古生物學史

古生物學史（history of paleontology）研究人類通過化石記錄理解地球生命演化歷史的歷程。作為一門介於生物學和地質學之間的交叉學科，古生物學的起源可追溯至古代對化石的零散認知，但直到18世紀末至19世紀初，隨著喬治·居維葉對比較解剖學的系統運用和對滅絕現象的確認，古生物學才真正成為一門獨立的科學學科。

在西方，現代古生物學的發展經歷了17世紀尼古拉斯·斯坦諾開創的地層學、18世紀居維葉的比較解剖學革命、19世紀查爾斯·達爾文演化論的影響，以及20世紀以來對大滅絕事件、寒武紀大爆發和前寒武紀生命的新認識。在中國，古生物學從民國初年西方學者的考察活動起步，經過近百年的發展，憑藉得天獨厚的化石資源，已成為國際古生物學研究的重要力量。

## 早期探索：17世紀以前

早在公元前6世紀，希臘哲學家克塞諾芬尼（公元前570–480年）就認識到某些化石貝殼的有機起源，並以此論證陸地曾一度位於海水之下。希羅多德（公元前484–425年）、埃拉托斯特尼（公元前276–194年）和斯特拉波（公元前64–24年）等古代學者也都提及了海洋化石存在，顯示陸地曾位於水下。文藝復興時期的李奧納多·達·文西（1452–1519）在其未出版的手稿中得出了化石貝類曾是海洋生物的正確結論。他對遺蹟化石（如生物鑽孔和潛穴）的研究尤為超前，指出化石中的鑽孔痕跡是蠕蟲在貝殼尚未乾燥時留下的運動痕跡，被後世尊為Q2315537的奠基人。達·文西對遺蹟化石的解釋超越了之後數百年的研究水平——直到19世紀，遺蹟化石仍常被誤認為是海藻（fucoids）。

在伊斯蘭世界，11世紀的波斯博物學家伊本·西那（Avicenna）在其《治癒之書》（1027年）中提出了石化的流質（succus lapidificatus）理論來解釋化石的成因，這一理論在14世紀經薩克森的阿爾伯特進一步闡發後，被16世紀的大多數博物學家所接受。

在宋代中國，沈括（1031–1095）利用太行山中的海洋貝殼化石推斷出地質地貌變遷和海岸線的移動。1088年，他在延安發現了地下埋藏的石化竹子，據此提出了關於氣候變化的理論——延安當時屬於乾旱氣候區，並不適合竹子生長。沈括的工作比歐洲同類觀察早了數百年。後世學者將其視為中國古生物學早期的傑出代表。

16世紀，歐洲的博物學家開始廣泛收集化石和礦物標本，並建立了系統的收藏櫃（cabinet of curiosities）。康拉德·格斯納在1565年出版的化石著作中首次詳細描述了這樣的收藏櫃，他的研究者網路直接預示了17世紀科學團體的形成。

## 古生物學的誕生：17–18世紀

17世紀啟蒙時代的自然哲學變革深刻影響了化石研究。1667年，尼古拉斯·斯坦諾發表了一篇關於鯊魚頭顱解剖的論文，將鯊魚牙齒與常見的化石「舌石」（glossopetrae）進行了比較，得出結論：這些化石就是鯊魚牙齒。1669年，斯特諾的《固體中天然固體的先驅論文》出版，他首次區分了在岩石中形成的晶體和外部進入的化石，認識到某些岩石是由水平沉積層的連續堆積形成的，化石則是被掩埋在沉積物中的生物遺骸。這一工作奠定了地層學的基礎。

羅伯特·胡克在1665年出版的《顯微圖譜》中比較了石化木和普通木材，提出了「含石質粒子的水浸透」而形成石化的理論，並挑戰了化石是「土地中某種非凡的可塑力量形成的石頭」的流行觀點。胡克還準備接受某些化石可能代表已經滅絕的物種。

18世紀末，喬治·居維葉在1796年提交了關於現存和化石象類的論文，通過比較解剖學首次證實猛獁象和乳齒象是不同於印度象和非洲象的獨立物種，且均已滅絕。此後他又鑑定了南美的大地懶（Megatherium）化石。居維葉的工作確立了滅絕這一概念的科學地位。他的災變論認為地球歷史上曾發生過多次災難性事件，每次災難後都會有一批新物種出現。同一時期，威廉·史密斯利用化石進行地層對比，創立了化石順序律（principle of faunal succession），繪製了首張英格蘭地質圖。史密斯的發現使化石成為識別和對比地層的關鍵工具。

## 19世紀的全面發展

1822年，法國學者亨利·馬里·杜克羅泰·德·布蘭維爾首次使用「paléontologie」一詞指代通過對化石研究古代生物的科學。19世紀上半葉，瑪麗·安寧在英國的萊姆里吉斯發現了最早的魚龍（1811年）和蛇頸龍（1821/1823年）骨架化石，她還發現所謂的「胃石」其實是糞化石，為理解古代食物鏈提供了重要線索。

在北美，19世紀後半葉的「化石戰爭」中，奧塞內爾·查利斯·馬什和愛德華·德林克·科普競相發現大量恐龍化石，極大地推動了古脊椎動物學的發展。這場激烈的科學競賽產生了異特龍、梁龍、三角龍等眾多著名恐龍屬種，也促進了美國西部的地質調查。

1820至30年代，英國地質學家威廉·巴克蘭描述了斑龍（Megalosaurus），吉迪恩·曼特爾描述了禽龍（Iguanodon），這些發現與瑪麗·安寧的魚龍和蛇頸龍一起，共同構成了恐龍研究的早期基礎。居維葉在1804年描述了巴黎盆地的古獸馬（Palaeotherium）和缺齒獸（Anoplotherium）等哺乳動物化石，並繪製了最早的古生物復原圖，被視為古藝術的雛形。

