传说在遥远的古代,巨人普罗米修斯将火种偷运至人间,这一行为不仅使他与众神结怨,也标志着人类文明的一大飞跃。火的使用,将人类从蛮荒推向文明,其重要性不言而喻。
火的自然来源多样,从天空的闪电到树枝间的摩擦,都是自然界中火的孕育者。古人通过观察这些现象,逐渐学会了模仿自然,通过擦木取火等方式,将火种带入人类的生活。
早期人类使用火的目的多样,从取暖到驱兽,火成为了人类生存的重要工具。为了保持火种的持续,原始人发明了携带火种的方法,如携带引燃的树枝或火绳。然而,并非所有部落都掌握了生火技术,如安达曼人便是依赖持续燃烧的火种。安达曼人的生活方式和文化在很大程度上保持了传统,他们使用简单的工具,制造粗陶器,编织篮子,但不懂驯养牲畜,也没有发展出复杂的农业技术。
考古学家在旧石器时代和新石器时代的遗址中发现的证据表明,人类使用火的历史可以追溯到非常久远的时期。在北京周口店的遗址中,考古学家发现了北京人使用火的痕迹,这些痕迹包括烧骨和烧石,以及可能的火塘结构。这些证据虽然不能确定北京人是否能自行取火,但它们无疑证明了火在人类早期社会中的重要地位。
北京人用火的证据主要来自于周口店遗址第1地点的发掘。自1929年以来,科学家们在该地点发现了明显的炭化或部分变黑的动物骨骼,这些骨骼的物理性状明确表明它们曾经被火烧过。1931年底,德日进将这些疑似烧骨标本带到巴黎进行化学分析,结果发现了游离碳,进一步证实了这些材料确实被烧过。
(北京人用火遗迹)
早期发掘中发现的用火遗存包括烧骨、烧石、炭化的朴树籽、木炭和灰烬。这些遗物遗迹出自第1地点的4个层位,即第4-5层、石英11层、第8-9层和第10层下部。这些烧过的材料经常集中出现在特定部位,尤其是3个灰堆被发现在鸽子堂石英1中,其中两个整齐地分布在一大块石灰岩上。一些石灰岩块已经被烧成石灰,使地层堆积呈现黑、红、棕、白颜色杂陈的现象。
然而,这些证据曾受到部分西方学者的质疑。他们认为所谓的“灰烬层”并非火堆的遗留物,因为并没有发现具有结构性的火塘;很多动物骨骼应该是生活在洞穴中的鬣狗、狼和其他食肉动物导致的,并非是人类狩猎行为的产物;所谓灰烬更可能是猫头鹰或其他猛禽的粪便或自然火的遗存,而非人工火的遗留。
但随着新技术的出现和新证据的获取,这些争议逐渐得到解决。例如,通过磁学、植硅体、孢粉、红外光谱分析等方法的综合检验,发现了硅质体的存在,这进一步证明了“北京人”在距今40万至50万年前已经可以有控制地使用火。在新一轮的发掘中,科学家们发现了火塘、原地烧结土、烧石、烧骨等古人类用火遗物、遗迹的密集出现,为“北京人”用火行为的研究提供了重要的科学素材。分析表明,遗址疑似用火区沉积物很可能经历了700℃以上的加热,而自然火一般无法达到如此高的温度。
敲凿取火是史前人类一项重要的技术进步,它标志着人类开始有意识地掌控火的使用。通过敲击矿石产生火花,人类开始掌握火的生成。黄铁矿石在敲击时能稳定地产生火花,这种生火方式的发现并不困难,操作起来也相当简单。当黄铁矿石被碰撞或加热时会产生火花,这是由于黄铁矿具有高碳的特性,与空气中的氧气反应产生高温。
在旧石器时代后期,人类已经掌握了人工取火的方法。例如,在德国杜塞尔多夫附近的尼安德特人遗址中,已经发现了用敲击燧石的方法进行人工取火的遗迹。这种取火方法在我国各民族中世代流传,流行很广,直到火柴问世,此法才逐渐消亡。
进入铁器时代后,出现了一种称为“燧火”的取火方法,即铁片击石。这种取火方法须有三件东西配套使用:一是火镰,实际上就是一块铁片;二是火石,又称燧石;三是火绒,一般用艾绒。用火时取出火绒放在火石上,夹在左手大拇指和食指之间,右手拿火镰撞击火石数下,即可点燃,再用易燃物引火。这种取火方法在古代西域游牧民族中早已流行。
通过敲击和摩擦,人类把机械能转化为热能,掌握了燃烧利用燃料能源的方法,火成为了人类随时可利用的战胜自然、改造自然的武器。这些技术的进步,不仅提高了取火的效率,也为人类文明的发展奠定了重要的基础。
