寻找烟火技术的考古证据主要依赖于对物体燃烧产生的变化的视觉识别

研究人员采用先进的人工智能(AI)技术来证实他们的假设。研究小组认为，这种方法可能会导致一种更科学、数据驱动的考古学类型，让人们更好地了解人类故事的起源、我们最基本的传统以及我们的实验和创新本性。

加州大学人类学系教授迈克尔查赞说：“这种火的证据来自人类发展的早期阶段，表明到一百万年前，人类与火的接触可能比我们想象的更普遍。”T的艺术与科学学院和该研究的合著者。“更重要的是，这种方法使我们能够探测到以前看不到的火迹。”

研究人员在分析从1970年代中期首次发现的西加利利埃夫隆采石场考古遗址中发现的文物时证实了这一发现。在当时进行的一系列挖掘工作中，考古学家挖掘了14米，发现了大量可追溯到80万至100万年前的动物化石和旧石器时代工具，使其成为以色列最古老的遗址之一。

由于灰烬和木炭随着时间的推移而降解，从Evron采石场回收的任何文物都没有显示出任何明显的热量迹象。学分：埃夫隆采石场挖掘档案

起初，发现它们的地点或土壤中没有任何发现有任何热的视觉证据，因为灰烬和木炭会随着时间的推移而降解-消除了找到生火视觉证据的机会。因此，在魏茨曼科学研究所的研究人员和研究合著者FilipeNatalio和IdoAzuri之前在考古学中应用AI和光谱学方面取得的成功的基础上，该团队开发了先进的计算模型，以揭示材料的组成，直至其化学和分子结构，并更好地了解它们是否经历了结构变化，例如火灾产生的变化。

“人工智能的优势在于它可以在多种尺度上找到隐藏的模式，”领导模型开发的Azuri说。“通过将材料的化学成分精确到分子水平，模型的输出可以估计石器被加热到的温度，最终让我们了解过去的人类行为。”

凭借准确的人工智能方法，主要作者和魏茨曼科学研究所博士。学生ZaneStepka和团队搜索了分子信号，评估了现场发现的26个燧石工具的热暴露情况。结果显示，它们被加热到超过600摄氏度的广泛温度范围。此外，他们使用不同的光谱技术分析了87具动物遗骸，发现一头已灭绝大象的象牙也表现出因加热而导致的结构变化。

“我们测试了多种方法，其中包括传统的数据分析方法、机器学习建模和更先进的深度学习模型，”负责模型开发的Azuri说。“流行的深度学习模型具有优于其他模型的特定架构，并成功地给了我们信心，我们需要在考古环境中进一步使用该工具，而没有使用火灾的视觉迹象。”

据推测，古代人类(包括人类和我们一些已灭绝的家庭成员)对火的控制使用至少可以追溯到一百万年前，大约在同一时间，考古学家认为能人开始向直立人过渡。

人类学家的工作理论——被称为“烹饪假说”——认为火在人类进化中发挥了重要作用，不仅可以产生温暖、制造先进的工具和抵御捕食者，还可以获得烹饪的能力。食用熟肉不仅可以消除病原体，还可以提高蛋白质的有效消化和营养价值，为大脑的生长铺平道路。

该假设的唯一问题是缺乏数据。由于寻找烟火技术的考古证据主要依赖于对物体燃烧产生的变化的视觉识别——其中最重要的是颜色变化——传统方法已经设法找到不超过20万年使用火的广泛证据。虽然在50万年前有一些火灾的证据，但它仍然很少，全世界只有五个考古遗址提供了古代火灾的可靠证据。

“我们可能刚刚找到了第六个站点，”Natalio说，他之前与Azuri及其同事的合作为这个项目奠定了基础。此前，他们率先将人工智能和光谱学应用于考古学，以发现可追溯到20万至42万年前以色列其他地方的石器受控燃烧的迹象。

多伦多大学考古中心的前任和创始主任查赞指出，过去对埃夫隆采石场石器收集的研究没有提供明显的可见燃烧痕迹。“由于该遗址大约有一百万年的历史，我认为早期人类对火的使用是有限的，所以没有理由期待它在这个地方，它是一条小河沿岸的一个地方，动物，包括大象，被屠杀了，”他说。“这是一个惊喜。”

研究人员认为，这种创新的考古方法——使他们能够在比传统方法允许的更低的温度下检测加热——有望应用于世界各地的遗址。他们建议它开辟了处理复杂而详细的数据集的新方法，甚至可能重新访问已经被认为在提供人类历史线索方面已经筋疲力尽的网站。

“现在出现了一些新问题。在非洲以外的第一批地点是否使用过火，迄今为止没有产生燃烧的证据?最关键的是，我们仍然对这些早期人类如何使用火有疑问，”他补充说。“他们是在煮肉吗?人类什么时候开始生火，而不是仅仅利用自然发生的火，比如可能由雷击引起的火?”