從“許昌人”說起（一）

編者按:本文因篇幅較長，將分兩期登完。

2007年12月17日，一批包括頂骨、枕骨和顳骨共16塊的一群古人類化石，在河南許昌市附近的靈井鎮(zhèn)出土了。按慣例，這位古人類被命名為“許昌人”(圖1)。

從20世紀初期內(nèi)蒙古自治區(qū)“河套人”(1922年)和周口店的“北京猿人”(1929年)起算，在中國這片黃土地上，古人類化石出土的消息，不下數(shù)十起之多，在2007年再多加一名“許昌人”，本不應太過驚奇。

但這位“許昌人”卻非同一般，因為他的骨骼結(jié)構(gòu)和你和我現(xiàn)代智人種(Homo Sapiens Sapien)幾乎相同。更重要的是，他在8萬-10萬年前，就已在這片黃土地上生活。而8萬-10萬年前，從化石和基因突變證據(jù)推論，正是所謂非洲智人往世界各地“移民”出走的年代(圖2)。

現(xiàn)代智人起源有兩個主要學說。“多區(qū)域起源說”以出土的化石為證據(jù)，認為現(xiàn)代智人由各區(qū)域的直立猿人直接演化而來;“非洲智人快速取代說”以現(xiàn)代人的基因為依據(jù)，認為在歐、亞、澳等各洲的直立猿人可能在沒演化成智人前就滅絕了;即使在這些地方的直立猿人演化成本土智人，但最終還是被約在10萬年前來自非洲的現(xiàn)代智人快速取代。

也就因為這次非洲智人“闖”世界的擴散壯舉，西方領先理論就認為現(xiàn)代智人起源于非洲大陸。這個理論也被用到中國人身上。不言而喻，中國人的老祖宗也來自非洲。

在中國出土的古人類化石種類繁多，直立猿人(Homo Erectus)和智人都有，年代跨度超過200多萬年，幾乎覆蓋了整個人類起源的歷史。雖然200多萬年夠久了，但其間有個嚴重的時間缺口，那就是中國沒有8萬-10萬年前的智人化石。而依照非洲智人起源理論的說法，黃土地上的直立猿人在還沒演化成近代智人前，或滅絕，或在朝向智人演化中途被東移的非洲智人完全取代，繁衍生息，成了龍的傳人。

人類演化應是一個連續(xù)的過程，只有擁有從古老到現(xiàn)代延綿不斷，變化脈絡清晰的骨骼結(jié)構(gòu)化石，中國人才能理直氣壯地說，我們中國人是在自已土地上由直立猿人演化而來，而不是由非洲進口的。

現(xiàn)在，這位生存在這個關鍵年代的“許昌人”，終于在中國古老的大地上被發(fā)現(xiàn)了。

“許昌人”的性別目前尚無定論。下文提及到別的古人類化石，如無性別鑒定，本文皆以“她”稱之。

“許昌人”出現(xiàn)后，的確大幅度增強了“龍的傳人”化石的證據(jù)力度。

化石

“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”。巴東三峽巫峽長，自古懸崖急流，猿嗚催淚。詩人李白在1，300多年前聽到的猿聲肯定是猴叫，和猿人無關。但人杰地靈的巫山終究還是卯足了勁兒，在1985年獻出一組猿人化石-重慶“巫山人”。“巫山人”生活在200余萬年前，是從中國大地出土最古老的國寶級直立猿人化石。

“巫山人”出土前，亞洲東岸最古老的直立猿人是云南“元謀人”(1965年發(fā)現(xiàn))，生存在 170萬年前。1963-1965年間，又發(fā)現(xiàn)陜西“藍田人”，生存于115萬年前。而1929年在周口店發(fā)現(xiàn)的“北京猿人”(圖3)最負盛名，50萬年前的品種，不幸在1941年被美國人搞丟了。

