我們不難發現，不論是小孩、大人甚至科學家都喜歡恐龍。為什麼呢？孩子們對恐龍有著天生的好奇心，同時，恐龍問題是人類科學面臨的最基本的一些問題，科學家們也十分想解答。而暗物質滅絕恐龍理論，也成了恐龍研究的過程中最有意思的小故事……
出品："SELF格致論道講壇"公眾號（ID：SELFtalks）
以下內容為中科院古脊椎動物與古人類研究所徐星演講實錄：
恐龍是孩子們最愛的動物之一，為什麼孩子們會喜歡恐龍呢？我想，有一個原因，是孩子們天生的好奇心，他們想知道世界上各種各樣的事情。比如，恐龍最明顯的特徵就是身形巨大，他們會想，為什麼恐龍會長這麼大呢？
另外，恐龍世界有很多明星，比如霸王龍、三角龍。我們都是「追星族」，既喜歡人類世界中的明星，也喜歡大自然當中的明星，這些可能都是同學們喜歡恐龍的原因。
其實恐龍不僅是孩子們的最愛，也是一些科學家的最愛，包括我自己。
我們來看幾個簡單的數據。美國知名雜誌《科學》曾在創刊125周年的時候刊登了一篇文章，列舉了「人類需要解決的125個科學問題」。
大家看這些問題，它們都是人類科學面臨的最基本的一些問題。比如，什麼組成宇宙？我們能不能發現一種物理理論來解釋世界上所有的現象？這些都是很重要的問題。
但我們沒想到的是，這125個重要科學問題中，很多都和古生物學、演化生物學有關係。比如，花是怎麼死亡的？什麼導致了大滅絕？為什麼恐龍那麼大？這些問題科學家們特別感興趣，也特別想解答。
為什麼古生物學會成為我和許多科學家的愛好呢？這或許是因為我們要到大自然中從事相關工作，我們的工作地點經常是美麗而又人跡罕至的地方。
比如，天山腳下。大家看，這不是明信片上的天山，這是真正的天山，山好像真的在天上。山腳下這些裸露的岩石，就是我們尋找和研究恐龍化石的地方。這項工作讓我們可以真正擁抱大自然。
當然作為科學家，最重要的是要有所貢獻、有所發現。實際上，從事恐龍研究，從事古生物研究，讓我有很多機會享受科學的發現。
2012年英國知名雜誌《自然》刊發了一篇報導，講述了我發現的各種各樣的恐龍化石。在過去的很多年當中，我自己在恐龍演化和鳥類起源等方向的研究，確實給我們的學科做了一點貢獻，我也很享受這種發現的樂趣。
從小學到初中，從高中到大學，再到走上社會，通過跟父母的交流，通過觀察周邊的人與事，你們會發現，人的一生需要做很多事情。現在同學們的首要任務是學習，但走向社會以後，你們想做什麼？
很多人說，我想當明星，我想唱歌，我想當體育運動員，我想當醫生……每一個在社會中生存的人都需要做一些事情，這些事情有時是為了滿足生活所需，比如掙錢買房、買汽車。
但當這些需求得到滿足後，你會發現你還有更多的需要。什麼需要？需要被尊重，需要社會的認可，需要給社會、給國家做貢獻，這樣你才能感覺到自己是一個真正有價值的人。
對於我來講也是這樣。通過研究恐龍化石，我實現了自己的人生價值。當然，每個人的成長過程並不一樣。有些從事恐龍研究的科學家從小就很喜歡恐龍，或者喜歡古生物；一些有名的物理學家，他們從小就喜歡物理學。
有很多人小時候就知道自己喜歡做什麼，知道以後想從事什麼工作。同學們以後會發現，從小就知道自己喜歡什麼，然後慢慢將它發展成興趣和所長，最後將它作為終生的職業，這對於一個人來說真是最幸福的一件事情了。試想，如果你一輩子做著你不感興趣，不喜歡的事情，那生活多麼悲催啊！
當然，也有很多人並不是這樣。這張照片拍攝於1992年，那個垂頭喪氣的的小伙子就是我。那時儘管我已經20多歲了，但還不知道自己喜歡什麼，想幹什麼。
一直到快30歲，我才知道，原來研究恐龍是一件非常有意思的事情，原來研究恐龍也可以對科學、對社會做出很大的貢獻。
