古老的爐渣可以洞悉技術(shù)進(jìn)步的步伐不平衡

有時(shí)，有關(guān)最古老技術(shù)的線索隱藏在最平凡的事物中。在這種情況下，特拉維夫大學(xué)的考古學(xué)家埃雷茲·本·約瑟夫(Erez Ben-Yosef)和他的同事們?cè)诔啥训臓t渣中翻遍，冶煉廠將銅從礦石中分離出來(lái)后，玻璃渣被丟棄了。他們的目標(biāo)?在古老的以東王國(guó)中尋找有關(guān)工業(yè)和創(chuàng)新的線索。

較少的銅和爐渣混合表明冶煉效率更高，因此，通過(guò)跟蹤爐渣的變化，本·約瑟夫及其同事可以跟蹤為古代世界提供動(dòng)力的技術(shù)的進(jìn)展。

考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在五個(gè)世紀(jì)的過(guò)程中，大部分都是小規(guī)模的，漸進(jìn)的改進(jìn)，而隨著公元前925年埃及入侵該地區(qū)后，效率突然急劇提高而突顯了這一點(diǎn)。這表明新物種進(jìn)化的模型也可能適用于人類(lèi)技術(shù)，而且我們可能需要一些不穩(wěn)定因素才能打破平衡并引發(fā)創(chuàng)新爆發(fā)。它還揭示了一個(gè)社會(huì)特別是如何受益于青銅時(shí)代的崩潰，后來(lái)又利用外國(guó)入侵的破壞來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的飛躍。

古代工業(yè)

Wadi Arabah跨越了以色列的蒂姆納地區(qū)和約旦的費(fèi)南地區(qū)的現(xiàn)代邊界。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，那里的人們?cè)跔t子中冶煉銅，這些爐子使用風(fēng)箱波紋管為燃料提供額外的空氣，從而促進(jìn)燃燒并產(chǎn)生更多的熱量。波紋管爐技術(shù)可能起源于埃及的西奈半島或沙特阿拉伯西部的某個(gè)地方，當(dāng)埃及稱(chēng)蒂姆納為一個(gè)省時(shí)，它就進(jìn)入了黎凡特。但是從公元前1300年到公元前925年，瓦迪·阿拉比(Wadi Arabah)的人民經(jīng)營(yíng)著熔爐，并在此過(guò)程中對(duì)工藝進(jìn)行了自己的小改進(jìn)。

在新王國(guó)的法老王統(tǒng)治下，大型的銅冶煉中心點(diǎn)綴著蒂姆納(Timna)的風(fēng)景，并由小型采礦營(yíng)地網(wǎng)絡(luò)支撐。如今，超過(guò)11萬(wàn)噸的爐渣在古丘上堆積。本·約瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事研究了來(lái)自那些舊冶煉中心的154個(gè)爐渣樣品，并根據(jù)混合的木炭通過(guò)放射性碳測(cè)年確定了時(shí)間表。

他們使用X射線熒光和質(zhì)譜法測(cè)量了每個(gè)樣品中所含的銅量。在整個(gè)地區(qū)，礦渣中殘留的銅量因地而異，這表明盡管基本技術(shù)是相同的，但人們所使用的技術(shù)并不是非常標(biāo)準(zhǔn)化的-一些冶煉中心似乎更多比別人有效率。

青銅時(shí)代崩潰

公元前1140年左右，由于國(guó)內(nèi)政治和經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩，埃及人撤出了Wadi Arabah和附近的迦南省。埃及陷入了青銅時(shí)代晚期的崩潰，當(dāng)時(shí)東地中海周?chē)奈拿髅媾R政治和經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩，在許多情況下崩潰或衰落。但是，在瓦迪·阿拉巴赫(Wadi Arabah)的爐渣堆中，本·約瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事們注意到了一個(gè)微妙的線索，這表明他們周?chē)幕靵y并沒(méi)有阻止當(dāng)?shù)厝说呐d旺發(fā)展。

冶煉中心的工作以前還沒(méi)有非常標(biāo)準(zhǔn)化，但是在公元前1140年左右，來(lái)自Timna和105公里(65英里)以外的Faynan站點(diǎn)的爐渣堆中的銅含量突然變得更加一致。這表明，在埃及人離開(kāi)之后，該地區(qū)的半游牧部落(一直在經(jīng)營(yíng)銅業(yè))一直聯(lián)合在一起，并建立了對(duì)該行業(yè)的更集中控制權(quán)。

