Archeologia epoki kamienia, czyli o tym, ile informacji nam umyka

Archeologia to w gruncie rzeczy nauka oparta na pozostałościach. I choć niektóre z nich są czasem efektowne i przystępne poznawczo, to wciąż dane naukowe pozyskane w trakcie ich analizy mogą być nader szczątkowe… Sytuacja ta w ostatnich latach dynamicznie się zmienia, a rozwój narzędzi sztucznej inteligencji z pewnością wyznacza nam już zupełnie nowy kierunek rozpoznawania zjawisk minionej “rzeczywistości”. Niemniej, istnieją obszary naszej archeologicznej niewiedzy, których zapewne nigdy nie będziemy mogli w pełni rozpoznać. Świadomi tego faktu naukowcy usiłują zatem przynajmniej je nazwać, określić i oszacować. Przykładem takiego działania są ostatnie badania zespołu prof. Małgorzaty Kot z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego poświęcone technikom obróbki surowców kamiennych. Nowatorskie w charakterze, pokazują nam jak prawdziwie szeroki może być zakres naszego deficytu poznawczego w jednej z najstarszych dziedzin ludzkiego życia na Ziemi.

Wyniki analiz łączących metody archeologii eksperymentalnej, matematyki i uczenia maszynowego zostały opublikowane niedawno w Journal of Archaeological Science, jednym z najważniejszych czasopism archeologicznych poświęconych nowym technologiom. W dzisiejszym artykule Archeowieściowym przyglądamy się rezultatom tych badań i zastanawiamy się nad tym, czy adresowane przez naukowców zagadnienia są krojone już na miarę sławnych Problemów Milenijnych. Bo kto wie. Może któryś z naszych Czytelników ma akurat na zbyciu ten przysłowiowy garnek złota na drugim krańcu tęczy, niwelujący swoim zasobem zakres naszej wspomnianej wyżej archeologicznej niewiedzy.

Nie przeciągając zatem – do dzieła lektury! 

Artykuł ten przeczytasz w 14 minut.

Czego dowiesz się z tego artykułu:

  1. Co to jest łupanie kamieni w archeologii.
  2. Dlaczego rekonstrukcja procesu łupania potrafi być problematyczna.
  3. Ile informacji z procesu produkcji tracimy analizując wyłącznie finalny produkt.
  4. Jak możemy wykorzystać deficyt informacji w służbie nauki.

Kamień jaki jest, każdy widzi

Choć w ostatnich latach coraz częściej mówi się o powszechności wykorzystania wielu innych surowców przez pierwsze hominidy, w tym przede wszystkim drewna i jego organicznych kuzynów i kuzynek, to właśnie kamień pozostaje wciąż tym najbardziej eksploatowanym, ze wszech miar trwałym i jednocześnie dość wdzięcznym badawczo materiałem. 

On również, a raczej przedmioty z niego wykonane oraz pozostałości po procesie ich przygotowania, stanowią w archeologii podstawę do wyróżniania nie tylko przeszłych praktyk, ale i całych zjawisk kulturowych. Jak to w archeologii bywa, za każdym przedmiotem stoi jednak człowiek, za człowiekiem z kolei zasób jego koncepcji. Rozpoznanie ich cieszy się z kolei w ostatnich latach olbrzymim zainteresowaniem. Dzięki ich identyfikacji możliwe jest bowiem nie tylko rozumienie podstaw dzisiejszego świata, ale i zmian, które miały miejsce w przeszłości, wraz z ich następstwem. 

Wszystkie te aspekty pięknie widać zwłaszcza w omawianych tu przedmiotach kamiennych, które począwszy od pierwszych olduwajskich narzędzi otoczakowych, ukazują nam ścieżkę rozwoju kognitywnego człowieka, warunkowanego nie tylko zmieniającym się środowiskiem, ale i ewoluującą w rozmaitych kierunkach organizacją społeczną oraz policentryczną perspektywą kulturową. 

