以色列研究人员发现，近 100 万年前人类，使用火源的证据。

古老的火焰

上图：在以色列北部的埃夫隆采石场发现了 80 万年前的燧石工具。图-赞恩·斯特普卡

使用先进的人工智能技术，魏茨曼研究所的团队揭示了一些最古老的控制火力的使用，称研究打开了解早期人类生活场景的窗口，这些证据可以追溯到至少 80 万年前。

在周一发表在 PNAS 科学杂志上的一篇文章中，魏茨曼科学研究所的研究人员详细介绍了他们开发并用于检测不可见火迹的先进创新方法。

考古学家认为，古代人类对火的控制使用是在大约一百万年前发展起来的。

一个颇为流行的理论，称为“烹饪假说”，指出火的使用对于智人的进化至关重要，火焰不仅可以创造更复杂的工具，还可以使食物更安全地食用，并增加其营养——为大脑的发育和成长提供更多的营养，并助于消化。虽然该理论在学术界被广泛接受，但研究人员发现在人类进化发展的早期阶段很难找到用火的证据，因此没有现实的数据来完全支持它。

传统的考古方法只能追溯到大约 200,000 年前，因为研究人员主要依靠通过加热对材料进行修改，例如颜色变化。

从左到右：菲利普·纳塔利奥Filipe Natalio 博士、以多阿祖里Ido Azuri 博士和赞恩·斯特普卡Zane Stepka

迄今为止，仅在全球五个地点发现了可追，溯到 50 万年前的用火证据，而且数据稀少。

“我们可能刚刚找到了第六个地点，”魏茨曼植物与环境科学系的菲利普·纳塔利奥博士说。

纳塔利奥之前曾与魏茨曼生命核心设施部门的 以多阿祖里博士合作，使用人工智能和光谱学在以色列的几个考古遗址发现了可追溯到 20 万至 42 万年前的受控燃烧火的证据。与博士生赞恩·斯特普、耶路撒冷希伯来大学的莉奥拉·科尔斯卡·霍维茨Liora Kolska Horwitz博士和加拿大多伦多大学的迈克尔·查赞Michael Chazan教授一起，该团队开始了对以色列北部 埃夫隆采石场的探索——一个1970 年代中期首次发现的西加利利露天考古遗址。

“当我们开始这个项目时，”纳塔利奥说，“一直在分析埃夫隆采石场发现的考古学家告诉我们，我们什么也不会找到。我们应该打个赌。”

埃夫隆先前的考古工作由阿拉罕·罗南Avraham Ronen教授领导，发现了14米（45英尺）的旧石器时代动物化石和工具，可追溯到 80 万至 100万年前，这使其成为以色列在世界上最古老的遗址之一。

然而，研究人员并未在火灾现场发现任何证据。随着灰烬和木炭随着时间的推移而降解，在现场找到此类证据几乎是不可能的。

在以色列北部的埃夫隆采石场发现了 80 万年前的燧石工具。（赞恩·斯特普卡）

不过在到达，埃夫隆之前，团队首先更新和推进了他们之前使用的 AI 模型。

“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，”负责模型开发的阿祖里说。

他说：“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，来发现火的视觉迹象。”

使用人工智能的主要好处是它可以分析材料的化学成分，并据此估计它们被加热的模式。有了准确的人工智能方法，该团队可以开始从近一百万年前埃夫隆采石场居民使用的石器工具中寻找分子信号。

对先前在现场发现的 26 件燧石工具进行的热暴露分析显示，其中一些工具的温度超过 600 C，一头已灭绝大象的獠牙也显示出加热迹象。

研究人员表示，除了作为该地点古代使用火灾的最明确证据外，热信号的存在也可能是古代原始人用不同材料进行实验的证据。

该团队认为，该技术不仅可以用于识别火的用途，还可以作为了解早期人类控制火源的窗口。

“特别是在早期火时代，”斯特普卡说，“如果我们在有 1 到 200 万年历史的考古遗址上使用这种方法，我们可能会学到一些新东西。”

1976-77 年间的埃夫隆采石场的考古发掘照片（埃夫隆采石场/挖掘档案）

纳塔利奥说：“这不仅说明了探索的重要性和知识的回报性，而且还体现了结合不同学科的潜力：以多有量子化学背景，赞恩是一名科学考古学家，以及莉奥拉和迈克尔是史前考古学家。通过合作，我们互相学习。对我来说，它展示了跨学科的科学研究应该如何运作。”