吃葡萄不吐葡萄皮，但是酿葡萄酒要烧葡萄籽

你好，这是本兔的第 113 篇推送。

◢ 写在前面 ◤

去年夏天，我在安安静静地写自己的一篇文章，大老板看了以后甩给我一篇当时仍然是 in press 的草稿让我引用。是项目里另一位PhD的工作，已经投给PNAS（美国国家科学院院刊）并且被接收了。没有话语权的小猫咪郑重其事地读了一遍，然后默默将它插在自己的reference列表里。

后来那位同学的文章顺利地发表，他也顺利地博士毕业，现在应该是在英国某著名高校做博后了。但是半年过去了，这篇文章给我的心理阴影仍然挥之不去。想写篇推送来掰扯一下 已经很久了，但是迟迟没有动笔。槽太多了不知从何吐起，又觉得不吐不快，吐出来又很得罪人，还容易给未成年人造成心理阴影。终于在论文延期之后闲得……写出来给大伙儿看个乐吧。

首先，灵魂问题：

这篇文章讲了个啥

文章在各种学术搜索引擎里都很好找，本文 文末“原文链接”也直接链到这篇文章的页面。 开源的，可以直接下载pdf，正文和supplementary一应俱全。

简而言之，这篇文章研究的是公元4-6世纪以色列南部的Negev沙漠里 葡萄种植 的兴起和衰落，而他的主要研究手段是 植物考古 ，以 陶器分析 为辅助。

顺着作者思路来一遍

研究的时代背景，公元4-6世纪，在以色列历史地理上属于东罗马（拜占庭）帝国的统治。这与 老专家的陶窑 处于同一时期，所以背景也很大程度上类似，譬如拜占庭帝国的 基督教信仰 ，以及以色列作为 耶稣的家乡 的神圣地位，还有 Holy land的葡萄酒 被销往欧洲各国。

这个出土于加沙附近的马赛克图案，画着一位牵骆驼的商人，手里一串 葡萄 ，骆驼背上的罐子叫 加沙罐 ，相传是用于运输葡萄酒的。在那篇陶窑的文章里介绍过这幅图，其实就是来自这篇PNAS。

那么这种大规模的国际贸易是何时兴起又何时衰落的呢？在没有足够文字记载的情况下如何证明？作者们采取的研究方法是： 数葡萄 。因为生产葡萄酒就要种葡萄，就会在考古遗址中留下 炭化的葡萄种子 。通过考古发掘的土样进行过筛和浮选，可以获取其中的植物遗存，对其鉴定种属，计数，再结合年代，就可以得到各种不同的植物随年代变化的情况。

（A) 葡萄；(B) 大麦；(C) 小麦

作者们在这里更进一步，认为比较 葡萄的绝对数量是没有意义的 。他们统计的是同一单位出土的葡萄与谷物（这里特指大麦+小麦）的 比例 ，这个比例高，说明当时种葡萄多粮食少，反之这个比例低，就是种粮食多葡萄少。 葡萄比例高 的时代就是 酿酒活动比较盛行 的时代，也就是出口葡萄酒的 国际贸易比较昌盛 的时代。

作者们在沙漠里选取了三个遗址：一个 N遗址 ，一个 S遗址 ，一个 E遗址 。下图显示了它们之间的位置关系，以及所研究区域在整个地中海地区的位置。 （在 这种不长草木的地方种葡萄，还酿葡萄酒出口到草木茂盛的欧洲大陆，真是挺难为人的）

在每一个遗址的不同堆积单位分别采样进行干/湿筛和/或浮选，提取其中植物遗存，并计算葡萄对谷物的比值。 （关于干筛、湿筛、浮选的数据能不能放在一起比较，作者们做了一个了不得的统计分析，叫 ANOVA ，放在supplementary information里面，感兴趣的读者可以自行取用，我在这里直接说结论： 我们不能拒绝这几种方法没有差异的假设 。）

再结合相对年代，就可以得到下图。

作者原图的三个遗址全靠下面的文字区分，为了方便阅读，我给三个遗址分别加了不同颜色的阴影。值得注意的是，450-550（Mid Byz）有三组数据，其中最中间那个比较不直观，但是对比表格和原始数据可以推断，应当也是来自 E遗址 。 蓝色是葡 萄 对谷物的比例，而 橙色是加 沙罐 占全部陶片的比例，如前面所述，加沙罐是运输葡萄酒的容器，因此加沙罐的兴起与衰落也可以作为葡萄酒贸易的指标。

而其中的年代是根据物质文化所得，主要是共存的陶器：

·罗马时期（Roman）：公元1-300年

·拜占庭早期（Early Byz)：公元300-450年

·拜占庭中期(Mid Byz)：公元450-550年

·拜占庭晚期(Late Byz)：公元550-650年

·还有一个过渡时期，拜占庭中晚期(Mid-Late Byz)，这个时期比较迷幻，在 S遗址是公元550年前后 ， 怎么这么精确的？不知道，只知道并不是因为硬币 ；在 N遗址是公元450-600年 。