Gros z obserwacji w tym zakresie dostarczają natomiast analizy technologiczne, czyli obserwacje formalnych pozostałości po procesie obróbki materiału kamiennego. Podstawowym przedmiotem badań w tym zakresie, a zarazem techniką stosowaną bez mała od milionów lat, jest łupanie.

Współczesny badacz-praktyk krzemieniarstwa przy pracy. © Małgorzata Kot
Współczesny badacz-praktyk krzemieniarstwa przy pracy.
© Małgorzata Kot

Łupać każdy może? Czasem trochę lepiej, czasem trochę gorzej

Wydawałoby się, że słowo „łupać” rozumie się samo przez się. Zwłaszcza, jeżeli doda się do niego kolejny termin „kamień”. Nic jednak z tego Kochani Czytelnicy. W archeologii bowiem łupanie surowców kamiennych to nic innego jak liniowy zestaw czynności wykonywanych przez wytwórcę narzędzi, których dokonuje on czy ona w określonej kolejności. Jasne? 

Nie jakieś tam pojedyncze uderzanie kamieniem o kamień. Ani też jakieś niekontrolowane ruchy osiągane w zdenerwowaniu. 

Łupanie to akt tworzenia wysublimowanych odbić i jeszcze Was o tym nie raz na łamach Archeowieści przekonamy. 

W każdym razie! 

Rekonstrukcja tegoż to procesu łupania jest jednym z podstawowych podejść analitycznych stosowanych współcześnie w badaniach nad narzędziami kamiennymi. Może się ona opierać przy tym z jednej strony na tak zwanych składankach, czyli procedurze łączenia pasujących do siebie pozostałości procesu obróbki (puzzle z zachowanych i ponownie dopasowanych odłupków Kochani, nic innego). Z drugiej natomiast na pojedynczych artefaktach, w których to analizuje się widoczne na powierzchni zabytku następstwa wykonanych przez twórcę odbić (mówiąc krótko – pozostałości po łupaniu zwane przez badaczy negatywami). 

Oba te podejścia uzupełniają się przy tym wzajemnie, rozszerzając granice swoich ograniczeń i umożliwiając badaczom dokonanie pełniejszej rekonstrukcji procesu łupania. W obu też metodach najbardziej informacyjne są artefakty z większą liczbą negatywów odbić, czyli tak zwane rdzenie (bryły surowca, z których odłupywano materiał na narzędzia) lub bifasy (narzędzia-bryły obrabiane dwustronnie). Ich analizy pozwalają bowiem na odtworzenie najdłuższego i najbardziej kompletnego schematu łupania.

I uwierzcie Drodzy Czytelnicy. 

Dowodów na potwierdzenie tych słów jest w literaturze mnóstwo! 

Wystarczy chociażby wspomnieć o jednym z piękniejszych odkryć składankowych dokonanych w ostatnim czasie na naszym Podlasiu (zdjęcie poniżej).

Relikty pracowni krzemieniarskiej odkrytej na torfowiskach w okolicy Lipska nad Biebrzą.  © Adam Wawrusiewicz © Muzeum Podlaskie w Białymstoku
Relikty pracowni krzemieniarskiej odkrytej na torfowiskach w okolicy Lipska nad Biebrzą.
© Adam Wawrusiewicz © Muzeum Podlaskie w Białymstoku
Składanki wykonane z zabytków krzemiennych odkrytych na torfowiskach w okolicy Lipska nad Biebrzą.  © Adam Wawrusiewicz © Muzeum Podlaskie w Białymstoku
Składanki wykonane z zabytków krzemiennych odkrytych na torfowiskach w okolicy Lipska nad Biebrzą.
© Adam Wawrusiewicz © Muzeum Podlaskie w Białymstoku

Ale, ale. Życie naukowe w tym wypadku nie jest jednak usłane różami… 

Nie zawsze bowiem sytuacja jest tak obiecująca czy fortunna, by móc odtworzyć cały proces łupania. W literaturze od dawna dostrzegano problem utraty wielu z tych cennych informacji technologicznych. Nigdy nie został on jednak faktycznie ilościowo zbadany. 