所以，興趣可以與生俱來，也可以後天培養，只要有興趣，任何時候都不晚。最重要的是，一定要找到自己的興趣所在，並爭取將它發展為今後的職業。
互相聯繫：提出暗物質滅絕恐龍理論
言歸正傳，我們接著講恐龍。我想跟大家分享幾個研究恐龍過程中發生的小故事。
第一個小故事是關於恐龍滅絕的。恐龍滅絕的原因是恐龍研究當中最有意思的。
我給大家列出了幾種有代表性的假說，包括隕石或小行星撞擊地球導致恐龍滅絕，距今6600萬年前發生的大規模火山噴發導致恐龍滅絕等。
科學家們到底是怎麼得出這樣的假說？他們到底是怎麼做研究的呢？其實，關於恐龍滅絕的原因，除了以上常見的說法，還有很多各種各樣的說法。
比如，黑洞滅絕假說。黑洞會不會導致恐龍滅絕，我們可以探討，可以研究。
但有一位科學家提出了比「黑洞滅絕假說」更奇怪的說法——暗物質導致恐龍滅絕！
大家知道暗物質嗎？暗物質是科學家近幾十年才意識到可能存在於宇宙當中的一類物質。生活中，人類看得見和看不見的物質，一般都被認為是可見物質，包括我的身體、我穿的衣服、我呼吸的空氣，等等。
以前我們一直認為宇宙是由可見物質組成的，但在過去的幾十年當中，陸續有些科學家發現，宇宙中也許存在一種我們根本看不見的物質，它們構成了宇宙95%的組成部分，而那些我們熟悉的物質只構成宇宙的5%。
暗物質是非常大的一個科學發現。雖然到現在為止，暗物質還沒被直接探測到，但已經有大量證據表明暗物質大量存在於宇宙中。
就是這種神秘的、剛被科學家們預示有可能存在的暗物質，居然被某個物理學家認為是造成恐龍滅絕的原因。這位物理學家到底是怎麼得出這個結論的呢？我們來看看這張圖。
圖中的「大盤子」就是銀河系。太陽系僅僅是銀河系中非常小的一部分。就像地球圍繞著太陽旋轉一樣，太陽系也一直圍繞著銀河系的中心旋轉，轉一圈要2.4億年，真的是很長很長的一段時間。
圍繞銀河系中心繞圈轉的同時，太陽系還會上下振動。而太陽系上下振動的周期是多少呢？3000多萬年。
後來有一個物理學家，他對恐龍滅絕的原因也很感興趣，在做了很多研究後，他認為恐龍有可能是小行星撞擊地球後滅絕的，比如彗星撞地球。
他發現，大概每3000多萬年就會有一次彗星的集中爆發期，也就是說，會有很多彗星集中出現。
這兩個3000多萬年之間有沒有關係呢？
科學家們在持續研究恐龍滅絕和其他物種滅絕的原因。我們知道地球存在了40多億年，在這40多億年時間裡，一直有物種在滅絕。科學家們發現，物種滅絕也有周期。在眾多周期中，也有一個3000多萬年的周期。
而且研究天文學、研究氣候學的人也發現，地球上的氣候變化也存在一個3000多萬年的周期。
這麼多的3000多萬年碰到一起，意味著什麼？意味著它們絕不是偶然的，而是互有關聯的。這也是從事科學研究常用的一種方法。
科學家怎麼做科學呢？他們需要了解各個學科的知識，不僅要知道數學、物理知識，還要知道化學、天文知識，然後找到眾多數據，把不同的事情關聯到一起。
正是通過這樣一個過程，那位科學家才提出了「暗物質導致恐龍滅絕」的說法。
他認為，在銀河系我們看不見的地方實際有一個很薄很薄的暗物質盤，這個暗物質盤一直存在著，然後太陽系在上下振動的時候受到了這個暗物質盤的影響，太陽系周邊的一些彗星因此進入了太陽系，以致這些彗星周期性地撞擊地球。其中一次撞擊發生在距今6600萬年前，正是那次撞擊導致了恐龍的滅絕。
其實，從事科學研究經常是這樣，科學家提出一些神奇的假說，然後了解各種各樣的知識，最後來驗證假說正確與否，這就是科研的一個過程。
挑戰權威：復原恐龍體色
下面我們不從物理學角度講恐龍，我們從古生物的角度來講講恐龍。
