古老的炉渣可以洞悉技术进步的步伐不平衡

有时，有关最古老技术的线索隐藏在最平凡的事物中。在这种情况下，特拉维夫大学的考古学家埃雷兹·本·约瑟夫(Erez Ben-Yosef)和他的同事们在成堆的炉渣中翻遍，冶炼厂将铜从矿石中分离出来后，玻璃渣被丢弃了。他们的目标?在古老的以东王国中寻找有关工业和创新的线索。

较少的铜和炉渣混合表明冶炼效率更高，因此，通过跟踪炉渣的变化，本·约瑟夫及其同事可以跟踪为古代世界提供动力的技术的进展。

考古学家发现，在五个世纪的过程中，大部分都是小规模的，渐进的改进，而随着公元前925年埃及入侵该地区后，效率突然急剧提高而突显了这一点。这表明新物种进化的模型也可能适用于人类技术，而且我们可能需要一些不稳定因素才能打破平衡并引发创新爆发。它还揭示了一个社会特别是如何受益于青铜时代的崩溃，后来又利用外国入侵的破坏来实现技术的飞跃。

古代工业

Wadi Arabah跨越了以色列的蒂姆纳地区和约旦的费南地区的现代边界。几个世纪以来，那里的人们在炉子中冶炼铜，这些炉子使用风箱波纹管为燃料提供额外的空气，从而促进燃烧并产生更多的热量。波纹管炉技术可能起源于埃及的西奈半岛或沙特阿拉伯西部的某个地方，当埃及称蒂姆纳为一个省时，它就进入了黎凡特。但是从公元前1300年到公元前925年，瓦迪·阿拉比(Wadi Arabah)的人民经营着熔炉，并在此过程中对工艺进行了自己的小改进。

在新王国的法老王统治下，大型的铜冶炼中心点缀着蒂姆纳(Timna)的风景，并由小型采矿营地网络支撑。如今，超过11万吨的炉渣在古丘上堆积。本·约瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事研究了来自那些旧冶炼中心的154个炉渣样品，并根据混合的木炭通过放射性碳测年确定了时间表。

他们使用X射线荧光和质谱法测量了每个样品中所含的铜量。在整个地区，矿渣中残留的铜量因地而异，这表明尽管基本技术是相同的，但人们所使用的技术并不是非常标准化的-一些冶炼中心似乎更多比别人有效率。

青铜时代崩溃

公元前1140年左右，由于国内政治和经济动荡，埃及人撤出了Wadi Arabah和附近的迦南省。埃及陷入了青铜时代晚期的崩溃，当时东地中海周围的文明面临政治和经济动荡，在许多情况下崩溃或衰落。但是，在瓦迪·阿拉巴赫(Wadi Arabah)的炉渣堆中，本·约瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事们注意到了一个微妙的线索，这表明他们周围的混乱并没有阻止当地人的兴旺发展。

冶炼中心的工作以前还没有非常标准化，但是在公元前1140年左右，来自Timna和105公里(65英里)以外的Faynan站点的炉渣堆中的铜含量突然变得更加一致。这表明，在埃及人离开之后，该地区的半游牧部落(一直在经营铜业)一直联合在一起，并建立了对该行业的更集中控制权。

“帝国的瓦解留下了真空，这一真空被以东人，古代以色列人等地方社会利用;在没有帝国的oke锁的情况下，他们崛起并创建了王国。”本·约瑟夫告诉Ars。“以东社会从崩溃中受益;产量增加，当地部落联合起来共同经营整个阿拉巴谷地雷。他们变得集中而强大，很快。”

但是，即使到那时，Edomite铜冶炼的基本技术也没有太大变化：这些技术变得更加标准化，但是该过程的整体效率并未显着提高，而且人们仍在使用与以前相同的技术。数百年。直到200年后的一次飞跃，这种情况才会改变。

标点平衡

约在公元前925年左右，以东精矿的冶炼效率突然急剧提高，这表明人类的创新是一帆风顺地进行的，并且两者之间保持长期稳定。这个被称为“标点平衡”的想法最初是由古生物学家提出的，用于解释新物种的出现和多样化的模式，这种模式有时似乎发生在稳定时期之后突然爆发的活动中。

考古学家首先注意到旧石器时代的工具组合中存在类似的模式，在这种工具中，工具的类型和制造方式似乎在数千年内基本保持不变，直到突然出现了新的绑扎技术或新的工具类型。

但是回顾一下更新世，很难确定可能刺激了这些发明爆发的特定社会或文化因素。通过研究近代时期的技术变化，例如青铜时代的结束，考古学家有机会将创新的爆发与社会，政治或经济事件联系起来。Ben-Yosef和他的同事写道：“技术可以替代原本无法区分的社会过程。”

喷嘴更大，产量更高

当然，古老的Edomite冶炼厂可能一直在寻找从矿石中提取更多铜的方法。但是，铜的生产是一个复杂的过程，从开采矿石到出售成品铜的过程中几乎每个元素都依赖于其他技术或材料。例如，矿石的特定混合物决定了特定的熔炼方法。这种相互依存可以阻碍创新。

为了实现创新，必须要有某种东西来改变那些系统，而事实证明这是埃及人的入侵。根据希伯来语和埃及文字和铭文，法老王Shoshenq我在925年将他的部队向东赶入以东和以色列，以应对边界沿线的一系列事件。“黎凡特的一些遗址很可能被他摧毁了;根据圣经，耶路撒冷被掠夺了。”本·约瑟夫告诉Ars。“由于阿拉伯铜对埃及的重要性，在阿拉比亚的结果有所不同。”

在入侵发生的那段时间，本·约瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事们发现，冶炼变得更加有效，炉渣中的铜残留量也减少了。炉渣本身甚至看起来与埃及入侵前的熔炉不同。冶炼中心的考古发掘显示出效率提高和炉渣变化的根源：大型高炉，配备了大得多的喷嘴，可将空气输送到炉中。

根据本·约瑟夫(Ben-Yosef)和他的同事的说法，埃及入侵者行进以东(Edom)时就带了更新，效率更高的熔炉知识。经过数个世纪的铜生产并尝试使用现有技术改进工艺的Edomite冶炼厂都乐于利用新工具包。(因此俗话说：生活给你柠檬时，冶炼更多的铜。)

随着创新的爆发，以东王国继续使用更大喷嘴的炉子生产铜，这已经持续了一个世纪。换句话说，平衡已经恢复。Ben-Yosef和他的同事说，尽管以东王国及其铜业很好地说明了该模型，但考古学家需要研究其他时间和地点的长期技术变化的详细记录。

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