目前在中國出土最古老的智人“金牛山人”(圖4)，1984年發(fā)現(xiàn)于遼寧營口金牛山，約生活在28萬年前。專家估計，這位“金牛山人”的骨骼屬于一個20-22歲體格矯健的女性。“金牛山人”正處于直立猿人向早期智人過渡階段，與“北京猿人”諸有相似，但更接近現(xiàn)代智人。“許昌人”填補了生活在中國大地的智人，在8萬-10萬年前的空缺。更接近現(xiàn)代智人的還有生存于約5萬年前的內(nèi)蒙古自治區(qū)“河套人”(1922年發(fā)現(xiàn))。1958年在廣西壯族自治區(qū)發(fā)現(xiàn)了生存于3萬-5萬年前的“柳江人”。最近代的智人化石在1933年發(fā)現(xiàn)，地點為周口店“北京猿人”洞上的山頂洞內(nèi)，因而得名“山頂洞人”，其生存于1萬-4萬年前。

在中國出土的古人類化石真不少，尤其是“許昌人”的出現(xiàn)，填補了8萬-10萬年前關鍵的時間缺口，從200多萬年前的直立猿人，經(jīng)早期智人到幾萬年前的現(xiàn)代智人，外加同時出土的大量石器和灰堆火痕，洋洋灑灑，敘述著人類在這片土地上連續(xù)演化的故事。

但現(xiàn)時的西方理論，根據(jù)活人體內(nèi)的基因突變資料，認為亞洲的直立猿人可能沒演化到智人就先滅絕，要不就是她開始朝智人方向演化，但還是被來自非洲的移民大量混了血，甚或掉了包，最終仍逃不過被取代的命運。

非洲“巧人”

“巫山人”雖然生活在200余萬年前，但和在非洲發(fā)現(xiàn)的“巧人”(Homo Habilis)來比，還是晚了50多萬年。“巧人”兩臂過膝，面頰前突，兩腿直立行走，已會制造和使用石器。

250萬年前的“巧人” 已然很先進。目前領先理論認為，直立猿人不是從“巧人”演化而來。正確的說法應是:直立猿人和“巧人”可能分享同一個先祖，她們是表親。

“巧人”除了比“巫山人”更古老外，她還有一個和直立猿人相當不同的特性。1962-1964年間，“巧人”在東非坦桑尼亞(Tanzania)出土后，雖然身影在其它數(shù)處被發(fā)現(xiàn)，但她的生活足跡一直只局限于非洲大陸。換言之，就是她沒有走出過非洲，到歐亞或其它大陸去漫游。后來的直立猿人則遍布于非、歐、亞等洲和印度尼西亞群島。所以，“巧人”應是非洲特產(chǎn)，只此一家，別無分店。

正因“巧人”和她的列祖列宗們只出沒于非洲大陸，專家們便達成共識:人類起源于非洲大陸!

即使只看化石證據(jù)，非洲大陸是人類起源的搖籃，目前已成定論。證據(jù)堆積得像山一般高，如有哪位反對，最好先用涼水洗把臉，找回清醒意識。

中國古人類學家爭論的是現(xiàn)代智人的起源問題。人類在非洲起源，并不代表智人也僅在非洲起源。直立猿人遍布于非、歐、亞大陸和印度尼西亞群島，在歐洲，并發(fā)展出現(xiàn)代智人“尼安德特爾人”(Homo Sapiens Neanderthalensis)，在印度尼西亞也發(fā)展出生存在2萬7千年前的“昂棟人”(Ngandong)。雖然“尼安德特爾人”最終在3萬年前滅絕，但足以證明非洲以外的直立猿人可以往前演化。為何只有非洲的直立猿人能演化成現(xiàn)代智人，而其它大陸的直立猿人則非得滅絕，或只能從非洲借種過繼延嗣?