“帝國(guó)的瓦解留下了真空，這一真空被以東人，古代以色列人等地方社會(huì)利用;在沒(méi)有帝國(guó)的oke鎖的情況下，他們崛起并創(chuàng)建了王國(guó)。”本·約瑟夫告訴Ars。“以東社會(huì)從崩潰中受益;產(chǎn)量增加，當(dāng)?shù)夭柯渎?lián)合起來(lái)共同經(jīng)營(yíng)整個(gè)阿拉巴谷地雷。他們變得集中而強(qiáng)大，很快。”

但是，即使到那時(shí)，Edomite銅冶煉的基本技術(shù)也沒(méi)有太大變化：這些技術(shù)變得更加標(biāo)準(zhǔn)化，但是該過(guò)程的整體效率并未顯著提高，而且人們?nèi)栽谑褂门c以前相同的技術(shù)。數(shù)百年。直到200年后的一次飛躍，這種情況才會(huì)改變。

標(biāo)點(diǎn)平衡

約在公元前925年左右，以東精礦的冶煉效率突然急劇提高，這表明人類(lèi)的創(chuàng)新是一帆風(fēng)順地進(jìn)行的，并且兩者之間保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。這個(gè)被稱(chēng)為“標(biāo)點(diǎn)平衡”的想法最初是由古生物學(xué)家提出的，用于解釋新物種的出現(xiàn)和多樣化的模式，這種模式有時(shí)似乎發(fā)生在穩(wěn)定時(shí)期之后突然爆發(fā)的活動(dòng)中。

考古學(xué)家首先注意到舊石器時(shí)代的工具組合中存在類(lèi)似的模式，在這種工具中，工具的類(lèi)型和制造方式似乎在數(shù)千年內(nèi)基本保持不變，直到突然出現(xiàn)了新的綁扎技術(shù)或新的工具類(lèi)型。

但是回顧一下更新世，很難確定可能刺激了這些發(fā)明爆發(fā)的特定社會(huì)或文化因素。通過(guò)研究近代時(shí)期的技術(shù)變化，例如青銅時(shí)代的結(jié)束，考古學(xué)家有機(jī)會(huì)將創(chuàng)新的爆發(fā)與社會(huì)，政治或經(jīng)濟(jì)事件聯(lián)系起來(lái)。Ben-Yosef和他的同事寫(xiě)道：“技術(shù)可以替代原本無(wú)法區(qū)分的社會(huì)過(guò)程。”

噴嘴更大，產(chǎn)量更高

當(dāng)然，古老的Edomite冶煉廠可能一直在尋找從礦石中提取更多銅的方法。但是，銅的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，從開(kāi)采礦石到出售成品銅的過(guò)程中幾乎每個(gè)元素都依賴(lài)于其他技術(shù)或材料。例如，礦石的特定混合物決定了特定的熔煉方法。這種相互依存可以阻礙創(chuàng)新。

為了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，必須要有某種東西來(lái)改變那些系統(tǒng)，而事實(shí)證明這是埃及人的入侵。根據(jù)希伯來(lái)語(yǔ)和埃及文字和銘文，法老王Shoshenq我在925年將他的部隊(duì)向東趕入以東和以色列，以應(yīng)對(duì)邊界沿線的一系列事件。“黎凡特的一些遺址很可能被他摧毀了;根據(jù)圣經(jīng)，耶路撒冷被掠奪了。”本·約瑟夫告訴Ars。“由于阿拉伯銅對(duì)埃及的重要性，在阿拉比亞的結(jié)果有所不同。”

在入侵發(fā)生的那段時(shí)間，本·約瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事們發(fā)現(xiàn)，冶煉變得更加有效，爐渣中的銅殘留量也減少了。爐渣本身甚至看起來(lái)與埃及入侵前的熔爐不同。冶煉中心的考古發(fā)掘顯示出效率提高和爐渣變化的根源：大型高爐，配備了大得多的噴嘴，可將空氣輸送到爐中。

根據(jù)本·約瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事的說(shuō)法，埃及入侵者行進(jìn)以東(Edom)時(shí)就帶了更新，效率更高的熔爐知識(shí)。經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)世紀(jì)的銅生產(chǎn)并嘗試使用現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)工藝的Edomite冶煉廠都樂(lè)于利用新工具包。(因此俗話說(shuō)：生活給你檸檬時(shí)，冶煉更多的銅。)

隨著創(chuàng)新的爆發(fā)，以東王國(guó)繼續(xù)使用更大噴嘴的爐子生產(chǎn)銅，這已經(jīng)持續(xù)了一個(gè)世紀(jì)。換句話說(shuō)，平衡已經(jīng)恢復(fù)。Ben-Yosef和他的同事說(shuō)，盡管以東王國(guó)及其銅業(yè)很好地說(shuō)明了該模型，但考古學(xué)家需要研究其他時(shí)間和地點(diǎn)的長(zhǎng)期技術(shù)變化的詳細(xì)記錄。