这些石臼确实可以用来加工大麦,宽口圆锥形石臼可以用来去芒,窄口石臼可以用来去壳和研磨,将研磨好的大麦粉放在阔口浅凹形石臼里,然后制成未发酵的面包。在约旦北部舍巴卡1号(Shubayqa 1)遗址一个纳图夫早期房子里的火膛内,确实发现了目前世界上最早的面包,这种面包用谷物和磨好的根茎类植物粉混合制成。

但对这些石臼的用途,也有不同的见解。布恩·海顿(Brian Hayden)等人根据传统酿酒技术程序,结合东南亚现代山地民族的酿酒资料,认为纳图夫时期的大型较深的石臼,包括圆锥形石臼可能是用来酿酒的,小型石臼可能用来去壳,捣碎用来酿酒的谷物。他们认为酿酒并用麦秆来饮酒可能是当时的一种宴饮仪式,在葬礼或是其他仪式中进行,并认为酿酒对谷物的驯化起到了推动作用。

刘莉等人也通过实验、微痕、残留物分析的方法对以色列拉克菲(Raqefet)洞穴遗址内发现的距今约13000年的三个石臼(分别为圆柱形、窄圆锥形和凿于基岩上的碗形石臼)的功能进行了分析。认为可移动的圆柱形(深33厘米)和窄圆锥形(深35厘米)石臼是用来储藏植物性食物的,包括小麦或大麦的麦芽,食物可能是放进亚麻编织的袋子里然后放到石臼里,凿在基岩上的碗形石臼(口径27厘米,深18厘米)是多功能的,包括用来捣碎植物性食物和酿造啤酒,并用豆类或其他植物作为添加成分。

▲ 前陶新石器时代(PPNA时期)的脱粒地面和凿于基岩上的杯形及盆形石臼

两种意见在2019年有精彩的争论,争论的焦点其实主要是对于淀粉粒分析结果的解释。大卫·埃坦姆(David Eitam)认为发酵在没有人类行为的干预下也可以发生,刘莉等人在石臼内发现的小麦族、黍亚科、豆类等植物的淀粉粒恰恰证明石臼是用来研磨谷物和豆类来制作面包的,发现的木质纤维可能是木杵摩擦石臼内壁留下的。另外,拉克菲洞穴遗址发现的那个石臼的容量太小,只有6.8升,不适合用来酿酒。之前对纳吐夫时期的1000个基岩石臼的调查也表明,这些不同形状的石臼可以用作各种工具,包括脱粒、去芒、去壳、研磨和煮饭,他们一起构成复杂的农业技术体系。

对此质疑,刘莉等人迅速做出回应。他们主要通过解释如何用淀粉粒分析方法来判断酿酒行为的存在来证明自己结论的正确性。根据实验他们提出,淀粉粒在不同条件下会有不同形态,研磨、炊煮、捣烂、发芽、发酵等行为和不同行为混合作用条件下淀粉粒都会呈现出不同的形态,这种有鉴别性的淀粉粒形态成为判断是否有酿酒行为发生的关键。酿酒需要的发酵须在65-70℃的高温情况下发生,将烧热的石头放入酿酒容器中提高温度以达到酿酒发酵的条件,这种条件下形成的淀粉粒形态中度膨胀,中空,边缘很少被破坏,其他食物处理方式很少产生这样的淀粉粒形态。将无意识发芽的谷物煮成粥不会产生啤酒酿造中的糊化淀粉粒形态,而拉克菲洞穴遗址中的那个碗形石臼中就发现有这种酿酒过程产生的淀粉粒形态。圆柱形和窄圆锥形石臼中没有发现糊化的淀粉粒,但发现有酶分解的形态,表明这两个石臼不是用来炊煮,而是用来存储谷物,包括麦芽,为酿酒做准备。从遗址性质来说,这些石臼发现于拉克菲洞穴,这个遗址内发现了30多座纳吐夫时期的墓葬,在墓葬遗址发现酿酒器具,可能表明饮酒是当时丧葬礼仪或是祭祀祖先仪式的一部分。同时他们也指出,这个初步结论仅限于已检测的三个石臼,并不代表这个遗址发现的100个凿于基岩上的石臼的功能,也不代表其他遗址发现的石臼具有同样的功能。

争论总是使我们离真相更接近。这场争论加深了我们对于石器功能研究的几种科技手段的认识,尤其是残留物分析方法的认识。通过比对现代植物样本淀粉粒的形态确认古代样本的淀粉粒形态,结合实验对淀粉粒在不同条件下的形态变化进行辨识,进而鉴别古代淀粉粒样本可能经历的加工方式。同样,微痕分析方法也是将器物上的微痕形态和实验的微痕形态进行对比,然后推测器物可能的运动方式和接触的物品。实验、微痕和残留物分析方法为石器的功能研究插上了科学的翅膀,使其不再依赖于间接的民族学材料,而是直接从器物上获取相关信息,提供相对科学的依据。

然而我们还须清醒地认识到,这些研究方法还有着一些需要厘清的问题,比如,淀粉粒是如何残留下来的?是器物碰触到含有淀粉粒的东西就会残留,还是需要器物长时期接触含有淀粉粒的东西才会残留?淀粉粒残留的数量受到哪些因素的影响?如何判定所检测的淀粉粒和淀粉粒所在的器物是同一时期的?这些问题关系到淀粉粒是否是器物使用过程中的残留及所测淀粉粒和器物的同时性。后期埋藏如何影响石器的微痕形态?如何将经过后期埋藏影响的器物微痕形态和实验样本进行比较?我们有限的实验是否可以解释无限的石器使用的可能性?这些问题都还需要淀粉粒、微痕分析和实验方法来回答。

面包还是啤酒?纳图夫时期的石臼到底是用于制作面包还是酿造啤酒?是对食物的需求还是仪式性饮酒的需要促使人类对谷物进行驯化?恐怕一时还难以有肯定的答案,但实验、微痕和残留物分析等方法为我们了解石器的功能提供了不可多得的科学依据,为我们的认识打开了一扇窗。如果说60多年前乔纳森·绍尔教授提出的可能是饥渴而不是饥饿是促使人类进行谷物驯化的动力还只是一时没有科学依据的别样认识的话,现在新的科技手段的应用则为这个问题的讨论提供了科学依据,从而把相关问题的讨论引向深入。