大家覺得恐龍會談戀愛嗎？大家知道，人類談戀愛的時候，女生總是會打扮得漂漂亮亮，想贏得男生的關注，正所謂「女為悅己者容」。
那麼，恐龍和其他動物是不是也這樣呢？實際上，科學家們發現，動物談戀愛的方式多種多樣，什麼現象都有。比如孔雀，一般是雄孔雀打扮得漂漂亮亮去吸引雌孔雀的注意，這一點和人類完全相反。
科學家們發現，恐龍很可能也像人類、像孔雀一樣去戀愛。我們發現，有些恐龍像孔雀一樣，長著五彩斑斕的羽毛，它們很有可能用羽毛去吸引異性的注意力。
用電子顯微鏡觀察恐龍化石，復原它們五彩斑斕的羽毛，然後通過研究這些長著漂亮羽毛的恐龍，去探討恐龍是怎麼來談戀愛的，這是個很有意思的故事。
那麼，是誰最早發現恐龍體色是彩色的呢？是耶魯大學一位名叫Jakob Vinther的學生。
當年他在耶魯大學讀博士的時候，他的老師曾交給了他一個任務。那位老師認為，有些恐龍化石上保存下來的非常小的圓圓的東西，可能是一種細菌，正是這種細菌，幫助形成了恐龍化石。
當時，那位老師讓Jakob接著進行研究，弄清楚這種細菌到底是如何讓已經滅絕的恐龍最終形成化石的。
但是，Jakob通過研究慢慢地發現，老師的觀點好像是錯的，那些圓圓的東西可能根本不是細菌，而是滅絕生物體表的一種黑素體。
我們知道，人或鳥類之所以膚色不同，就是因為體內有不同的色素。Jakob認為，滅絕的恐龍身上一定也有色素。那這些色素能不能保存下來呢？經過一系列研究，Jakob最終確認化石上那些圓形的東西並不是細菌，而是恐龍身上的色素體。
反過來，通過研究色素體，他復原了恐龍的體色。所以，Jakob Vinther通過挑戰老師，通過糾正老師的錯誤，發明了一種復原恐龍體表顏色的方法。
勇於挑戰權威，挑戰自己認為不對的事情，這是非常重要的品質。對於優秀的科學家來說，更是如此。
打破固有思維：發現四翼恐龍
說到羽毛，我就再講另外一個故事。講一講恐龍是如何飛向藍天的。
我們知道恐龍體型龐大，它如果想飛向藍天，一定非常不容易。
在過去的100多年裡，人們做出了兩種假說：從地面飛向藍天，從樹上飛向藍天。
前一種假說聽起來就很難實現。笨重的恐龍要克服重力從地面飛向藍天，確實很難。
後一種假說是基於恐龍是生活在樹上的小型生物而做出的，這樣一來，恐龍就可以學會滑翔，然後慢慢學會飛行。那麼這兩種假說，到底哪種是正確的呢？
其實如果仔細觀察大自然中會飛或者會滑翔的動物，我們會發現，它們都是從高處起飛的，比如從懸崖上，從樹上，因為這樣非常容易。
很多科學家也認同第二種假說，因為這是科學研究的簡單邏輯，我們稱之為歸納法。某一現象不停地發生，你就會用這個現象來推測你要研究的某一科學問題。
如果第二種假說成立，那就證明恐龍的祖先應該生活在樹上，恐龍是在樹上演化出飛行能力的。
但是，大量的恐龍化石似乎告訴我們，恐龍其實是生活在地面上的。
如果恐龍是生活在地面上的，它又是如何變成鳥類，如何演化出飛行能力的呢？這種邏輯推理法，我們稱之為「演繹法」。
2000年的時候，我們有了一個非常重要的發現：「恐龍都是生活在地面上的」這一觀點不一定正確。我們發現了一些化石，它們證明恐龍可能是生活在樹上的。
比如這個小盜龍化石，從它的一些身體結構，比如腳趾的大小，都可以推斷出小盜龍可能生活在樹上。
如果小盜龍生活在樹上，有沒有可能更多的恐龍都生活在樹上呢？科學家早就證明了大多數恐龍是生活在地面上，但也有一些像小盜龍這樣的小型恐龍可能生活在樹上，它們在樹上慢慢演化出了飛行能力。
這個發現讓我們把生活在地面上的和飛行在天上的恐龍聯繫到了一起。
後來我們有了更驚人的發現：小盜龍身上的羽毛是不對稱的。
