徐培通

今人難擲古矛

舍寧根矛能不能投擲？這可能是近年來在古人類工具領(lǐng)域爭議最大的話題之一。

20世紀(jì)90年代，德國舍寧根煤礦出土了一個(gè)尼安德特人（已滅絕的人屬動(dòng)物）的居住地遺跡，其年代距今30多萬年。在這里，科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了8支長約2.1米、兩頭被削尖的木矛。舍寧根煤礦中的泥濘沉積物隔絕了氧氣，阻止了木矛腐爛，因此這些木矛才得以重見天日，后來被命名為“舍寧根矛”。由于一同出土的還有馬、鹿和野牛的骨骼遺骸，因此可判斷木矛很可能是當(dāng)時(shí)尼安德特人的捕獵工具。

2018年，英國古人類學(xué)家米爾科斯找到一位古代制品復(fù)原專家，請他以較為致密的云杉木為材料做出了兩支舍寧根矛復(fù)制品，其重量分別為0.67千克和0.8千克。米爾科斯希望做關(guān)于舍寧根矛復(fù)制品的投擲實(shí)驗(yàn)，但由誰來投擲呢？

米爾科斯猜測，如果把舍寧根矛交到一個(gè)普通男性手中，那么他沒有足夠的力量去擲它。而如果把它交給一名壯漢（非運(yùn)動(dòng)員），要他去野外通過擲矛捕獵動(dòng)物，他也很可能會(huì)因?yàn)槿狈故斓臄S矛技術(shù)而無功而返。

專業(yè)選手果然不同凡響

2019年1月的一天早晨，米爾科斯請來6名職業(yè)標(biāo)槍運(yùn)動(dòng)員，讓他們輪流投擲這兩支舍寧根矛復(fù)制品。結(jié)果真的印證了米爾科斯的猜測：職業(yè)運(yùn)動(dòng)員和普通人的擲矛效果截然不同。職業(yè)運(yùn)動(dòng)員不但比普通人有更強(qiáng)的上肢力量，而且還會(huì)在投出矛的瞬間，以極其細(xì)微的手部動(dòng)作讓矛以前進(jìn)方向?yàn)檩S心高速回旋。在半空中，回旋能夠幫助矛維持運(yùn)動(dòng)方向并抑制擾動(dòng)。結(jié)果，運(yùn)動(dòng)員的投擲距離幾乎都在25米以上，而且矛的最高移動(dòng)時(shí)速都超過65千米，可謂殺傷力十足。

可以說，米爾科斯的實(shí)驗(yàn)有力駁斥了長久以來關(guān)于舍寧根矛“易近戰(zhàn)不易遠(yuǎn)戰(zhàn)”的觀點(diǎn)。在此之前，許多科學(xué)家通過真人實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：舍寧根矛的投擲距離不到10米。他們由此推測：尼安德特人并不擲矛，而是在短距離內(nèi)雙手持矛刺殺獵物。基于這個(gè)觀點(diǎn)，他們進(jìn)一步推測：由于近距離刺殺獵物風(fēng)險(xiǎn)大，回報(bào)低，因此這種獵殺方式可能加速了尼安德特人的滅絕。但這些科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)都存在重大缺陷：實(shí)驗(yàn)參與者沒有任何擲矛經(jīng)驗(yàn)。在其中一次實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家甚至親自上場擲矛。這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯然不具說服力。

舍寧根煤礦遺址出土的木矛。由專業(yè)標(biāo)槍運(yùn)動(dòng)員投擲的舍寧根矛復(fù)制品展現(xiàn)出了驚人的殺傷力。

邀請運(yùn)動(dòng)員參與有關(guān)人類進(jìn)化的實(shí)驗(yàn)，并非米爾科斯首創(chuàng)。近年來，有科學(xué)家以長跑運(yùn)動(dòng)員為對象研究古代采集者的活動(dòng)模式，還有科學(xué)家以現(xiàn)代皮劃艇運(yùn)動(dòng)員為對象研究早期種植者的生活。因?yàn)樵缙谌祟惖钠骄\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)超今天普通人的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，所以適應(yīng)了高強(qiáng)度訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和早期人類的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)更接近。更重要的是，每個(gè)領(lǐng)域頂尖的運(yùn)動(dòng)員都會(huì)為了更好的成績而不斷挑戰(zhàn)身體極限，而早期人類為了生存同樣不遺余力。換句話說，兩者都豁得出去，因此運(yùn)動(dòng)員更能還原古人類的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

專業(yè)標(biāo)槍選手在試投舍寧根矛復(fù)制品。

頂級運(yùn)動(dòng)員的骨骼還比不上古代農(nóng)民？

2020年，一位科學(xué)家將米爾科斯等人采用的這種研究方法命名為“人類運(yùn)動(dòng)古生物學(xué)”，該方法大大拓寬了科學(xué)家在古人類生活習(xí)性領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)思路。

高強(qiáng)度的重復(fù)活動(dòng)會(huì)改變骨骼的厚度、形狀和密度等特性。如果一個(gè)人經(jīng)常用相同的姿勢（比如長跑和劃船）壓迫同一塊骨骼，那么這塊骨骼的強(qiáng)度就會(huì)在反復(fù)壓迫中變得越來越高，從而更好應(yīng)對壓力。不僅如此。不同類型的運(yùn)動(dòng)造成的骨骼變化特征也不完全相同，每種運(yùn)動(dòng)都有各自獨(dú)特的模式。如果想知道不同的運(yùn)動(dòng)分別會(huì)給骨骼造成哪些改變，最好的方法就是測量專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的骨骼。因?yàn)閷I(yè)運(yùn)動(dòng)員長期進(jìn)行單一類型的運(yùn)動(dòng)，所以他們的骨骼變化特征比普通人更具代表性。

