转帖：石头尖老是掉，为什么还用来做矛头？

金陵落泊人

石头尖老是掉，为什么还用来做矛头？

　　当你在享受盘子里的牛排时，是否想过我们的祖先是怎样把活蹦乱跳的动物变成餐桌上的食物？狩猎在很长一段时间内都是人类获得食物的重要手段，狩猎相关的各种策略也都是性命攸关的决策。工欲善其事，必先利其器，狩猎用具对石器时代的人类来说是个大问题。用矛投掷猎物可以拉大攻击距离，但到底什么样的矛比较好用呢？

　　制矛技艺历史悠久，甚至可以追溯到中更新期（Middle Pleistocene）早期。在非洲曾出土距今约50万年前的矛碎片，英格兰、德国、苏丹各地也纷纷发现年代悠久的矛遗迹。发现的矛分为两种不同的类型：一种是单纯削尖的木头，另一种则是在木制矛顶端绑上一小块石头做为矛尖。
　　过去的研究认为，绑有石头矛尖的矛更有用。石尖矛最终也的确取代了木尖矛。然而，从采集、准备到转配，石质矛尖的制作成本都更高。既然如此，到底是什么原因使得石头矛尖在竞争中脱颖而出，成为人类进步史上的一个节点呢？
; N) o1 e7 ~" z( s% |$ K4 Q$ h　　为了研究这个问题，来自亚利桑那州立大学的人类学和社会学研究者组织了一场“石尖对木尖”的PK赛，赛果近日公布在《公共科学图书馆·综合》（PLOS ONE）上。他们根据考古学证据仿制了两组共十只矛，一组为五根削尖的木矛，另一组则在矛头绑上磨尖的石块。两种矛头的规格都是15cm长，底部直径3cm，尖端直径1.5cm，两组矛的尖端利用轮廓线测量器保持规格一致，并确保两组矛之间的质量无显著差距，以避免影响速度。
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实验用矛。图片来源：Jayne Wilkins, et al. (2014) PLOS ONE

　　承担了投矛重任的是两个焊接在金属底盘上的大弩，可以利用激光瞄准，将矛以8.9-9.4米每秒的速度射入作为射击目标中心。为了模拟投矛对动物体造成的破坏力，研究人员选用弹道凝胶（ballistic gelatin）作为设计目标。凝胶块深度为21.3厘米、最大直径为14厘米。发射前，矛的尖端距离凝胶块43厘米，这样的距离可以确保矛准确射入凝胶中心，并最大程度降低相关负影响。

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发射矛的弩。图片来源：Jayne Wilkins, et al. (2014) PLOS ONE

- G4 m) E, p3 \, V9 w; O　　在射击实验中，研究者用每支矛分别投掷5块凝胶块，并对矛的速度，穿刺深度，抽矛状况，伤痕大小及伤痕形状进行了记录和分析。结果表明，削尖的木矛和石质尖端的矛在速度上并没有表现出显著差异。而在穿刺深度实验中，削尖的木矛穿刺深度要略高于石质尖端木矛。
6 m; C, p; w. |8 P　　以往有理论认为，为木矛增加石质尖端可能会在抽取时带来额外伤害，但实验结果表明两种矛在抽取所需力度上并没有显著差异。少数情况下，将矛抽取出来时可能会带出一定量的凝胶，研究人员测量了两种矛带出凝胶的质量，差异也并不明显。
+ M0 w2 _6 H5 f; M" U6 |　　那么，石质矛尖的优势在哪里？伤痕大小的测量结果显示，石质矛尖明显可以在猎物身上造成更大的内伤口，这意味着更加严重的破坏性组织损伤；而木矛尖则会带来比石质矛尖稍大的外沿伤口，意味着伤口周围邻近组织的挫伤。只是两者造成的外沿伤口形状基本相同，而石质尖端矛造成的内伤口末梢位置则要宽得多。

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投掷削尖的木矛（上）与配有石质尖端的木矛（下）在弹道凝胶上造成的“伤口”对比。图片来源：Jayne Wilkins, et al. (2014) PLOS ONE

9 _) z  }' D( w) m. M: n* {　　因此，石质尖端矛的“上位”是由于更深的穿刺深度这一传统观点，并没有在这项研究中得到验证。如果穿刺深度就是我们的先祖在投矛时的首要追求，选择削尖的木矛可能还要更保险一些。当然，石质矛头的特征以及投掷速度等变量可能影响投矛的效果。当目标靶向变得更复杂时，结果可能变得截然不同，这还有待下一步研究进行检验。
　　然而不可忽视的是，石质矛尖使内伤口尖端面积的扩大了约80%，这意味着狩猎者有更高的几率命中心脏、肺部或者主要血管从而使猎物丧失行动能力。由于使用石质矛尖可能带来更高的狩猎成功率，人们冒险捕猎危险动物的需求也会因此减弱，成人的死亡率可能得以降低。无论是谁首先有了将一片尖石头加在矛头的小创意，这种新技术最终改变了我们祖先的生活方式，从而牵动了人类文明的走向。
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奔跑的企鹅

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