現(xiàn)代智人起源于非洲的理論，是建筑在堅實的基因突變數(shù)據(jù)基礎上的。如果非按照這個理論規(guī)則玩這場游戲，則這些數(shù)據(jù)的確清晰顯示，現(xiàn)代中國人的原始基因來自非洲，發(fā)生年代可近至3.5萬-8.9萬年前，遠至15萬-20萬年前，甚或更遠。 “許昌人”的價值就在于她生存于10萬年前這段關鍵時刻，為生活在太平洋濱的亞洲現(xiàn)代智人，提供了和基因證據(jù)爭辯的化石證據(jù)。

上文提到在1958年發(fā)現(xiàn)的“柳江人” (圖5)，最初測定生存于3萬-5萬年前。最近以更先進的鈾系測年法，對“柳江人”頭骨化石出土地層的年代重新測定，結(jié)果表明他可能生活在距今7萬-13萬年之間，甚或更早，而不是原先說的3萬-5萬年前。

以修正過的“柳江人”生存年代為依據(jù)，他應是現(xiàn)代智人階段的人類遺骸，是迄今所知東南亞地區(qū)現(xiàn)代智人最早期的代表。化石為一個中年男子骨骼的一部份，腦殼容積約 1400多毫升，其頭骨顏面扁平程度表明“柳江人”具有蒙古人種(黃種人)主要的特征。

“柳江人”生存年代的上調(diào)，彌補了華夏大地古人類化石在10萬-20萬年間的缺口，大幅度提升了這組化石的價值。

“許昌人”生存時間又是怎么測量出來的呢?她生活在8萬-10萬年前數(shù)據(jù)的可靠性又有多高呢?

測年法

決定化石和相關地層的年齡，一般以放射性同位素的半衰期(half life)為尺度來測量。放射性同位素與穩(wěn)定同位素不同。穩(wěn)定同位素形成后，組成原子的中子和質(zhì)子數(shù)目不再變化，在周期表上位置不再變動。放射性同位素則不然，中子可衰變成質(zhì)子和電子，使它變成周期表上別種元素。例如碳有穩(wěn)定同位素碳12(6個質(zhì)子、6個中子)和碳13(6個質(zhì)子、7個中子)。碳14(6個質(zhì)子、8個中子)則為放射性同位素，可衰變成穩(wěn)定同位素氮14(7個質(zhì)子、7個中子)。

在一大堆放射性碳14原子核中，一半原子核衰變成同位素氮14所需要的時間，稱為半衰期。放射性碳14的半衰期為5，750年。舉個例子，活的樹木放射性碳14的含量比例不變，與大氣中的含量相同。樹死后，不再吸收放射性碳14，來源枯絕。在半衰期5，750年內(nèi)，一半的碳14原子(母親)會變成穩(wěn)定的氮14原子(女兒)。

在一塊木材化石中，如果我們量到碳14這母親原子數(shù)與氮14這女兒原子數(shù)目一樣，就能肯定地說，這塊木材已經(jīng)死了5，750年。如果女兒原子數(shù)是母親原子數(shù)的3倍，木材年齡則為兩個半衰期，5，750×2，為11，500年。如女兒原子數(shù)是母親原子數(shù)的7倍，則為三個半衰期，5，750×3，為17，250年，等等。舉一個實例:吐倫(Turin)布巾被認為是耶穌死后纏身的“神器”，天主教會嚴密搜藏數(shù)百年，1980年代經(jīng)碳14檢定，布巾年齡僅700歲，是膺品。

使用碳14測年有局限性。首先，如果所測地層或化石的年齡超出半衰期數(shù)倍以上，準確度就開始遞減。另外，工業(yè)革命后，大氣中碳污染嚴重，造成近代大氣中碳14比例和以前不同，增加半衰期計算誤差等等。所以使用碳14測年要特別小心。

上文提到“柳江人”地層使用了軸系測年法。這個技術(shù)使用鈾238衰變到鈾234的速率，來決定地層和化石年齡，概念和碳14定年相同，但數(shù)據(jù)分析過程甚為復雜，適用于10萬-120萬年間的樣品。“柳江人”的7萬-13萬年，是這個技術(shù)的底線，用起來有些辛苦，但比碳14方法好些。

