Sử dụng các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI), một nhóm khoa học đã tìm ra thời điểm sớm nhất tổ tiên con người biết tạo ra lửa.
Lửa cháy bằng củi - Ảnh: Pavel Klimenko/stock.adobe.com
Trong một bài báo đăng trên tạp chí PNAS hôm 27/6, một nhóm khoa học tại Viện Khoa học Weizmann công bố đã phát triển một phương pháp tân tiến giúp phát hiện các dấu vết do lửa để lại mà mắt thường không nhìn thấy được. Những dấu vết này tồn tại trên các mẫu vật có tuổi đời hơn 800.000 năm - đánh dấu thời điểm sớm nhất lửa được sử dụng. Kỹ thuật nêu trên có thể giúp ngành khảo cổ dựa trên khoa học và nhiều dữ liệu hơn; và quan trọng hơn hết, có thể giúp soi sáng các tập quán cơ bản nhất của con người, cũng như bản tính thích khám phá, sáng tạo của chúng ta.
Việc sử dụng lửa của tông Người - một họ sinh vật bao gồm con người cùng một vài họ hàng đã tuyệt chủng - được cho là đã bắt đầu từ hơn một triệu năm trước, lúc loài Người Khéo léo (Homo habilis) dần tiến hoá thành Người Đứng thẳng (Homo erectus), theo các nhà khảo cổ.
Đó không phải trùng hợp ngẫu nhiên. Giả thuyết hiện tại cho rằng lửa đóng vai trò cốt yếu trong quá trình tiến hoá của chúng ta, không chỉ giúp tổ tiên ta sưởi ấm mà còn chế tạo được các công cụ hiệu quả hơn và đặc biệt là biết được cách nấu chín thức ăn. Nấu chín thịt không chỉ loại được các mầm bệnh mà còn hỗ trợ hấp thụ protein và tăng giá trị dinh dưỡng, từ đó giúp bộ não con người phát triển.
Song, giả thuyết này lại thiếu dữ liệu củng cố. Các bằng chứng khảo cổ trước đây chủ yếu thu thập được qua việc quan sát mẫu vật chịu tác dụng nhiệt (như bị đổi màu chẳng hạn). Vì vậy mà phần lớn các bằng chứng về việc sử dụng lửa lâu đời nhất cũng chỉ khoảng 200.000 năm tuổi. Tuy cũng có một số ít ỏi các bằng chứng gần 500.000 năm tuổi, chúng chỉ rải rác ở 5 di chỉ khảo cổ - được xem là những nơi thật sự đáng tin cậy.
Tiến sĩ Filipe Natalio từ Khoa Khoa học Thực vật và Môi trường ở Viện Weizmann cho biết: “Có thể chúng tôi vừa mới tìm ra di chỉ thứ 6.” Được biết, Natalio từng cộng tác với Tiến sĩ Ido Azuri bên Khoa Cơ sở Cốt lõi Sự sống tại Viện Weizmann cùng nhiều cộng sự khác để nghiên cứu tiền đề cho dự án lần này. Họ tiên phong ứng dụng AI và phân tích quang phổ vào khảo cổ để tìm dấu vết lửa được chủ ý sử dụng trên các công cụ bằng đá tìm thấy tại Israel có tuổi thọ từ 200.000 đến 400.000 năm.
Hiện tại, nhóm đã kết nạp thêm học viên tiến sĩ Zane Stepka và tiến sĩ Liora Kolska Horwitz tại Đại học Hebrew cùng Giáo sư Michael Chazan từ Đại học Toronto để thực hiện nhiệm vụ “đánh bắt xa bờ” - khám phá những nơi từng được cho là chẳng có vết tích gì để xem họ có thu được kết quả khả quan nào hay không. Natalio nhớ lại: “Lúc mới bắt tay vào làm, nhiều nhà khảo cổ từng nghiên cứu qua các mẫu vật tại Mỏ Evron chắc nịch rằng chúng tôi sẽ trở về trắng tay. Phải chi lúc đó chúng tôi cược với họ thì hay rồi.”
Mỏ Evron nằm ở phía Tây Galilee, Israel, và là một di chỉ khảo cổ được khai quật từ những năm 1970. Với trưởng nhóm là Giáo sư Avraham Ronen, đoàn khảo cổ khi ấy đã đào sâu xuống 14 mét và tìm được nhiều hóa thạch động vật cùng các công cụ thời Đồ đá cũ có tuổi thọ lên đến 800.000 - 1 triệu năm, đánh dấu nơi đây là di chỉ khảo cổ lâu đời nhất tại Israel. Những vật tìm được cùng lớp đất đá xung quanh không cho thấy bằng chứng đã chịu tác dụng nhiệt như hoá tro hay than; vì vậy mà hy vọng tìm được các bằng chứng nhìn thấy được về việc sử dụng lửa bị loại bỏ. Nếu nhóm khoa học tại Weizmann muốn chứng minh dấu hiệu lửa được sử dụng có chủ đích, họ phải tìm xa hơn.