Zadania tego podjął się ostatnio zespół prof. Małgorzaty Kot z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, który za cel postawił sobie weryfikację tego, ile danych faktycznie „ucieka” nam w trakcie badań pojedynczych zabytków wykonanych ze skał krzemionkowych, które noszą ślady pradziejowej obróbki. 


The Pink Panther Theme


(The Pink Panther Theme by Henri Mancini)

By odpowiedzieć na pytania związane z ilością utraconych informacji technologicznych nie do zidentyfikowania przy analizie zabytków ze skał krzemionkowych, badacze postanowili przeprowadzić projekt oparty na kombinowanych działaniach łączących analizy eksperymentalne oraz matematykę! W pierwszej kolejności poproszono pięciu bardzo doświadczonych i wykwalifikowanych krzemieniarzy (osób od wielu lat specjalizujących się w łupaniu tradycyjnymi technikami pradziejowymi ku chwale nauki) o wykonanie kopii kilku różnych narzędzi paleolitycznych. 

Nie musieli się oni przy tym ograniczać do konkretnej techniki łupania ani surowca, choć faktycznie wszystkie narzędzia wykonano z krzemienia. Ta wielka krzemieniarska improwizacja rejestrowana była następnie a) przy użyciu kamery GoPro umieszczonej na głowie wykonawcy i/lub b) dodatkowej wolnostojącej kamery. Każdemu krzemieniarzowi towarzyszył dodatkowo asystent odpowiedzialny za dokumentację i nagrywanie. Każdy odłupany fragment był natomiast numerowany zgodnie z kolejnością odbić i zbierany do osobnych woreczków. Krzemieniarzy proszono dodatkowo o opisywanie procesu pracy w czasie rzeczywistym.

Stanowisko eksperymentalne. © Małgorzata Kot
Stanowisko eksperymentalne.
© Małgorzata Kot

W drugim etapie elementy procesu łupania zostały poddane wyżej wspomnianym składankom. W ten sposób badacze chcieli sprawdzić, czy są jeszcze w stanie odnaleźć miejsce dla każdego z odłupanych fragmentów. Ze względu na dynamiczny charakter procesu łupania oraz fragmentację materiału nie zawsze możliwe było jednak dopasowanie wszystkich elementów. Co ciekawe, już na tym etapie pojawił się spory współczynnik utraty informacji wynoszący 7%. A był to dopiero początek!

Okazy eksperymentalne.© Małgorzata Kot
Okazy eksperymentalne.
© Małgorzata Kot

W trzecim etapie proces łupania opisano na podstawie nagrań, notatek i wykonanych składanek, czyli owych puzzli naukowych, na które nomen omen składały się odłupane fragmenty krzemienia. Każde odbicie scharakteryzowano przy tym według kilku cech technologicznych, natomiast schemat łupania opisano tak, jak robi się to zazwyczaj przy analizie układu negatywów. Na tym etapie, fragment po fragmencie, łupnięcie za łupnięciem, łączono odbicia w sekwencje, natomiast sekwencje w etapy. 

Na podstawie wyróżnienia wszystkich tych elementów odtworzono w następnym kroku proces łupania dla każdego narzędzia. Otrzymane “procesy” poddano następnie wnikliwym analizom po to, aby sprawdzić na, ile stosowanie takiej metodyki może być badawczo ograniczające/problematyczne.

Schemat przedstawia eksperymentalny proces obróbki jednego z bifacjalnych noży oraz stopniową rekonstrukcję relacji między sekwencjami odbić za pomocą macierzy Harrisa. Pokazuje on, że na podstawie śladów widocznych na powierzchni można było zidentyfikować jedynie 3 z 36 pierwotnych relacji (8%). © Kot et al. 2025
Schemat przedstawia eksperymentalny proces obróbki jednego z bifacjalnych noży oraz stopniową rekonstrukcję relacji między sekwencjami odbić za pomocą macierzy Harrisa. Pokazuje on, że na podstawie śladów widocznych na powierzchni można było zidentyfikować jedynie 3 z 36 pierwotnych relacji (8%).
© Kot et al. 2025

 

To, co archeolodzy lubią najbardziej, czyli Macierz Harrisa 

Trzeba to powiedzieć jasno. Z Macierzą Harrisa w archeologii jest tak jak z hiszpańską inkwizycją w Monthy Pythonie…

NOBODY EXPECTS THE SPANISH INQUISITION!