從2010年起至今，一些科學(xué)家開始著手分析長跑、游泳、曲棍球和板球運(yùn)動(dòng)員的骨骼變化特征，并歸納出每種運(yùn)動(dòng)給骨骼造成的獨(dú)特改變。有了這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家在研究古人類的骨骼時(shí)，就能知道古人類平均每天需要跑多遠(yuǎn)的路程，投擲多重的矛，搬運(yùn)多重的獵物。

因?yàn)槎家l繁使用弓箭，所以現(xiàn)代男子射箭運(yùn)動(dòng)員（左）和生活在印度洋赤道地區(qū)的原始部落成員（右）有類似的骨骼變化特征。

狩獵者（左）的骨骼比種植者（右）的骨骼更結(jié)實(shí)。

通過比較，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，今天的游泳運(yùn)動(dòng)員和19世紀(jì)末期生活在安達(dá)曼島上的居民有類似的骨骼變化特征。這個(gè)發(fā)現(xiàn)也符合歷史事實(shí)：安達(dá)曼人會(huì)通過乘坐獨(dú)木舟或游泳采集食物?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，生活在距今12萬～4萬年前的智人（現(xiàn)代人類）和尼安德特人擁有比今天人類更粗壯的脛骨（兩根小腿骨中更粗的一根），其粗壯程度甚至超過今天那些從青少年時(shí)期起每周平均要完成150千米訓(xùn)練量的長跑運(yùn)動(dòng)員的脛骨。由此可見.為了求生，早期人類每天都不得不長距離奔波。

另一項(xiàng)研究讓我們能體會(huì)到古代女性農(nóng)民所不得不承受的繁重勞動(dòng)。2017年，科學(xué)家比對了30個(gè)古代女性農(nóng)民（生活年代距今7000～2000年）和大量現(xiàn)代女性（包括足球、長跑和皮劃艇運(yùn)動(dòng)員，也包括非運(yùn)動(dòng)員）的骨骼。結(jié)果表明，古代女性農(nóng)民的下肢骨骼變化特征和今天的非運(yùn)動(dòng)員女性接近，但上肢骨骼的粗壯程度卻遠(yuǎn)超今天頂級的女性皮劃艇運(yùn)動(dòng)員。這個(gè)結(jié)論表明，古代女性農(nóng)民不會(huì)頻繁地長途跋涉（因此她們的活動(dòng)區(qū)域靠近居住地），但也表明她們上肢長期從事繁重的體力勞動(dòng)。作為對比的女皮劃艇運(yùn)動(dòng)員每周要進(jìn)行21小時(shí)的高強(qiáng)度訓(xùn)練，而古代女性農(nóng)民要完成種植并收獲糧食作物、舂碾谷物和制作陶器等勞動(dòng)，其整體勞動(dòng)強(qiáng)度很可能更高。

逼近極限

通過研究現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)員的骨骼變化特征，科學(xué)家還想知道，古人類是如何克服艱難環(huán)境并生存下來的。有一種關(guān)于人類生存機(jī)制的假說——在遇到資源缺乏的情況時(shí)，人體會(huì)釋放一些激素，從而告知身體將能量用于更重要的功能，例如維持免疫和保全重要器官，同時(shí)抑制生長發(fā)育等非必要生理活動(dòng)。然而，這種機(jī)制究竟怎樣起作用卻一直不明。出于倫理道德考慮，科學(xué)家不能用真人進(jìn)行驗(yàn)證。

不過，在馬拉松、劃船和長距離騎自行車等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員每天要移動(dòng)幾十甚至數(shù)百千米，因此經(jīng)常將自己的身體逼到極限。這為研究極限狀態(tài)下人體的運(yùn)作提供了寶貴的參考數(shù)據(jù)。

在2018年的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家請長跑運(yùn)動(dòng)員在22～36小時(shí)內(nèi)完成總長度165千米的超長距離長跑。為此，66名專業(yè)長跑運(yùn)動(dòng)員被分成若干組，分別在全世界多個(gè)地區(qū)完成了比賽。為了研究人體在極端條件下的反應(yīng)，科學(xué)家故意將比賽場地選在極熱和極冷的地區(qū)。在玻利維亞熱帶雨林舉行的比賽中，當(dāng)天最高氣溫接近38℃;而在芬蘭舉辦的另一場比賽中，運(yùn)動(dòng)員要在零下幾十?dāng)z氏度的刺骨寒風(fēng)中進(jìn)行比賽。

通過分析運(yùn)動(dòng)員的唾液樣本和血液樣本，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，完成比賽后的運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的免疫標(biāo)志物數(shù)量普遍增加，這表明他們的免疫活動(dòng)加強(qiáng)了。不僅如此，運(yùn)動(dòng)員賽后的睪酮水平有所下降。他們說自己賽后在看到美女或帥哥的照片時(shí)沒有賽前那么興奮?？磥恚梭w果然會(huì)在極端環(huán)境下舍棄一些身體活動(dòng)，并且只維持對生存最重要的生理活動(dòng)。