人类对“我和我周围的世界从哪里来”持续不断的探索欲，推动我们深入研究地层和化石中隐藏的信息，逐步揭示地球生命的演化历史，这就形成了古生物学。从老普林尼到沈括，古人在探索科学的早期就表现出了对化石和古生物的极大兴趣。即使是现代古生物学，也已经经过200多年的发展，绘制出了一幅波澜壮阔、引人入胜的地球生命演化长卷。不过，这幅长卷上还存在一些大块的空白，而如果你凑近仔细审视，会发现长卷的分辨率不高，画面的大部分细节仍然很不清楚。

技术引领发展
这幅生命演化长卷是许多代古生物学者共同劳动的成果，古往今来的古生物学者始终勤奋而又富有探索精神，但使用的工具和方法、思考的范式随着学科的发展不断地变化，且多数时候是向着复杂化、定量化“进化”。早期，古生物学者主要的研究工具是放大镜和稿纸，技术工作主要是化石清修、翻模和拍照。今天，古生物室内研究工作主要是和计算机打交道。从人人都会用的文稿写作、软件制图，到复杂的数字三维重建、数据库搭建、有限元功能形态分析、基于编程语言的宏演化数理统计分析、古DNA生物信息学研究等，无一不在计算机平台上完成。古生物学者的办公室里通常除了标本，还放了许多台计算机。
古生物学还与一些最高精尖的大科学装置产生了密切的联系，这主要是对化石分析研究的范围和尺度不断拓展的结果。古生物学关注的信息并不仅限于外观，还包括了生物内部结构等大量形状信息，这就需要有探查化石内部的手段。我国著名古鱼类学家张弥曼院士曾经在20世纪70年代使用连续磨片技术对长仅2厘米的杨氏鱼头骨进行了精细研究，重建了脑腔、神经和血管的蜡质模型。这是传统的有损研究方法能达到的极限，虽然也能揭示化石的内部形态，但它会损毁化石，且极为费时费力。
过去20年，计算机断层扫描（CT）技术的蓬勃发展在古生物学领域掀起了一场革命。CT技术可以重建化石内部的精确三维形态，同时不会对化石造成任何损坏。CT技术甚至可以在很大程度上用“数字清修”取代有可能对标本本身造成损害的传统机械和酸蚀清修过程，从而在计算机数字平台上精确、可重复地还原出化石本身的形态。
技术的不断进步带来了越来越多的惊喜。化石是最有挑战性的CT扫描对象之一，甚至可以说，化石扫描的需求在某种程度上也对CT技术的发展有一份贡献。相比普通X光，同步辐射光源能提供亮度更高、相干性好、近乎平行的X光束，能大大提高扫描的衬度和空间分辨率上限，提供亚微米级的显微三维内部形态和组织学信息。我国正在北京建设的大科学装置——新的第五代同步辐射光源，有一个线站会专门用于化石扫描，未来将有大量新成果在这里涌现。
技术进步引领学科爆发式发展的另一个范例是古DNA研究。在这之前，生物学家通过对现生生物基因测序，也可以推断它们之间的亲缘关系远近、彼此如何演化等信息。但是，正如仅仅研究现代生物，我们不可能知道地球历史上存在过恐龙、翼龙、巨齿鲨一样，仅仅研究现代生物的基因，也无法得出基因演化史的完整画卷。随着技术手段的成熟，我们已经有可能在降解为大量短链并存在严重外源污染的古代DNA中获取可靠的特定基因信息，这无疑为研究最近数十万年的地球生命演化史打开了新的大门。

预见未来，前路开阔
未来的古生物学会走向何方？人们对古生物学研究常常有两个刻板印象：一是“冷门学科”，二是“小作坊式研究”。尽管参与人员、投入资金确实较少，但从其在科学史的地位来看，古生物学并不是特别冷门的学科。不过，小作坊式研究的现状是存在的。未来，大规模开展研究组与研究组、单位与单位、领域与领域、学科与学科间的合作一定是研究的主流，也是必经的道路，这能够真正将古脊椎动物、古无脊椎动物、古植物和地球环境的演变研究有机结合起来，研究的目的也将从仅仅描述现象，进一步拓展到讨论宏演化机制，揭示现代地球生态格局成因。
未来科学界大的范式升级，乃至可能改变人类社会的技术革命将在多大程度上影响古生物学研究？改变是必然会发生的。现在还原的生命演化过程尽管拥有确凿的框架，但许多细节和理论的置信度不如数学、物理等学科，这主要是由于生命是复杂系统，很难通过还原论研究方法得到完整的解释，而古生物学要研究的又是生命这一复杂系统，在物种、种群、生态系统和地球环境这些同样复杂的系统中长时间尺度下的变化，可以说是难上加难。随着贝叶斯主义认识论的兴起，古生物学研究也和许多其他学科一样，对输入数据（先验条件）提出了越来越高的要求，这样才能快速逼近解释生命演化现象的最优理论。
未来，世界上最珍贵的资源可能就是数据。过去的学者穷尽一生收集，甚至接触到的数据都是有限的，他个人的研究也就只能建立在这些有限的数据之上。未来，许多科学领域的发展趋势一定是在大的、穷尽式的数据库基础上进行分析，这就对数据的标准化收集和开放共享提出了尖锐的要求。在全球化进程遇到极大挑战的今天，古生物学可能是少数能够突破国家间竞争和壁垒，走向开放和共享的科学研究领域，也许能在这方面起到示范和引领作用。
我们憧憬，未来的古生物学家看着今天在计算机屏幕前忙碌的我们，就像我们看着一手拿放大镜一手拿香烟，面前放着稿纸的前辈一样。但共通不变的是，科学研究仍然会是人类智力劳动的结晶。随着古生物学科的发展，波澜壮阔的地球生命演化长卷将更加完整，细节将更加清晰，古生物学甚至可能对预测地球及其生命未来的走向、寻找地外生命或类似生命的复杂系统，作出学科的一份贡献。

朱敏，中国科学院院士，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。
朱幼安，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“杨钟健”青年研究员。