Nikt się jej nie spodziewa, a ona i tak się zjawia… Dlaczego? Ten zmyślnie wykoncypowany schemat zapisu następstw jest bowiem przydatny nie tylko w oznaczeniach stratygraficznych, ale również w przypadku analiz technologicznych, z czego skrzętnie skorzystał zespół prof. Kot porządkując sekwencje produkcyjne widoczne na powierzchni eksperymentalnie uzyskanych przedmiotów.

Wykres przedstawia obecność lub brak relacji między sekwencjami odbić na analizowanych artefaktach kamiennych, uwzględniając zarówno relacje bezpośrednio widoczne na powierzchni, jak i dodatkowo zidentyfikowane za pomocą macierzy Harrisa. © Kot et al. 2025
Wykres przedstawia obecność lub brak relacji między sekwencjami odbić na analizowanych artefaktach kamiennych, uwzględniając zarówno relacje bezpośrednio widoczne na powierzchni, jak i dodatkowo zidentyfikowane za pomocą macierzy Harrisa.
© Kot et al. 2025

I teraz największy ból zawrót głowy

Badacze nie poprzestali bowiem na samym odtworzeniu przebiegu łupania. Chcieli też sprawdzić, jak bardzo obraz, który widzimy na finalnym przedmiocie różni się od rzeczywistości. Innymi słowy, chcieli zbadać to, ile z historii produkcyjnej zostało na powierzchni obrabianego kamienia, a ile bezpowrotnie zniknęło. W tym celu użyli języka matematyki. 

Idzie Grześ przez wieś, worek piasku niesie, a przez dziurkę piasek ciurkiem…

Kluczowym zagadnieniem dla badaczy w zakresie identyfikacji zakresu utraconych w procesie analizy informacji było określenie tego, czy liczba zdarzeń udokumentowanych w procesie łupania odpowiada liczbie zdarzeń zidentyfikowanych w negatywach otrzymanych przedmiotów. Naukowcy skonstruowali zatem szereg różnych miar informacyjnej niepewności, które dały wyniki nie tylko zaskakujące, ale też i bezwzględne dla archeologów… 

Okazy eksperymentalne. © Małgorzata Kot
Okazy eksperymentalne.
© Małgorzata Kot

Analizy wykazały bowiem, że na powierzchniach analizowanych przedmiotów zachowuje się jedynie 39,9% pierwotnych odbić. Nieco lepsza sytuacja prezentowała się przy sekwencjach działań. Zachowanie tych oszacowano bowiem na około 50%. Prawdziwym problemem okazało się jednak określenie pewności a propos identyfikowanych relacji pomiędzy tymi sekwencjami. Tu bowiem współczynnik sukcesu wynosił aż 14%! 

Dramat (?), czyli co to właściwie dla nas znaczy

Wyniki badań zespołu prof. Kot jasno pokazują, że potrawa, którą przygotowujemy na podstawie szczątkowej rozmowy prowadzonej między sąsiadkami w autobusie ZTM niezbyt dokładnie oddaje sedno ich kulinarnej (kulturalnej?) wymiany zdań… Będziemy faktycznie widzieć, czego użyć i mniej więcej w jakich proporcjach, ale przebieg całego procesu pozostanie dla nas intuicyjnym domysłem… 

Ale, ale! Sytuacja przecież nie jest aż tak beznadziejna! 

Już samo zdefiniowanie i oszacowanie tego, gdzie leży nasze ograniczenie, pozwala na zaplanowanie kierunku badań i określenie naszych dalszych możliwości analitycznych7

– komentuje dla Archeowieści prof. Kot.

Idąc tym tropem zespół badawczy wykorzystał uczenie maszynowe, które pozwoliło na opracowanie specjalnego algorytmu definiującego zakres utraconych informacji. W ten oto sposób każdy badacz mierzący się z rekonstrukcją procesu łupania na podstawie szczątkowych danych ze składanek bądź pojedynczych zabytków, może w pełni świadomie zweryfikować to, czy jego wyniki nadają się na przykład do dalszych studiów porównawczych. 

