Исследователи из Института науки Вейцмана рассказывают об этом в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. передовой и инновационный метод, который они разработали и использовали для обнаружения невизуальных следов огня, датируемых не менее 800 000 лет, и является одним из самых ранних известных свидетельств использования огня.
Недавно разработанная методика может стать толчком к более научному и основанному на данных типу археологии, но, что, возможно, более важно, она может помочь нам лучше понять истоки человеческой истории, наши самые основные традиции, а также нашу экспериментальную и инновационную природу.
Считается, что контролируемое использование огня древними гоминидами – группой, в которую входят люди и некоторые из наших вымерших родственников – началось по меньшей мере миллион лет назад, примерно в то время, когда археологи считают, что Homo habilis начал свой переход к Homo erectus .
Это не совпадение, поскольку рабочая теория состоит в том, что использование огня было необходимо в нашей эволюции не только для того, чтобы позволить гоминидам сохранять тепло, изготавливать современные инструменты и защищаться от хищников, но и для приобретения способности готовить. Приготовление мяса не только убивает болезнетворные микроорганизмы, но и повышает эффективность переваривания белка и его пищевую ценность, открывая путь для роста мозга.
Единственной проблемой этой гипотезы является отсутствие данных:поскольку поиск археологических свидетельств пиротехники основан преимущественно на визуальном выявлении изменений, возникающих в результате горения предметов (в основном, изменения цвета), традиционные методы удалось найти широко распространенные свидетельства использования огня не старше 200 000 лет. Хотя существуют некоторые свидетельства пожара, датируемого 500 000 лет назад, они остаются скудными:только пять археологических памятников во всем мире предоставляют надежные доказательства древнего огня.
Возможно, мы нашли шестой сайт говорит д-р Филипе Наталио из факультета наук о растениях и окружающей среде Вейцмана, чье предыдущее сотрудничество с доктором Идо Азури из отдела ядерных объектов жизни Вейцмана и его коллегами заложило основу для этого проекта. Вместе они стали пионерами применения искусственного интеллекта и спектроскопии в археологии, чтобы найти доказательства контролируемого сжигания каменных орудий, датируемых 200 000–420 000 лет назад в Израиле.
Теперь они вернулись, к ним присоединились докторант Зейн Степка, доктор Лиора Кольска Хорвиц из Еврейского университета в Иерусалиме и профессор Майкл Чазан из Университета Торонто, Канада. Когда мы начали этот проект , — говорит Наталио, — археологи, анализировавшие находки из карьера Эврон, сказали нам, что мы ничего не найдем. Нам следовало бы поспорить .
Карьер Эврон, расположенный в западной Галилее, представляет собой археологический объект под открытым небом, впервые обнаруженный в середине 1970-х годов. В ходе серии раскопок, проведенных в то время под руководством профессора Авраама Ронена, археологи выкопали на глубину 14 метров и обнаружили большое количество окаменелостей животных и палеолитических орудий, датируемых периодом от 800 000 до 1 миллиона лет назад, что сделало это место одним из старейших мест. в Израиле. Ни одна из находок на месте или в почве, в которой они были найдены, не имела никаких визуальных свидетельств воздействия тепла:зола и древесный уголь со временем разлагаются, что исключает возможность обнаружения визуальных свидетельств горения. Так что, если ученые Вейцмана хотели найти доказательства с помощью огня, им пришлось искать дальше.
Экспедиция началась с разработки более совершенной модели ИИ, чем та, которую они использовали ранее. Мы протестировали различные методы, в том числе традиционные методы анализа данных, модели машинного обучения и более продвинутые модели глубокого обучения. — говорит Азури, руководивший разработкой моделей. Преобладающие модели глубокого обучения имели особую архитектуру, которая превосходила другие и успешно давала нам уверенность, необходимую для продолжения использования этого инструмента в археологическом контексте, где не было визуальных признаков использования огня . Преимущество ИИ в том, что он может находить скрытые закономерности во многих масштабах. Определяя химический состав материалов до молекулярного уровня, результаты модели позволяют оценить температуру, до которой нагревались каменные орудия, что в конечном итоге дает представление о поведении человека в прошлом.
Имея в руках точный метод искусственного интеллекта, команда смогла начать поиск молекулярных признаков каменных орудий, которыми пользовались жители карьера Эврон почти миллион лет назад. Для этого команда оценила тепловое воздействие 26 кремневых орудий, найденных на этом месте почти полвека назад. Результаты показали, что инструменты были нагреты до широкого диапазона температур, некоторые из которых превышали 600°C. Кроме того, используя другой спектроскопический метод, они проанализировали 87 останков фауны и обнаружили, что бивень вымершего слона также претерпел структурные изменения из-за нагрева. Хотя они и осторожны в своих утверждениях, наличие скрытого тепла позволяет предположить, что наши древние предки, как и сами учёные, были экспериментаторами.
По мнению исследовательской группы, взглянув на археологию под другим углом, используя новые инструменты, мы смогли найти гораздо больше, чем предполагали изначально. Разработанные ими методы можно было бы применить, например, к другим памятникам нижнего палеолита для выявления невизуальных свидетельств использования огня. Более того, этот метод, возможно, мог бы предложить обновленный пространственно-временной взгляд на происхождение и контролируемое использование огня, помогая нам лучше понять, как поведение гомининов, связанное с пиротехникой, развивалось и приводило к другому поведению. Особенно в случае примитивного огня , говорит Степка, если мы применим этот метод на археологических памятниках возрастом один-два миллиона лет, мы сможем узнать что-то новое .
Судя по всему, экспедиция имела оглушительный успех. Это была не просто демонстрация исследований и вознаграждение за полученные знания , — говорит Наталио, но потенциал, который существует в сочетании различных дисциплин :Идо имеет опыт работы в области квантовой химии, Зейн — научный археолог, а Лиора и Майкл — доисторики. Работая вместе, мы учились друг у друга. Для меня это демонстрация того, как должны работать научные исследования между гуманитарными и естественными науками .