根据上图，作者们得出结论：葡萄种植与其相伴而生的 环地中海贸易 ，在公元4世纪开始兴起，在6世纪中期达到鼎盛，在6世纪中后期开始衰落。

还特意提到是在 伊斯兰入侵之前100年 ，伊斯兰教主导这一片沙漠大概是从公元640年左右起，而在那之前 100年， 伊斯兰教都还没有诞生，所以我们可以很容易地得出结论，这一衰退并非 穆斯林禁酒 所致，而是有其它原因。

那么6世纪中期地中海区域都发生过什么事情呢？有一场晚古小冰期（ L ate A ntique L ittle I ce A ge, LALIA ），从536年持续到大约660年。这个有多严重呢？就是最严重的时候树都不长了。有学者研究过欧洲的树木年轮，发现很多地区的树木在536-537年的年轮都非常窄。据此还原出来的温度比20世纪要低1-2度。

刚听的讲座就用上了，感谢主办方

还有一场瘟疫，死了很多人。从公元541年第一次爆发，到公元750年，大大小小总共18波，当然也不是每一次都影响到了作者所研究的地区。就现有的考古发现而言，并没有发现大规模的公墓，能够证明该区域有很多人死于同年。

来自维基百科

再有就是社会动荡，不过略晚，要到公元7世纪。拜占庭帝国先是和东边的波斯萨珊王朝打了很多年（602-628年），还在公元614年被人家占了耶路撒冷；后来阿拉伯人从南边打过来，634年占领了南部的沙漠地区。后以638年耶路撒冷投降为标志，拜占庭帝国彻底丢了这一隅江山，Holy land逐渐改说阿拉伯语，信伊斯兰教。

总之呢，作者们讨论了诸多因素，甚至连 瘟疫对人的心理阴影 都讨论到了。最后的结论是，以色列沙漠里葡萄种植业的衰落主要是 经 济 原 因 导致。

因为气候变化和瘟疫，使得 欧洲市场购买力下降 ，买不起神圣土地的酒了，那神圣土地只好少种点葡萄，随意酿点酒自己喝就好，索性连装酒的加沙罐都不烧了。

通篇看下来语气连贯，气势恢宏，用了以小见大的手法，从一个小小的 炭化 葡萄种子 出发，讨论到天下大势，最终得出了 国际贸易 方面的结论， globalization ， pilgrimage ， commercialization ， international trade 等宏大叙事的词汇层出不穷，可以说是一篇了不得的PNAS了。

假装看懂了的分界线

这么好的文章，为什么说给我造成了很大的心理阴影呢？我这半年来 如同祥林嫂一般 ，逢人就拉着讨论这篇文章。作者们天南海北地讲了这么多，甚至超过了PNAS的正常篇幅限制，但是作为一项应为后人师表的优秀科学研究，却很多问题都没有交代清楚，而我也是直到现在都没想明白。现在逐条列举如下，欢迎聪明的读者与我探讨。

01

葡萄种子与酿酒的关系

由于种葡萄是酿葡萄酒的 必要非充分条件 ，所以考古遗址出土的葡萄种子并代表它们是用来酿酒的，远销海外的圣地葡萄酒就更没有依据了。这个问题其实不是我提出的，是本文 不愿透露姓名的 三作讲的。作为以色列文物局资深领队，他是整个大项目的田野一哥，我们每一个小喽啰从哪里采了多少样品，都在他那里报备。我曾在一次会议间隙喝酒扯淡的时候有幸听到他和一号作者争执： 垃圾堆里发现的葡萄，究竟是用来吃的还是用来酿酒的？ 显然两人持有不同的观点。但是两年后他们一起发了这篇文章，想来是一号作者伙同二号作者一起说服了三号作者，而这么重要的论证没有体现在文章中。我也再没有机会和他们喝酒扯淡，所以不得而知了。

总之下面的讨论会建立在 葡萄种子=酿酒 的基础之上。

02

葡萄与谷物种子的比例

作者的主要方法论是比较同一堆积单位中葡萄和谷物的种子的比例，作为酿酒量的标志。假设粮食都是本地消耗的生活必须品，产量比较稳定，而葡萄酒是出口的，那么葡萄种子对谷物（大麦+小麦）的比例高低就可以显示酿酒活动乃至国际贸易的兴起或衰落。

如果你不是一个四体不勤五谷不分的人，大概知道葡萄和小麦的 收获季节并非同时 。在黎凡特地区，大麦小麦一般在春夏之交4-5月收获，而葡萄要到8-9月。在垃圾堆中发掘的一个层位，如果陶片判断年代为拜占庭中期，则其实是100年的区间（450-550年），如果测碳十四，校正之后可能也有100年的年代跨度。而真实堆积10cm厚的垃圾可能也就是十天半个月的事情，所以会不会恰好浮选到了1升土，如果来自夏天的垃圾就是小麦多，而来自秋天的垃圾就是葡萄多？