Bước đầu tiên trong công cuộc “đánh bắt xa bờ” là phát triển được mô hình AI cao cấp hơn các mô hình trước đây. Azuri, người dẫn đầu nhóm phát triển mô hình, cho biết: “Chúng tôi thử nhiều phương pháp khác nhau như phân tích dữ liệu truyền thống, học máy, rồi các mô hình học sâu cao cấp hơn. Trong đó, mô hình học sâu chứng tỏ được sự ưu việt khi hoạt động hiệu quả hơn các mô hình khác và giúp chúng tôi tự tin hơn trong việc tìm các bằng chứng không thể thấy bằng mắt về việc sử dụng lửa.”
Điểm mạnh của AI là nhận diện nhiều kiểu cấu trúc tiềm ẩn ở nhiều mức độ khác nhau. Vì có thể chỉ rõ đến mức độ phân tử các hợp chất cấu thành một vật nào đó, mô hình này có thể ước lượng gần đúng nhiệt độ đã tác dụng lên các công cụ đá, từ đó chứng minh tổ tiên loài người biết chủ ý sử dụng lửa từ rất sớm.
Sở hữu công cụ AI chuẩn xác trong tay, nhóm nghiên cứu tiến hành thăm dò các tín hiệu phân tử hóa học trên mẫu công cụ đá do những cư dân vùng Mỏ Evron bỏ lại cách đây khoảng 1 triệu năm. Kết quả cho thấy 26 viên đá lửa trong số công cụ thu thập được có dấu hiệu tác dụng nhiệt. Điều đó cũng có nghĩa các công cụ này từng trải qua một nhiệt độ rất lớn - có khi hơn 600℃.
Ngoài ra, sử dụng kỹ thuật quang phổ, nhóm cũng phân tích 87 mẫu động vật tại khu khai quật và phát hiện ngà của một loài voi đã tuyệt chủng cũng biểu hiện nhiều dấu hiệu đã chịu nhiệt độ lớn tương tự. Thận trọng với phát hiện trên, nhóm nghiên cứu cho rằng rất có thể tổ tiên của con người, cũng giống những nhà nghiên cứu hiện đại, là những cá thể rất tò mò, hay thử nghiệm những gì mới lạ như tạo lửa.
Nhóm nghiên cứu cho biết nếu sử dụng công cụ mới để phân tích những mẫu vật đã được khai quật trước đó, ta có thể khám phá thêm nhiều điều lý thú. Kỹ thuật mà họ phát triển có thể áp dụng cho những mẫu vật ở các khu khai quật thời Đồ đá cũ Sớm nhằm tìm kiếm các dấu hiệu sử dụng lửa có chủ ý.
Phương pháp này cũng có thể giúp ta hiểu thêm về nguồn gốc xuất hiện và cách sử dụng lửa có chủ ý, từ đó cho ta thấy các hành vi thao túng lửa của tông Người đã tiến triển và thúc đẩy các hành vi khác phát triển theo như thế nào. Học viên Stepka nhận định: “Nếu sử dụng phương pháp này cho những di chỉ khảo cổ 1 triệu - 2 triệu năm tuổi, biết đâu chúng ta sẽ tìm được những vết tích sử dụng lửa còn sớm hơn những gì biết được ở hiện tại.”
Tóm lại, lần “đánh bắt xa bờ” này mang về một “mẻ lưới” vô cùng thú vị. Hay như Natalio có nhận xét: “Câu chuyện không chỉ dừng lại ở hứng thú khám phá và “chiến lợi phẩm” kiến thức thu nhặt được, mà còn mở ra cơ hội cho nhiều chuyên ngành khác nữa: như Ido với chuyên ngành hoá lượng tử, hay Zane với chuyên ngành khảo cổ khoa học, hay Liora và Michael với chuyên ngành tiền sử. Chúng tôi có cơ hội học hỏi lẫn nhau khi làm việc cùng nhau. Đây nên là cách nhân lực khoa học xã hội và khoa học tự nhiên hợp tác với nhau giống những gì tôi vẫn hằng kỳ vọng.”
Huỳnh Trọng Nhân
(Lược dịch)