擦木取火是一种古老的取火技术,它包括锯木、犁木和钻木三种主要方法。这些方法在世界各地的不同文化和地区中得到了广泛的应用,从东南亚到欧洲,跨越了古代到现代的时间范围。
1.锯木取火:这种方法涉及使用一个类似锯的木制工具在一个平坦的木基上来回摩擦。在东南亚及其周边岛屿,这种方法较为常见。典型情况下,火床和锯都是用截短、劈开的竹子制成的。锯的边缘在横穿火床的裂囗上摩擦,产生的木屑落在准备好的火绒上,从而点燃火种。在澳大利亚,人们有时会把“锯”和火床分别做成矛形和盾形,有时也会在火床的末端劈出裂口,用锯在里面摩擦,火绒就放在用木楔撑开的裂口中。
2.犁木取火:犁木取火的地区十分广泛,尤其是在波利尼西亚,人们不使用除此以外的其他方法生火。这项技术可能起源于东印度群岛,通常认为波利尼西亚人正是从那里出发开始了殖民太平洋的历史。活动的组件(即“犁”)沿着火床上的凹槽被推动,产生的大量高温木屑会堆积在凹槽的一端。犁木取火操作起来最为简单,也是擦木取火中变化最少的一种方法。
3.钻木取火:钻木取火是一种分布广泛的取火技术。在欧洲,这种方法从新石器时代一直延续到19世纪甚至更晚。在亚洲,它无疑更为古老,并且一直沿用至今。古埃及人也曾使用并以他们的象形文字记载了此种方法。在一种简单的双木棍器具中,被垂直握住的圆柱形或锥形的钻由生火者用双手往复旋转,同时向下压,确保钻头稳定地旋转在固定火床上的小孔中。燃烧的木屑被用来引燃火绒。
(钻木取火)
这些古老的取火方法不仅体现了古人对自然资源的巧妙利用,而且展现了他们对物理原理的深刻理解和应用。例如,在海南保亭地区,黎族人至今仍保留着钻木取火的技艺。他们使用晒干的鹧鸪木,通过手钻法、弓钻法、绳钻法等技巧,快速点燃火种,这不仅是一种生存技能,也是文化传承的一部分。
在甘肃省居延考古队对汉朝张掖郡居延、肩水两都尉所辖边塞上的烽燧、塞墙遗址进行考查时,出土了点燃烽火用的草苣和取火工具——木燧。
木燧由一根木杆和一块有孔的木板组成,这种工具的设计非常精巧。木杆用于钻动,而有孔的木板则可能用于固定和引导钻动的过程,同时也可能帮助收集由摩擦产生的火花。这种木燧的发现,是迄今为止在中国乃至世界上发现最早的钻木取火工具之一。
随着技术的发展,人类发明了机械火钻,这类工具通过更为高效的方式产生火花或火焰,极大地提高了取火的效率。机械火钻主要包括皮带钻、弓钻和压钻三种形式,这些工具不仅体现了人类对火控制能力的增强,也适应了各种不同的环境和条件。
皮带钻(也称为绳钻)是一种利用绳索或皮带绕在钻杆上,通过快速拉动皮带使钻杆旋转产生摩擦热,进而点燃火绒的工具。这种工具的优势在于可以通过增加拉力和速度来提高摩擦力,从而更快地产生火花。皮带钻在寒冷地区尤其有用,因为在低温环境下,快速产生火花更为困难,而皮带钻的设计可以提高取火的成功率。
弓钻则是一种更为精巧的机械火钻,它使用一个弓形结构和一根穿过钻杆的绳索来产生旋转运动。通过拉动绳索,弓钻可以快速旋转钻杆,与火绒接触产生火花。弓钻的设计允许使用者用一只手控制旋转,另一只手则可以稳定钻杆或添加火绒,这种灵活性使得弓钻在多种环境下都能有效地使用。
压钻是另一种机械火钻的形式,它通过手动上下压动钻杆来产生摩擦。压钻通常包括一个固定的底座和一个穿过底座的钻杆,通过上下压动钻杆来产生摩擦热。这种工具的设计相对简单,但在使用时可能需要更多的体力和时间来产生足够的热量点燃火绒。
这些机械火钻的出现,不仅体现了人类对火的控制能力的增强,也适应了各种不同的环境和条件。特别是在寒冷地区,如北极圈附近,这些工具成为了生火的重要手段。例如,爱斯基摩人和其他生活在极寒地区的民族,他们利用这些机械火钻在恶劣的气候条件下生火取暖和烹饪,这些工具的使用极大地提高了他们生存的可能性。这些工具的设计和使用,展现了人类对环境的适应能力和技术创新的智慧。