这个问题我现在也说不清楚，将在下面的讨论中继续分析。

03

数据的可重复性

作者发表的数据中，可以看到同一个遗址，同一个年代区间，有时候统计了一个比值（如Shivta Roman，Shivta LB，Elusa EB等），有时候则有多个（如Shivta Umayyad有3个不同的比值）。

而我们有理由相信他在每一个遗址的每一个时代都统计了 若干多不同的发掘区域和很多堆积单位 ，因为他数过的种子数量上万。可见表中呈现的每一个数据，肯定都是 若干堆积单位平均 的结果，但是又没有标出误差。 可是，没有±的统计数据不就是耍流氓么？ 先把坑挖在这里，这项研究的±有多大，下面就见分晓。

还有一个问题在年代上，作者在他的柱状图里将拜占庭晚期（Late Byz：550-650）放在拜占庭中晚期（Mid-Late Byz：450-600）之后，而这又在拜占庭中期（Mid Byz：450-550）之后，呈现出了一个衰落的趋势，

而其实这几个年代区间有很大的重合，甚至 N遗址 的中晚期完全包含了中期。对于 某一堆特定的来自中期垃圾，和另一堆来自中晚期的垃圾， 它们可能其实是同时的 。

嗯，我的意思就是这种离散的柱状图不太合适，应该给它们按照年代展开一下。非常幸运的是作者们发表了他们所有的、详细到每一桶浮选的原始数据，使得我们可以直接利用原始数据进行自己的解读。

下图是 S遗址 按照不同的层位结合年代整理的结果，每一条数据线的展宽代表了它的年代跨度。其中 粉红色的* 是作者发表在上面那个表格里的，而其它的圆点则是我从原始数据中每一个层位的葡萄和谷物种子数量中计算得到的。

可见作者在 表格中呈现的数据 确实是 对不同的原始数据求了平均 ，比如450-550那个42%，其实是从0%到76%平均下来的，那么他 敢不敢标个± ？

同样的操作画一下 N遗址 ：

这里的600-700也是同样，作者将11个层位的从0%到70%的比值，平均到了36%，还有两个LB（550-650）的点，直接就没有体现在正文部分的任何地方。

当然我们可以强行理解为作者是 把夏天的小麦和秋天的葡萄数据做了平均，得到了全年的比例 。 但是如果你还记得作者们的结论是这里的葡萄种植在 公元550年之后衰落 的话，上面这个N遗址的图怎么就 看上去越来越兴旺 了？

04

数据的表现形式

事实就是如此，如果看原始数据，由于年代区间严重重叠，不同堆积单位数据严重离散，是看不出来什么规律的。不过由于作者们都是我的朋友，所以让我们先友好地假设：

1）不同堆积单位求平均值能够代表一个时期的葡萄比例；

2）各个堆积单位的年代以中位数为准，即：Early Byz 早于Mid Byz早于Mid-Late Byz早于Late Byz早于Late Byz-Umayyad早于Umayyad。

如此一来，我们就可以信任作者的Table 2那个表格。由于大佬第一次给我这篇文章的时候是他们一个提交的草稿，并没有附图，所以我自己根据表格草草地画了个图是这个样子的：

当时没有见到作者的原图，我的图是用了不同的颜色代表不同的遗址，实线是葡萄的比例，虚线是加沙罐的比例。如果我们 只看葡萄 ，其实 三个遗址的 情形各不相同 ： 蓝色的S遗址 ，在MB（450-550年）达到最高，从MB-LB（550年）开始衰落，到了Umayyad（650-750年）又回光返照； 绿色的N遗址 ，在550年之前其实不高，到LB-U（550-700年）才达到最高，后面Umayyad（650-750）其实也不低； 黄色的E遗址 ，在公元550年（MB结束）之后没有任何数据。

所以，沙漠里面大概有七八个遗址，作者们挑了三个进行研究，其中有 一个在550年之后葡萄变少 ， 一个在550年之后葡萄变多 ，另 一个在550年之后葡萄和小麦都没了 ，因此得出结论： 整片沙漠里的葡萄种植在550年之后显著衰退 ？这没道理啊，于是我找作者要到了他们文章里的插图，就是上面已经出现过两次那个，为了比较方便，我把作者的图也涂成了一样的颜色，并把横坐标的年代尺度也拉到了同时。

这样就很清楚了，我和作者的图基本上一致，每条线都能对上，区别在于他们并没有画出所有的数据，而是 到650年为止 ，所以那个绿色的葡萄变多的遗址 三个数据只画了一个最少 的，那谁还能看出来它是变多了还是变少了呢？

