方舟子：化石是怎么回事（上）

化石是保存在岩石中的古生物遗骸或遗迹，这在今天是众所周知的事实，即使是最顽固的神创论者，对此也不会有什么争论。但对古人来说，这个事实却不是那么显而易见的，直到18世纪，科学界对化石是不是源自生物体，还充满了争议。

国内有的文章称，北宋沈括(1031-1095)最先揭示化石成因，比达·芬奇早了400多年。沈括在《梦溪笔谈》中的确提到，在太行山崖间有螺蚌壳，据此认为这一地带过去乃是海滨。此前唐朝书法家颜真卿(709-785)在《麻姑仙坛记》已有“高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”的说法。比沈括稍后的朱熹 (1130-1200)也提到：“常见高山有螺蚌壳，或生石中，此石即旧日之土，螺蚌即水中之物。”他们说的螺蚌壳，实际上是贝壳化石，但是他们显然是把它们当成了真正的贝壳，他们的这些说法也并没有涉及到化石的来源。

贝壳化石与现在的贝壳非常相似，并不难推测它们的来源。古希腊人比中国古人早了一千多年就已有类似的说法。第一个较为准确地指出化石的来源的，是古希腊哲学家色诺芬尼(公元前570-480)。他在内陆和山上发现了贝壳，在意大利西西里岛的采石场发现了鱼和海草的化石，又在马耳他岛发现了各种海洋动物的化石，据此得出了一个在当时相当超前的结论：山脉必定曾经位于海中，地球在历史上多次交替出现世界性大洪水和干涸。此后几位古希腊哲学家也都表示了类似的观点。

要接受这种观点，首先必须相信世界是非常古老的。这对古希腊哲学家来说不是个问题。但是到基督教在西方世界占据统治地位后，人们的世界观就完全不同了。在基督教看来，世界是在几千年前由上帝在六天内创造出来的，这样的世界观让人们对化石感到疑惑不解。既然世界历史这么短，显然不能认为化石是生物体经历了长期的历史过程而遗留下的遗迹。何况化石的种类、形态是如此繁多，它们的成因似乎也应该是多种多样的。比如恐龙、大型古哺乳动物的骨骼化石，很容易看出它们是骨头，但是在现存生物中又找不到对应的部分，因此它们就被认为是古代巨人或神话动物的遗骨。类似的，中国古人也把这类化石当成“龙骨”，要么是龙死去后的遗骨，要么是龙脱胎换骨时蜕下的。

大多数化石并不像贝壳或鱼化石那么好辨认。许多化石与当时人们已知的生物都没有相似之处，因此很难让人把它们与生物体联系起来。例如尖锥状的箭石(头足纲动物的内壳化石)和海百合化石。某些海百合化石有星状图案，这类化石就被认为是流星陨落后的产物，称为“星石”。当时人们说的“化石”指从地下挖出来的所有东西，岩石、矿石、宝石也包括在内。这种分类的混乱也导致了认识上的混乱，看上去不像生物体的化石理所当然地被归为了某种矿石。

有些化石看上去与现存的动物很像，但是当时流行的观点却认为，它们是和生物体没有任何关系的自然形成的石头图像，是由存在于石头中的神秘“塑造力”形成的。有些人相信它们是生物体的遗迹，是被诺亚大洪水淹死的动物遗留下来的。离奇一点的观点则认为，它们是动物交配时精液溅到岩石上长出来的类似生命的东西。还有人认为，它们也许是魔鬼的恶作剧，是为了破坏人们对上帝的信仰。

想要对化石有正确的认识，首先必须冲破基督教世界观的束缚，而这只有到了文艺复兴时期才有可能。在1500年左右，达·芬奇(1452-1519)试图复活古希腊哲学家对化石的看法。他注意到，在意大利北部亚平宁山脉的岩石里有贝壳和珊瑚化石，那里离海岸很远，这些海洋生物化石是怎么来的呢？有人认为是诺亚大洪水把它们从海里冲到山上来的。达·芬奇认为这是不可能的，因为据说诺亚大洪水是下暴雨引起的，雨水会携带着东西流向大海，而不是相反地把海里的东西冲到陆地。而且许多贝壳化石太脆，经不起长途跋涉。贝壳分布在不同的岩层，也不像是一次大洪水造成的。

达·芬奇在其笔记中提出这样一个设想来解释岩石中的贝壳化石是怎么来的：河水流到大海时，浑浊河水中的泥沙沉淀下来，也把贝壳埋在了泥土中。由于缺少养料，这些贝壳死去了。随着时间的推移，海平面降低，海水消退，泥土变成了岩石，贝壳跟着变成了化石。达·芬奇不是最早想到化石与地质变化的关系的人，但是最早对此做了系统的论述。可惜，他生前没有发表这些离经叛道的说法，没有造成任何影响。

1565年，瑞士医生、博物学家格斯勒(1516-1565)出版了一本小册子《论化石物体》。这并不是历史上第一部化石专著，但有两点让它显得很突出。首先，它包括了大量化石插图，是根据他本人和同事的化石收藏绘制的。以前类似著作很少有插图。其次，他尝试对化石进行较为合理的分类。此时“化石”仍然包括岩石、矿石、宝石等在内。他将它们分成15类。尽管格斯勒并没有意识到化石是生物体的遗迹，但是他通过插图以及把化石与生物体比较进行分类，突出了化石与生物体的相似性，促使人们去思考这些问题：化石是不是生物体的遗迹？它们是怎么进入岩石的？它们是什么时候进入岩石的？生物体是怎么变成化石的？但是还要再过100年，才有人开始通过科学研究来回答这些问题。

经济观察报 作者：方舟子 留美学者，生物化学博士smfang@yahoo.com