我們知道，一般飛行能力強的鳥類，羽毛是不對稱的；飛行能力弱甚至不會飛的鳥類，羽毛是對稱的。小盜龍化石顯示，小盜龍長著不對稱的羽毛，這是不是證明它已經具有了很強的飛行能力？
而且這種不對稱的羽毛不僅長在翅膀上，還長在腳上，甚至長在尾巴上。
如果將其復原，它可能是一隻長得特別奇怪的四翼恐龍。
是否存在四翼恐龍？是否存在長著四個翅膀還會飛的恐龍？好像我們只能通過研究化石才能得出相關的結論。
實際上，在我們研究之前，其他科學家也找到了小盜龍和其他類似小盜龍的恐龍化石。但是，通過研究同類型的化石，他們得出的結論和我們的完全不一樣。
比如，一個小組研究後認為，這種類似小盜龍的恐龍根本就沒有長不對稱的羽毛；另一個小組研究後認為，和其他正常恐龍一樣，小盜龍的腳上並沒有長羽毛，只是翅膀上長了羽毛而已。
為什麼這些科學家會得出和我們完全不一樣的結論呢？實際上，他們研究的化石跟我們的一模一樣，但是他們犯了一個小錯誤。什麼小錯誤呢？
不僅是研究恐龍化石，做其他各種研究，都需要我們先學會一些知識，這些知識能幫助我們更好地研究，但同時也會禁錮我們的思維。
為什麼剛才提到的那兩個小組，一組認為小盜龍腳上沒有羽毛，另一組認為小盜龍身上根本就沒有長不對稱的羽毛呢？
因為這之前人們從來沒有見過腳上長有羽毛的恐龍。在很多人的認知里，鳥類的翅膀上長有飛羽，腳上不長羽毛；生活在地面上的恐龍不會長出不對稱的羽毛。
這是科學家基於原來的知識局限得出的結論。也正是由於他們受到了思維的禁錮，才讓我們有機會繼續我們的研究。
所以，在他們2002年發表相關論文之後的一年，2003年我們也發表了自己的看法，認為他們講得不對，小盜龍應該長著四個翅膀，它的羽毛是不對稱的。
我們發表的這篇論文成為了很多科學家關注的焦點。而且通過這篇論文，我們還提出了「四翼恐龍如何演化出飛行能力」這樣一個假說。
剛才我舉了一個研究古生物的例子來說明在科學研究中，人們會經常受到固有思維的影響。
其實不只是古生物學者，其他領域的很多科學家，甚至非常有名的科學家都會受到固有思維的影響。
偉大的愛因斯坦就曾在研究廣義相對論的時候犯了一個很大的錯誤。當時，愛因斯坦用廣義相對論的方程來解釋宇宙的起源和演化。我們現在知道，宇宙實際上是不停膨脹，不停變大的。
但是那時候的人們認為，宇宙是大小固定且大體靜態的。愛因斯坦也是這樣認為的。他根據固有的理念，對一個原本寫好的方程進行了修改，用以反映宇宙是不變的這樣一個他認為的事實。
愛因斯坦這麼偉大的科學家都會犯錯，正是因為他受到了固有思維的影響。
回到剛才的話題。我們認為小盜龍長著不對稱羽毛的觀點能否被其他科學家所接受呢？當然不能。因為我們的觀點太奇怪了，這很難讓人接受。
美國加州大學伯克利分校的一位知名教授，Kevin Padian就認為我們的觀點是錯的。他說，也許我們的化石是假的；也許化石是真的，但我們的觀察是錯誤的；小盜龍長四個翅膀太奇怪了，也許這跟鳥類起源，跟鳥類學會飛行能力是沒有關係的。
KevinPadian專門發表了文章批判我們的觀點。沒有人喜歡被批評，我們被批評了肯定不開心。在座的同學們也一樣，我自己也有孩子，我每次批評孩子的時候，他都會非常憤怒。
但是在科學研究中，被人批評是非常常見的現象。我們再舉一個愛因斯坦的例子。愛因斯坦的相對論是現代科學的支柱之一，另一個支柱是量子力學。
愛因斯坦曾對量子力學做過一些非常重要的貢獻，但很快他開始懷疑量子力學中的一些問題，所以他跟另一位偉大的物理學家——玻爾，產生了很大的分歧。他們爭論了很長時間，而正是他們的爭論推動了量子力學的發展。