Co to oznacza w szerszym zakresie?

W archeologii czasem (a nawet nader często) bywa tak, że w dwóch skrajnie różnych miejscach potrafimy odnaleźć przedmioty bardzo do siebie podobne. Kwestia tego, dlaczego doszło do takiego zdarzenia, od dziesięcioleci badana jest w różnych środowiskach humanistycznych, również z wykorzystaniem technik nauk ścisłych. Jedną z podstawowych metod badawczych w tym zakresie jest jednak analiza porównawcza, która w ostatnich latach rozbija się na coraz to nowsze, drobniejsze elementy. Jednym z nich jest porównywanie procesów produkcyjnych rzeczy rozbitych na tak zwane łańcuchy operacyjne. W świetle tej koncepcji podobieństwo w każdym z takich ogniw może wskazywać na istnienie pradawnych (lub całkiem niedawnych) nici porozumienia. Te z kolei mogą sugerować badaczom wiele istotnych informacji na temat mechanizmów kulturowo-społecznych obecnych w przeszłości, na przykład odpowiedzialnych za transmisję wiedzy. Ujęcia powstałe na drodze takiej analizy są zatem nie tylko fascynujące, ale mogą mieć również poważne implikacje dla całych narracji dziejowych (casus górnopaleolitycznych wenusek czy późnoneolitycznych materiałów Pucharów Dzwonowatych). Tłuczek Kluczek tkwi jednak w tym, że jako badacze musimy być pewni tego, co porównujemy, by nie nagiąć rzeczywistości do zbyt prostych lub sztucznie nadbudowanych historii. 

I w tym właśnie miejscu miejscu plasują się badania zespołu prof. Kot. Z jednej strony pokazują nam bowiem, że ambitne rekonstrukcję nie mają sensu przy tak dużej utracie informacji. Z drugiej natomiast zachęcają nas do pokornej oceny jakości naszych danych i tego, czy faktycznie pozwalają nam one na szalone, daleko idące wnioskowania.

Billy Joel – Vienna (Official Video)

Slow down you crazy child…

 

Posiłkując się zatem treścią utworu starego, dobrego Billego Joela, chcemy jedynie przypomnieć, że czasami nauka jest dość powolna… I to nie dlatego, że nic się w niej nie dzieje. Ot, po prostu. Żeby wykonać trzy kroki do przodu, badacze muszą czasem zrobić jeden krok wstecz. Jak już jednak zaskoczą… To na całego! 

Pamiętajcie więc Młodzi Koledzy, Vienna waits for Y-O-U! 

 

Autor: A.C. 

Redakcja: A.B. 

Komentarz ekspercki:

dr hab. Małgorzata Kot, prof. UW (Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego) – interesuje się paleolitem, ewolucją człowieka, zmianami w sposobach produkcji narzędzi kamiennych i funkcjami jaskiń w pradziejach. Prowadziła badania m.in. w Polsce, Uzbekistanie, Gruzji, Czarnogórze i Tunezji. Laureatka prestiżowego Consolidator Grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. W jego ramach bada relacje hominidów, które jeszcze 50 czy 60 tys. lat temu zamieszkiwały Ziemię, ramię w ramię z człowiekiem współczesnym. Fot. Mirosław Kaźmierczak

Na podstawie: 

Małgorzata Kot, Jerzy Tyszkiewicz, Natalia Gryczewska, Can we read stones? Quantifying the information loss in flintknapping, Journal of Archaeological Science, Volume 161, 2024, 105905, https://doi.org/10.1016/j.jas.2023.105905.

Podziękowania: 

Serdeczne podziękowania dla Adama Wawrusiewicza, kierownika Działu Archeologii Muzeum Podlaskiego w Białymstoku za zgodę na wykorzystanie fotografii pięknej składanki ze stanowiska Lipsk.

Rozpowszechniaj

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *