化石是保存在巖石中的古生物遺骸或遺跡，這在今天是眾所周知的事實(shí)，即使是最頑固的神創(chuàng)論者，對(duì)此也不會(huì)有什么異議。但是對(duì)古人來說，這個(gè)事實(shí)卻不是那么顯而易見的，直到18世紀(jì)，科學(xué)界對(duì)化石是不是源自生物體，還充滿了爭議。

國內(nèi)有文章稱，北宋沈括最先揭示化石成吲，比達(dá)·芬奇早了400余年云。沈括在《夢(mèng)溪筆淡》中的確提到，在太行山崖間有螺蚌殼，據(jù)此認(rèn)為這一地帶過去乃是海濱。此前，唐朝書法家顏真卿(709--785)在《麻姑仙壇記》中已有“高石中猶有螺蚌殼，或以為桑田所變”的說法。比沈括稍后的朱熹也提到，“常見高山有螺蚌殼，或生石中，此石即舊日之土，螺蚌即水中之物”。他們說的螺蚌殼，實(shí)際上是貝殼化石，但是他們顯然是把它們當(dāng)成了真正的貝殼，并不能據(jù)此說明他們對(duì)化石的來源已有正確的認(rèn)識(shí)。

貝殼化石與現(xiàn)在的貝殼非常相似，并不難推測(cè)它們的來源。古希臘人比中國古人早了1000余年就已有類似的說法。第一個(gè)較為準(zhǔn)確地指出化石來源的是古希臘哲學(xué)家色諾芬尼。他在內(nèi)陸和山上發(fā)現(xiàn)了貝殼，在意大利西西里島的采石場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了魚和海草的化石，叉在馬耳他島發(fā)現(xiàn)了各種海洋動(dòng)物的化石。據(jù)此，他得出了一個(gè)在當(dāng)時(shí)相當(dāng)超前的結(jié)論：山脈必定曾經(jīng)位于海中，地球在歷史上多次交替出現(xiàn)世界性大洪水和干涸。此后，幾位古希臘哲學(xué)家也都表示了類似的觀點(diǎn)。

要接受這種觀點(diǎn)，首先必須相信世界是非常古老的。這對(duì)古希臘哲學(xué)家來說不是個(gè)問題。但是到基督教在西方世界占據(jù)統(tǒng)治地位后，人們的世界觀就完全不同了。在基督教看來，世界是幾千年前由上帝在6天內(nèi)創(chuàng)造出來的，這樣的世界觀讓人們對(duì)化石感到疑惑不解。既然世界的歷史這么短，顯然不能認(rèn)為化石是生物體經(jīng)歷了長期的歷史過程而遺留下的遺跡。何況化石的種類、形態(tài)是如此繁多，它們的成因似乎也應(yīng)該是多種多樣的。

比如恐龍、大型古哺乳動(dòng)物的骨骼化石，很容易看出它們是骨頭，但是在現(xiàn)存生物中又找不到對(duì)應(yīng)的部分，因此它們就被認(rèn)為是古代巨人或神話動(dòng)物的遺骨。類似的，中國古人也把這類化石當(dāng)成“龍骨”，要么是龍死去后的遺骨，要么是龍脫胎換骨時(shí)蛻下的。

大多數(shù)化石并不像貝殼或魚化石那么好辨認(rèn)。許多化石與當(dāng)時(shí)人們已知的生物都沒有相似之處，因此很難讓人把它們與生物體聯(lián)系起來，例如尖錐狀的箭石(烏賊等頭足綱動(dòng)物的內(nèi)殼化石)和海百合化石。某些海百合化石有星狀圖案，這類化石就被認(rèn)為是流星隕落后的產(chǎn)物，稱為“星石”。當(dāng)時(shí)人們說的“化石”指從地下挖出來的所有東西，巖石、礦石、寶石也包括在內(nèi)。這種分類的混亂也導(dǎo)致了認(rèn)識(shí)上的混亂，看上去不像生物體的化石理所當(dāng)然地被歸為某種礦石。

有些化石看上去與現(xiàn)存的動(dòng)物很像，但當(dāng)時(shí)流行的觀點(diǎn)卻認(rèn)為它們是和生物體沒有任何關(guān)系的自然形成的石像，是由存在于石頭中的神秘“塑造力”形成的。有些人相信它們是生物體的遺跡，但是是被諾亞大洪水淹死的動(dòng)物遺留下來的。離奇一點(diǎn)的觀點(diǎn)則認(rèn)為，它們是動(dòng)物交配時(shí)精液濺到巖石上長出來的類似生命的東西。還有人認(rèn)為它們也許是魔鬼的惡作劇，是為了破壞人們對(duì)上帝的信仰。

想要對(duì)化石有正確的認(rèn)識(shí)，首先必須沖破基督教世界觀的束縛，而這只有到了文藝復(fù)興時(shí)期才有可能。在1500年左右，達(dá)·芬奇試圖復(fù)活古希臘哲學(xué)家對(duì)化石的看法。他注意到在意大利北部亞平寧山脈的巖石里有貝殼和珊瑚化石，那里離海岸很遠(yuǎn)，這些海洋生物化石是怎么來的呢?有人認(rèn)為是諾亞大洪水把它們從海里沖到山上來的。但達(dá)-芬奇認(rèn)為這是不可能的，因?yàn)閾?jù)說諾亞大洪水是下暴雨引起的，雨水會(huì)攜帶著東西流向大海，而不是相反地把海里的東西沖到陸地；而且許多貝殼化石太脆，經(jīng)不起長途跋涉。他還發(fā)現(xiàn)貝殼分布在不同的巖層，也不像是一次大洪水造成的。

達(dá)·芬奇在其筆記中提出這樣一個(gè)設(shè)想來解釋巖石中的貝殼化石是怎么來的：河水流到大海時(shí)，渾濁河水中的泥沙沉淀下來致成敗更多的靠運(yùn)氣，企業(yè)難于積累。也把貝殼埋在了泥土中。由于缺少養(yǎng)料，這些貝殼死去了。隨著時(shí)間的推移，海平面降低，海水消退，泥土變成了巖石，貝殼跟著變成了化石。達(dá)·芬奇不是最早想到化石與地質(zhì)變化關(guān)系的人，但他最早對(duì)此做了系統(tǒng)的論述。可惜，他生前沒有發(fā)表這些離經(jīng)叛道的說法，沒有造成任何影響。

1565年，瑞士醫(yī)生和博物學(xué)家格斯勒出版了一本小冊(cè)子——《論化石物體》。這并不是歷史上第一部化石專著，但是有兩點(diǎn)讓它顯得很突出。一是它包括了大量的化石插圖，是根據(jù)格斯勒本人和同事的化石收藏繪制的。以前有關(guān)化石的著作很少有插圖。其次，格斯勒嘗試對(duì)化石進(jìn)行較為合理的分類(此時(shí)化石仍然包括巖石、礦石、寶石等在內(nèi))。格斯勒將它們分成15類。這些分類在今天看來有的當(dāng)然顯得很奇怪，例如他把棘皮動(dòng)物化石、新石器時(shí)代的石斧、礦石歸為一類，把名稱與鳥有關(guān)的石頭都?xì)w為另一類。但是有的分類是根據(jù)化石與現(xiàn)存生物的相似性來劃分的，例如“外觀像珊瑚”、“外觀像海草”、“外觀像昆蟲和蛇”的分類。

盡管格斯勒并沒有意識(shí)到化石是生物體的遺跡，但是他通過插圖以及把化石與生物體比較進(jìn)行分類，突出了化石與生物體的相似性，促使人們?nèi)ニ伎歼@些問題：化石是不是生物體的遺跡?它們是怎么進(jìn)入巖石的?它們是什么時(shí)候進(jìn)入巖石的?生物體是怎么變成化石的?但是還要再過100年，才有人開始通過科學(xué)研究來回答這些問題。

