古人们对化石的争议：化石是否来自生物体？

科学大争论

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，对此也不会有什么异议。但是对古人来说，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。

国内有文章称，北宋沈括最先揭示化石成吲，

比达·芬奇早了400余年云。沈括在《梦溪笔淡》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》中已有“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，并不能据此说明他们对化石的来源已有正确的认识。

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1000余年就已有类似的说法。第一个较为准确地指出化石来源的是古希腊哲学家色诺芬尼。

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，叉在马耳他岛发现了各种海洋动物的化石。据此，他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，世界是几千年前由上帝在6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。既然世界的历史这么短，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(乌贼等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某种矿石。

有些化石看上去与现存的动物很像，但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，但是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。但达-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。他还发现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致成败更多的靠运气，企业难于积累。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关系的人，但他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，瑞士医生和博物学家格斯勒出版了一本小册子——《论化石物体》。这并不是历史上第一部化石专著，但是有两点让它显得很突出。一是它包括了大量的化石插图，是根据格斯勒本人和同事的化石收藏绘制的。以前有关化石的著作很少有插图。其次，格斯勒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)。格斯勒将它们分成15类。这些分类在今天看来有的当然显得很奇怪，例如他把棘皮动物化石、新石器时代的石斧、矿石归为一类，把名称与鸟有关的石头都归为另一类。但是有的分类是根据化石与现存生物的相似性来划分的，例如“外观像珊瑚”、“外观像海草”、“外观像昆虫和蛇”的分类。

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。

17世纪下半叶，化石真正成为了科学研究的对象。几名博物学家先后令人信服地证明了化石必定是生物体的遗迹。其中最早发表其研究成果的是英国博物学家、物理学家罗伯特·胡克。

在1665年出版的《显微图谱》一书中，胡克描述了他用显微镜观察一块腐朽的橡木和木炭，并将它们和石化木做对比。他指出，石化木不仅有木头的形状、构造，而且它上面的微孔与几种木头的微孔十分相似。

当然，石化木和木头也存在着一些差异，一名合格的科学家不应对此视而不见，不仅要报告对自己有利的证据，也要能解释不利的事实。胡克详细地列出了7个不同之处：①石化木比木头重；②石化木像燧石一样硬：③石化木的微孔显得比其他部分黑；④石化木无法燃烧；⑤滴几滴醋到石化木上，会产生许多泡沫；⑥石化木像燧石一样易碎；⑦石化木摸上去和木头非常不同，感觉比木头冷，更像矿石。

这7条差异中，除了第3条，都是石化木作为一种石头所应该有的属性。对第3条，胡克也给出了合理的解释：石化木的微孔不是宅的，而是由更暗淡的物质填满了。这样，胡克不仅指出了石化木与石头的相似之处，也解释了它们之间的差异之处，说明了石化木就是石化了的木头。

由于石化木与木头很像，并不难猜测它们之间的关系，沈括的《梦溪笔谈》中就有河岸崩塌，发现地下有一片竹笋，“凡数百茎，根干相连，悉化为石”的说法。但是胡克并不只是简单地下断言，而是做出了正反两方面的详细论证。他进而推广到了其他化石，得出结论说，化石的形成不是由于石头中的“塑造力”，而是来自生物体，这些生物体被洪水、地震或其他自然力量带到了某个地方，被填上了泥浆、黏土、带泥沙的水或其他物质，随着时间的推移逐渐变硬，“浇铸”出了“有图像的石头”。

与此同时，在欧洲大陆也有人做类似的研究。1666年，意大利托斯卡纳的渔民抓到了一条大鲨鱼，托斯卡纳大公命令将它的头送给正在当地行医的丹麦博物学家尼古拉斯·斯蒂诺研究。斯蒂诺解剖后发现，这种鲨鱼的牙齿与一种被称为“舌石”的石头非常相似。人们很早以前就在马耳他岛发现了奇怪的类似舌头的石头，古罗马博物学家老普利尼认为它们是在月亏的时候从天上掉下来的，也有人认为它是在岩石中自然而然地形成的。斯蒂诺注意到这些石头的形态与鲨鱼的牙齿相同，只是要大得多，因此他推断“舌石”是古代大型鲨鱼的牙齿化石。

第2年斯蒂诺向伦敦的皇家学会提交了论文公布其发现。这是第一篇研究化石的科学论文。

那么鲨鱼的牙齿是怎么跑到岩石或岩层里头去的呢?斯蒂诺推断，包含化石的岩石必定曾经是沙，所以生物体能被埋在里头，之后沙才石化成了岩石。斯蒂诺进而推断，最先沉淀形成的岩石位于最底层，后来沉淀的岩石位于上面，越往上的岩层越年轻，岩层的分布反应了地球的历史事件。斯蒂诺在1669年发表的一篇《论文绪论》概括了这些原则，被认为是地质学的奠基之作。但是在这篇绪论发表后不久，斯蒂诺就皈依天主教，不再从事科学研究，论文没了下文，有待后人进一步的阐述。