更古老的地層和化石，可使用放射性鉀40(19個質(zhì)子、21個中子)衰變成穩(wěn)定同位素氬40(18個質(zhì)子、22個中子)，半衰期為12.8億年，適用于研究地球和太陽系起源。更長的還有放射性銣87(37個質(zhì)子、50個中子)衰變成穩(wěn)定同位素鍶87(38個質(zhì)子、49個中子)，半衰期為470億年，適用于研究宇宙起源。

決定“許昌人”生存年代，并沒有使用放射性同位素的半衰期技術(shù)。中國這次使用了“光釋光”(Optically Stimulated Luminescence，OSL)測年技術(shù)，不蹈“柳江人”覆轍，以期一次到位。

讓我們想象久遠以前，在當今河南地片的“許昌人”，生活于風和日麗藍天白云下，打造石器，篝火烤肉，生活一片安詳。突然，天搖地動，規(guī)模8的大地震來襲，地裂山崩，石器碎屑，灰堆骨器，外加這位不幸的“許昌人”和滿地驚恐亂竄的野獸，瞬間被大地吞噬，自此進入永恒的黑暗，不再見天日。

包裹著“許昌人”同時進入黑暗的泥土中，一般都含有石英、長石等類的礦物質(zhì)。這些物質(zhì)大半是絕緣體或半導體。

地殼物質(zhì)中含有各類放射性物質(zhì)，它們放出輻射能量，一般以高能量的中子甚或質(zhì)子，永無休止的打擊“許昌人”周遭的石英和長石，偶爾極高能量的宇宙射線也乘機肆虐，增強“許昌人”的環(huán)境輻射劑量，造成石英和長石中的電子位能增加。這些礦物質(zhì)在絕對黑暗中停留的時間越久，它們晶體結(jié)構(gòu)中所含經(jīng)由輻射能轉(zhuǎn)移囤積過來的電子能量就越高。

如果將一塊含有高電子能量的土壤樣品，在絕對黑暗的實驗室，經(jīng)技術(shù)人員控制下的光束誘導，土壤就會將它在地下黑暗期中幾萬年儲蓄下來的能量，以光能一下子全釋放出來。土壤每年能儲存多少輻射能量有一定已知標準。從測量到的光的總能量，這塊土壤在地底下埋藏的年數(shù)就可以計算出來。這個技術(shù)是以人工的光，誘導土壤釋放內(nèi)存的光能量，因而定名“光釋光”技術(shù)。

土壤中積壓的能量，也能以加溫到攝氏500度高溫的手段，誘導它釋放，被稱為“熱釋光”(Thermalluminescence，TL)的技術(shù)，通常和“光釋光”技術(shù)同時使用，以期交叉檢驗測量結(jié)果。

“光釋光”技術(shù)適用于在地底埋上超過10萬年到數(shù)十萬年間含有石英和長石的土壤，精確度為5-10%。它測量出的土壤年齡是從上次這塊土壤暴露在陽光下起算。土壤一見到光，就把所有在黑暗中儲存的電子能量全放光，這塊土壤的年齡就被“歸零”，成了新生嬰兒。“光釋光”是一個絕對“見光死”的技術(shù)。

“許昌人”出土后，她周遭100公斤的土壤被整塊切出，迅速運往北京大學“光釋光實驗室”。經(jīng)取出一塊從未暴露在光線下的土塊，在絕對黑暗的實驗室中，測到它釋放出來的光能量，是在地底囤積了8萬-10萬年的存量。

由此確定，“許昌人”生存于8萬-10萬年以前。再加上“柳江人” 和“金牛山人”化石的證據(jù)，由亞洲本土直立猿人演化出的近代智人，已近呼之欲出的境界。

下文談談人類演化歷史在活人基因中留下的紀錄。(下期待續(xù))