古老的爐渣可以洞悉技術(shù)進步的步伐不平衡

有時，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，特拉維夫大學的考古學家埃雷茲·本·約瑟夫(Erez Ben-Yosef)和他的同事們在成堆的爐渣中翻遍，冶煉廠將銅從礦石中分離出來后，玻璃渣被丟棄了。他們的目標?在古老的以東王國中尋找有關(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力的技術(shù)的進展。

考古學家發(fā)現(xiàn)，在五個世紀的過程中，大部分都是小規(guī)模的，漸進的改進，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。這表明新物種進化的模型也可能適用于人類技術(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)。它還揭示了一個社會特別是如何受益于青銅時代的崩潰，后來又利用外國入侵的破壞來實現(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)和約旦的費南地區(qū)的現(xiàn)代邊界。幾個世紀以來，那里的人們在爐子中冶煉銅，這些爐子使用風箱波紋管為燃料提供額外的空氣，從而促進燃燒并產(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地方，當埃及稱蒂姆納為一個省時，它就進入了黎凡特。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)營著熔爐，并在此過程中對工藝進行了自己的小改進。

在新王國的法老王統(tǒng)治下，大型的銅冶煉中心點綴著蒂姆納(Timna)的風景，并由小型采礦營地網(wǎng)絡支撐。如今，超過11萬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自那些舊冶煉中心的154個爐渣樣品，并根據(jù)混合的木炭通過放射性碳測年確定了時間表。

他們使用X射線熒光和質(zhì)譜法測量了每個樣品中所含的銅量。在整個地區(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)并不是非常標準化的-一些冶煉中心似乎更多比別人有效率。

青銅時代崩潰

公元前1140年左右，由于國內(nèi)政治和經(jīng)濟動蕩，埃及人撤出了Wadi Arabah和附近的迦南省。埃及陷入了青銅時代晚期的崩潰，當時東地中海周圍的文明面臨政治和經(jīng)濟動蕩，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微妙的線索，這表明他們周圍的混亂并沒有阻止當?shù)厝说呐d旺發(fā)展。

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

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

但是，即使到那時，Edomite銅冶煉的基本技術(shù)也沒有太大變化：這些技術(shù)變得更加標準化，但是該過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，這種情況才會改變。

標點平衡

約在公元前925年左右，以東精礦的冶煉效率突然急劇提高，這表明人類的創(chuàng)新是一帆風順地進行的，并且兩者之間保持長期穩(wěn)定。這個被稱為“標點平衡”的想法最初是由古生物學家提出的，用于解釋新物種的出現(xiàn)和多樣化的模式，這種模式有時似乎發(fā)生在穩(wěn)定時期之后突然爆發(fā)的活動中。

考古學家首先注意到舊石器時代的工具組合中存在類似的模式，在這種工具中，工具的類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)的特定社會或文化因素。通過研究近代時期的技術(shù)變化，例如青銅時代的結(jié)束，考古學家有機會將創(chuàng)新的爆發(fā)與社會，政治或經(jīng)濟事件聯(lián)系起來。Ben-Yosef和他的同事寫道：“技術(shù)可以替代原本無法區(qū)分的社會過程。”

噴嘴更大，產(chǎn)量更高

當然，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)是一個復雜的過程，從開采礦石到出售成品銅的過程中幾乎每個元素都依賴于其他技術(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。

為了實現(xiàn)創(chuàng)新，必須要有某種東西來改變那些系統(tǒng)，而事實證明這是埃及人的入侵。根據(jù)希伯來語和埃及文字和銘文，法老王Shoshenq我在925年將他的部隊向東趕入以東和以色列，以應對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)和他的同事的說法，埃及入侵者行進以東(Edom)時就帶了更新，效率更高的熔爐知識。經(jīng)過數(shù)個世紀的銅生產(chǎn)并嘗試使用現(xiàn)有技術(shù)改進工藝的Edomite冶煉廠都樂于利用新工具包。(因此俗話說：生活給你檸檬時，冶煉更多的銅。)

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