法國植物學家Q73990在1828年發表了關於化石植物歷史的研究，將植物史分為四個階段，奠定了古植物學的基礎，並證明了地球氣候在歷史上的變化。

1859年查爾斯·達爾文發表《物種起源》後，古生物學的重心轉向了理解演化路徑，包括人類演化。大量過渡化石被陸續發現，為達爾文演化論提供了有力支持。

## 中國古生物學的百年曆程

根據古生物學家周忠和的回顧，中國古生物學經歷了三個主要發展階段：

### 西方學者的早期考察（1920年代以前）

19世紀60年代至20世紀初，西方探險家和傳教士率先在中國進行了化石考察和採集。1860年代，法國神父阿爾芒·戴維在遼西採集了魚類化石（戴氏狼鰭魚）。英國學者理察·歐文早在1870年就發表了關於中國哺乳動物化石的論文。美國學者Q377078、德國學者費迪南德·馮·李希霍芬、瑞典學者斯文·赫定和安特生等人均在華開展了系統的地質調查和化石採集。這些化石大多被運往國外博物館收藏。

### 中國古生物學的誕生（1920–1949年）

1920年代，中國學者開始萌發「中國化石應當留在中國」的強烈意識。1929年周口店北京猿人頭蓋骨的發現（裴文中）產生了重要的國際影響，至1937年共發掘出包括五個完整頭骨在內的約四十個個體的北京猿人材料和大量動物化石。

中國古生物學的誕生首先歸功於丁文江——中國地質學的主要奠基人。1913年他在工商部開辦地質研究所，親自教授古生物學，被胡適稱為「中國人第一次教古生物學」。1916年，他與章鴻釗、翁文灝一起組建農商部地質調查所。1920年，丁文江邀請美國古生物學家葛利普（Amadeus W. Grabau）到北京大學地質系任教，同時擔任地質調查所古生物室主任，標誌著中國古生物學系統研究的起點。葛利普在中國工作至1946年去世，培養了一批傑出的地質古生物學家，包括楊鍾健、樂森璕、斯行健、裴文中、黃汲清、趙金科等。

此後，中國學者開始出版自己的研究成果。1922年葛利普協助創刊了《中國古生物志》。1929年中國古生物學會在北平成立，孫雲鑄為首任會長。1938年，楊鍾健開始了以雲南祿豐恐龍動物群為重點的研究，此後成為「中國古脊椎動物學之父」，英國自然歷史博物館至今將他的畫像與達爾文、歐文等學者的肖像懸掛在一起。同一時期，尹贊勛、盧衍豪等人在西南地區開展了大量古生代地層古生物研究。

### 中華人民共和國成立以來的發展（1949年至今）

新中國成立後，古生物學研究逐步體系化。1951年中國科學院南京地質古生物研究所成立，成為亞洲最大的古生物學研究所。同年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（前身為1929年成立的新生代研究室）在北京成立，成為中國唯一的古脊椎動物學與古人類學研究機構。1953年《古生物學報》誕生，1957年楊遵儀等人出版了第一部中文《古生物學教程》。

從1949年到1970年代，由於國家生產建設（油田、煤田等礦產探尋）和編制1:20萬地質圖的需要，大批地層古生物學家應運而生。中國古生物學家在全國各地開展了大量野外考察，包括祁連山、珠穆朗瑪峰、青藏高原和南極等地區的科學考察。

1978年改革開放後，中國古生物學進入了新的發展階段。1984年，侯先光在雲南澄江發現了澄江生物群（寒武紀早期），這一發現被學者稱為「二十世紀最驚人的科學發現之一」。

1990年代，遼寧省的熱河生物群發現了保存精美的帶羽毛恐龍和早期鳥類化石，在國際上引起轟動。孔子鳥（Confuciusornis）、原始熱河鳥（Sinosauropteryx）和小盜龍（Microraptor）等化石的發現，為鳥類起源於恐龍的假說提供了關鍵證據。中國東北地區成為世界研究鳥類起源的熱點。

2001年，美國《Science》期刊以「精美的中國化石為生命史書增添新篇章」為題專題介紹中國古生物學研究，這是該刊首次為一個中國科學分支領域開闢如此多的版面。進入21世紀，中國已擁有「世界上最好的化石和最好的古生物學家」。中國學者已成功讓十顆地層界線「金釘子」落戶中國，在國際地層學領域占據了重要地位。

## 20世紀以來的當代發展

20世紀後半葉，古生物學的關注點從單純描述化石轉向理解生物演化的機制和模式。對白堊紀-古近紀滅絕事件（K-Pg滅絕事件）的研究改變了人們對大滅絕在生命演化中作用的認識。對寒武紀大爆發和埃迪卡拉生物群的研究將人類對複雜生命的認知推向了前寒武紀時期。

Q17113916、CT掃描和同步輻射等新技術的應用，使得從化石中提取古DNA和古蛋白質成為可能，極大拓展了對系統發生學和演化發育生物學的理解。對過渡化石的系統研究已為脊椎動物各類群之間的親緣關係提供了大量證據。在人類演化領域，中國學者在周口店基礎上繼續推進，在湖北、安徽、河北等地也發現了重要的古人類化石遺址。

中國學者在帶羽毛恐龍、早期鳥類和前寒武紀古生物學領域的持續發現，繼續推動著古生物學向前沿發展。中國已成功將十顆全球金釘子落戶中國，並在澄江生物群、熱河生物群和甕安生物群等世界級化石庫的研究中占據領先地位。2001年，《科學》雜誌為中國古生物學開闢專題，2009年《自然》高級編輯紀瑞（Henry Gee）高度評價了中國古生物學研究的國際地位。