这是文章的第8张图，也是除了地图、航空照片、田野照片、显微镜照片以及别人的马赛克图片之外， 唯一一张真正有数据的图 ，还只画了一半。整篇文章只用了 半幅图 ，就得出了 550年后葡萄变少 的结论。

同样地，我们先假设这三分之一的 S遗址非常具有代表性 ，在它的代表之下550年之后整个沙漠里 所有遗址的葡萄种子都变少 了，并且，这意味着整个沙漠里的 葡萄酒工业都衰退 了，然后继续下面的讨论。

05

因果关系的推理

正如前面所述，550年前后的主要背景事件包括： 气候变化 ， 瘟疫 。其中气候变化主要见于 欧洲的树轮记录 ，瘟疫主要见于环地中海地区的各种 文字记载 以及 墓碑 。这两种灾害都有其 有限的作用范围 ，君士坦丁堡可能有20%的人口死于瘟疫，但是不一定会传播到这么边陲的沙漠小镇，黎凡特南部的气候和欧洲也经常呈现一种偶极振荡的现象，就是那边干旱的时候这边反而湿润，那边湿润这边反而干燥，所以欧洲的气候记录不一定能解释以色列的环境变化。

虽然我也乐意头脑简单地认为 气候变化使得人们种不好葡萄 了，如果葡萄是真如作者所说那样变少了的话……但是， 这样头脑简单是不能发PNAS的 。作者在浩如烟海的文献中引用了一篇，仅此一篇（下图92），研究的是以色列南部Negev沙漠在拜占庭和伊斯兰时期的气候变化（公元300-750年）。而这篇引文的结论是 气候没什么变化 ，所以那就只能是欧洲的气候变化和瘟疫导致 购买力下降 而间接影响到了Holy land的葡萄酒出口。

为什么就这么巧地有一篇文献为本文提供了气候证据呢？也很简单，就是那篇文章的作者我们也都认识，一起挖的土，各自采样回自己实验室研究。不必多说，这篇文章也在我的reference里面， 最后一个毕业就是 要把同学们引用个遍 。

这篇文章也是开源的，感兴趣的读者可以自行取用。作者采集了拜占庭时期和伊斯兰早期的动物牙齿，测量其中的 碳氧 稳定同位素 ，从而分析牙齿生长时的 气候信息 。所以她测了若干个拜占庭时期的牙齿，和若干伊斯兰早期的牙齿，发现 稳定同位素非常稳定 ，没什么变化。我问她年代怎么确定的，她说根据发掘现场的陶器解读的。也就是说拜占庭牙齿来自出拜占庭陶器的堆积单位，伊斯兰牙齿来自出伊斯兰陶器的堆积单位。然后我问你怎么区分拜占庭中期和晚期（公元550年为界）的，她说这个问题她没考虑过，对她来说 拜占庭都一样 。

好家活，这么如雷贯耳的小冰期你都不专门挑出来分析的吗？当然我是不会放过她的，我找领队要来了她的采样记录，然后对着她的数据一个一个地查，发现， 她的 拜占庭牙齿全部都是550年之前的 。这也在她的文中得到了验证，因为她说了这么一句话：

为了确保年代是对的， 过渡时期的牙齿都没有采用 。那这个过渡时期不就是拜占庭晚期550-650年，也就是那个 小冰期的年代 么。我仍然不死心，又去找她问，你这个过渡时期是拜占庭晚期还是伊斯兰的最早期，她说我也不知道啊， 这句话好像是领队加的 ……这，就聊不下去了。

但是我大概已经得到了这篇文章的精髓：我们测量了 小冰期之前 和 小冰期之后 的动物牙齿稳定同位素，发现这两个时期的 气候没有什么区别 。 然后，我们的 葡萄文 作者，就利用了这唯一的一篇，做出判断：既然小冰期没有影响到以色列， 那只能是经济原因了 。

真是浑然天成，配合默契，无懈可击 。

◢ 写在最后 ◤

总之，这就是我过去半年以来的阴魂不散的心理阴影。大概也是我这些年来看得最认真的一篇PNAS了，为它做的图比原作者都多。倒也不是因为我闲，而是因为我有一个唯恐天下不乱的导师（那些变态的图都是她要求我画的），总是把我推出去与这两篇文章的作者试图进行 友好的学术交流 ，最后交流得人家俩人现在一个在英国，一个在美国，都不理我了。当然我也并不怪他们，连我都觉得自己这种像牛皮糖一样的行为很讨厌。

最终的结果就是，他发了一篇很好的文章，拿到了他的博士学位，去了一个更好的学校做博士后；而我引用了他的文章则被拒了，我也因为在他的文章上浪费了过多的时间所以被延期，并且又多了至少两篇文章要引。

我们都有美好的明天。

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