17世紀(jì)下半葉，化石真正成為了科學(xué)研究的對(duì)象。幾名博物學(xué)家先后令人信服地證明了化石必定是生物體的遺跡。其中最早發(fā)表其研究成果的是英國博物學(xué)家、物理學(xué)家羅伯特·胡克。在1665年出版的《顯微圖譜》一書中，胡克描述了他用顯微鏡觀察一塊腐朽的橡木和木炭，并將它們和石化木做對(duì)比。他指出，石化木不僅有木頭的形狀、構(gòu)造，而且它上面的微孔與幾種木頭的微孔十分相似。

當(dāng)然，石化木和木頭也存在著一些差異，一名合格的科學(xué)家不應(yīng)對(duì)此視而不見，不僅要報(bào)告對(duì)自己有利的證據(jù)，也要能解釋不利的事實(shí)。胡克詳細(xì)地列出了7個(gè)不同之處：①石化木比木頭重；②石化木像燧石一樣硬：③石化木的微孔顯得比其他部分黑；④石化木無法燃燒；⑤滴幾滴醋到石化木上，會(huì)產(chǎn)生許多泡沫；⑥石化木像燧石一樣易碎；⑦石化木摸上去和木頭非常不同，感覺比木頭冷，更像礦石。

這7條差異中，除了第3條，都是石化木作為一種石頭所應(yīng)該有的屬性。對(duì)第3條，胡克也給出了合理的解釋：石化木的微孔不是宅的，而是由更暗淡的物質(zhì)填滿了。這樣，胡克不僅指出了石化木與石頭的相似之處，也解釋了它們之間的差異之處，說明了石化木就是石化了的木頭。

由于石化木與木頭很像，并不難猜測(cè)它們之間的關(guān)系，沈括的《夢(mèng)溪筆談》中就有河岸崩塌，發(fā)現(xiàn)地下有一片竹筍，“凡數(shù)百莖，根干相連，悉化為石”的說法。但是胡克并不只是簡單地下斷言，而是做出了正反兩方面的詳細(xì)論證。他進(jìn)而推廣到了其他化石，得出結(jié)論說，化石的形成不是由于石頭中的“塑造力”，而是來自生物體，這些生物體被洪水、地震或其他自然力量帶到了某個(gè)地方，被填上了泥漿、黏土、帶泥沙的水或其他物質(zhì)，隨著時(shí)間的推移逐漸變硬，“澆鑄”出了“有圖像的石頭”。

與此同時(shí)，在歐洲大陸也有人做類似的研究。1666年，意大利托斯卡納的漁民抓到了一條大鯊魚，托斯卡納大公命令將它的頭送給正在當(dāng)?shù)匦嗅t(yī)的丹麥博物學(xué)家尼古拉斯·斯蒂諾研究。斯蒂諾解剖后發(fā)現(xiàn)，這種鯊魚的牙齒與一種被稱為“舌石”的石頭非常相似。人們很早以前就在馬耳他島發(fā)現(xiàn)了奇怪的類似舌頭的石頭，古羅馬博物學(xué)家老普利尼認(rèn)為它們是在月虧的時(shí)候從天上掉下來的，也有人認(rèn)為它是在巖石中自然而然地形成的。斯蒂諾注意到這些石頭的形態(tài)與鯊魚的牙齒相同，只是要大得多，因此他推斷“舌石”是古代大型鯊魚的牙齒化石。第2年斯蒂諾向倫敦的皇家學(xué)會(huì)提交了論文公布其發(fā)現(xiàn)。這是第一篇研究化石的科學(xué)論文。

那么鯊魚的牙齒是怎么跑到巖石或巖層里頭去的呢?斯蒂諾推斷，包含化石的巖石必定曾經(jīng)是沙，所以生物體能被埋在里頭，之后沙才石化成了巖石。斯蒂諾進(jìn)而推斷，最先沉淀形成的巖石位于最底層，后來沉淀的巖石位于上面，越往上的巖層越年輕，巖層的分布反應(yīng)了地球的歷史事件。斯蒂諾在1669年發(fā)表的一篇《論文緒論》概括了這些原則，被認(rèn)為是地質(zhì)學(xué)的奠基之作。但是在這篇緒論發(fā)表后不久，斯蒂諾就皈依天主教，不再從事科學(xué)研究，論文沒了下文，有待后人進(jìn)一步的闡述。(待續(xù))

(張小寧 插畫)