時間賦予了生命進化的可能，也給予了他們創造奇跡的可能。與此同時，伴隨著物競天擇，時間不斷地改變著生命的形態、自然的樣貌，歷史的痕跡以各式各樣的形式被留在了地球之上。也正是因為這些痕跡，人類有了了解歷史真相，探究地球過去的機會。

而在這些歷史的痕跡中，有一類受到了我們的格外重視——化石?；谴媪粼趲r石中的古生物遺體、遺物或遺跡，其中以骸骨與貝殼等較為常見。一般來說無論是動物化石還是植物化石，即便經歷了漫長的歲月，其形態中完整的部分，依舊能保留過去的樣貌，也因為這個原因，化石也成為了古生物學、歷史學的主要研究對象之一，為科學家探究地質時期的動、植物生命史，自然地貌的歷史變遷等，提供了重要的證據。不夸張地說，化石向我們訴說了一段段人類未曾經歷過或者擦肩而過的歷史。

盡管化石十分神奇，但是化石卻并非一開始就被廣泛關注，甚至在人們發現讓這些石頭“開口說話”前，一度單純的將化石認為是普通的“石化”現象。不過隨著科研技術的進步，這種片面的想法很快地被推翻了，化石的形成也成為了化石研究中十分重要的一環。

而在大多數人印象里，化石常常是具備較為完整的形狀或者明顯的骨骼特征，因此也給人一種似乎有很明確的研究方向的感覺。但事實卻并非如此。許多人對于化石的印象主要來自于博物館與紀錄片中，這些化石一般是經過修復后的拼合品或是復制品，因此更具有完整性，而實際科考發現的化石，常常是分散開來的，并且大部分都是以散亂的化石碎片的形式存在，完整、集中的化石反而是少數。因此探究難度遠比想得高，需要的儀器設備也更加復雜。不過這也有一定的積極效應，化石的不規則分布往往能給地質研究、生物遷徙的研究等提供充足的依據。

而除了完整性的問題外，化石還有一個研究難點在于其特殊性。由于化石不具備生物體的六大基本特性，即“具有共同的物質基礎和結構基礎”“具有新陳代謝的作用”“具有應激性”“有生長發育和生殖的現象”“能適應一定的環境也能改變環境”“具有遺傳和變異的特性”，因此在研究過程中，會遇到其他生物研究中鮮少遇見的難題需要去解決。

當然，人類是善用工具的，為了修復化石，為了解開化石背后的神秘面紗，大量的科學技術被運用，從簡單的顯微鏡觀察，到復雜的三維成像技術、無損檢測技術的運用，再到3D打印技術等新穎技術。而可以確定的是，化石研究是一個滲透到多種科學領域的課題，從化石中探尋歷史痕跡，對于科研有非常重要的意義，同時對科學儀器以及科研技術的要求，也非常高。

知識擴展——考古儀器大百科 　　

1. 金屬探測器 　　

金屬探測器早期是用來探測地下金屬的，這類儀器是非常專業的儀器，有可以探測地下金屬的，探測地下空洞，可以分別識別有色金屬和黑色金屬，數量，大小，范圍，都可以在探測器上顯示出來?？脊沤饘偬綔y器具有探測度廣、定位準確、分辨力強、操作簡易等特點。考古金屬探測器主要是用探測和識別隱埋地下的金屬物?？脊沤饘偬綔y器利用電磁感應的原理-交流電通過的線圈，會產生迅速變化的磁場。這個磁場能在金屬物體內部能感生渦電流。渦電流又會產生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發探測器發出提示音。 　　

金屬探測器早被應用于探雷，現已成為一種廣泛應用的安防器材，在機場、政府大樓、重要建筑物和奧運會賽場上都有金屬探測器作為安全檢查的器材，除此以外，裝修工人和市政施工人員也會用它探測地底或墻體內的電纜線和管路。 　　

2. 有害氣體分析儀 　　

古墓長期沒有通風，里面的氣體可能有害，無法測定空氣中是否存在其它有害氣體，這也造成很多考古人員在地下由于空氣的原因而窒息，空氣檢測對于考古人員是一個非常大的挑戰。 　　

氣體分析儀主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體種類，氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器，一般是以檢測目標為分類基礎。有害氣體分析儀是氣體分析儀的一種，它能夠有效探測地下存在的沼氣、CO、氯氣等對人體有害的氣體，甚至能夠直接在屏幕上顯示各種氣體的含量，在考古工作中也能發揮重要作用。 　　

3. ICP-OES光譜儀 　　

談及考古，大家都能想到文物。文物檢測也有很多專家在做，大家不僅關心文物的年限，也關心文物的材質。文物不可被破壞，溶解，所以用的方法應該是無損檢測。地礦樣品機體比較復雜，基因性不是很好，消解比較困難，ICP-OES光譜儀就可以快捷的做這個檢測。 　　

傳統的ICP法分析試樣，需要將樣品完全消解，轉化為液相，難度較大，而且需要依賴分析人員的經驗。ICP-OES光譜新技術是真正的光譜直讀，一次曝光，所有的蒲縣從紫外到近紅外，無論是高低濃度均能一次讀取。它是真正的全譜讀取，能做到快速啟動和快速測量。省氣的設計讓其省時省力。且有益的靈敏度、的分辨率和良好的精密度都是非?？扇〉?。 

科學儀器——為考古事業保駕護航 　　

早在2009年，我國就研制出可以在發掘現場進行文物探測與保護的車式“移動實驗室”，將信息采集、智能預探測、分析檢測、現場提取等功能集成在移動車上。配備有智能控制、傳感器、計算機、傳輸、數據處理和空間技術等裝備，可以通過現場視頻、溫度、濕度監測和無線數據傳輸系統等，準確掌握文物埋藏的環境，實現對出土文物在第一時間檢測分析和文物出土環境數據采集。大大提高我國考古探測和出土文物現場保護的能力。 　　

到了2016年，考古用儀表工具更進一步，遙感信息、虛擬現實、無人機等“黑科技”在考古發掘和文物修復中大顯身手，從遙感監測到掃描測繪，從遙感考古到空間考古，儀器儀表在發揮其準準作用的同時，還大大縮短了考古發現的時間。自2012年開始，中科院遙感與數字地球研究所利用空間考古技術參與絲綢之路沿線考古，于2013年在河西走廊西端的絲綢之路瓜州-沙州段遙感考古中一次性發現6處古城遺址。相比于前輩們用了近十年才找到巴州古城，這簡直可以說得上是一個“奇跡”了。 　　

隨著我國智能化領域的不斷擴展，儀器儀表除了應用于考古之外，也在文物保護產業嶄露頭角。在2015年，我國工信部就公布了文物保護裝備產業化及應用示范名單。八個項目中，包括儀表監測系統、成像系統等在內的儀器儀表技術占了絕大多數。以文物高/超光譜成像設備為例，該設備應用可見光-近紅外高光譜/超光譜成像技術，實現對文物的光譜信息和空間信息同時獲??；同時構建相應的光譜數據庫，配套相應分析軟件和光譜圖像處理軟件，形成文物分析高光譜/超光譜成像系統。多個儀表裝備齊上陣，為我國文物保護工作保駕護航。