今天，量子力學已經成為現代科技高速發展的基礎，雷射、核磁共振儀、電子計算機等的運用都得益於量子力學的發展。
研究恐龍也一樣。Padian批評了我們，我們還要感謝他。為什麼？因為他指出的我們研究當中的一些問題，一些需要解決的方向。
所以在接下來的十幾年裡，我們又找到了更多的化石證據，做了更多的分析。
我們發現，不僅小盜龍長了四個翅膀，其他一些恐龍，甚至一些鳥類都長了四個翅膀，這四個翅膀幫助恐龍飛向了藍天。
科學進行時：新的發現
當然，光做到這一點還不夠，我們還需要做其他研究。
比如，我們對小盜龍如何使用四個翅膀做了各種各樣的分析。我們發現，小盜龍不僅靠四個翅膀飛向藍天，更重要的是靠它們平穩降落，靠它們控制身體的平衡。
講到這兒，看起來恐龍能飛上藍天的理論已經建立了，我們的研究也可以告一段落了。但實際上，科學研究不是這樣，你以為結束了，實際遠遠不會，科學永遠在進行當中。
最近我們又發現了一些更奇怪的恐龍化石，它們展現了恐龍變成鳥類的過程實際是非常非常複雜的。
比如我們在奇翼龍的化石中發現了一個棒狀結構，而在以前的恐龍化石中我們從來沒有發現過這種結構。
其他一些動物身上倒是有這種結構，比如一些會滑翔的飛鼠，它們的手腕處就有這種結構，它可以幫助飛鼠形成皮膜翼，而皮膜翼可以讓飛鼠更好地飛翔。
從這一點來看，奇翼龍和飛鼠非常像。
在恐龍身上發現皮膜翼是一件非常奇怪的事情。
剛才說了，恐龍進化出羽毛，然後進化成今天長著羽毛的鳥類。恐龍的翅膀也好，鳥類的翅膀也好，都是由什麼組成的？都是由羽毛組成的。
但是，其他會滑翔或者會飛行的動物，它們的翅膀是由什麼組成的？是由皮膜組成的，比如蝙蝠、翼龍、飛鼠。
在新發現的恐龍化石中，我們居然發現了另一類動物身上的結構，這讓人太難接受了。如果出現了讓人很難接受的信息，就需要科學家做更多的分析和研究。
所以，我們做了各種各樣的分析，包括化石的分析，微觀層次的分析。
這些分析顯示，這類恐龍確實跟鳥類不一樣，它們長著皮膜翼，我們還復原了它們飛行時的場景。
通過這樣一個過程，我們發現恐龍世界實在是太多樣化了，僅僅一個飛行起源的過程，一個讓恐龍飛向藍天的過程就足夠複雜了。
各種各樣的研究和發現都是伴隨著科學家們不停地努力，不停地否定自己，不停地被別人否定而形成的，只有這樣，科學才能進步。
最後，我想給大家分享的是，通過這些年的研究，我們的部分研究成果也被成功寫入國內外的一些教材中。
大家知道，中國在過去幾十年里對世界經濟的貢獻非常大。你到國外去旅行，會發現很多國家的商店裡都在賣著中國製造的產品。
但是，你學到的知識有多少是由中國人貢獻出來的？非常非常少。現在人類學到的主要科學知識，大多都是其他國家人所貢獻出來的。
借這個機會，我希望在座的同學能對科學產生興趣，讓我們不僅能為世界提供各種各樣的產品，還能做出各種科學成果，並讓這些科學成果寫入教科書中。
希望50年後或100年後的教科書中，能有更多由我們中國人貢獻出來的知識。讓我們的貢獻惠及全世界！
「SELF格致論道」講壇是中國科學院全力推出的科學文化講壇，致力於精英思想的跨界傳播，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦，中國科普博覽承辦。SELF是Science, Education, Life, Future的縮寫，旨在以「格物致知」的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。關注微信公眾號SELFtalks獲取更多信息。
本文出品自「SELF格致論道講壇」公眾號（SELFtalks），轉載請註明公眾號出處，未經授權不得轉載。