为了认识自然，人类付出了很多努力；为了改造自然，人类将面临更大地挑战。谈及历史，我们首先想到的是有着浓浓书卷气的史书，她们记录着历史上的沧桑巨变，朝代的兴衰更替。而在自然界中也有一部这样的“史书”。为了追寻恐龙在亿年前留下的足迹，无数科学家在背后为之奋斗。
化石，顾名思义就是石化了的动物或者植物的遗留部分。中国人对化石的记载可谓历史悠久。北魏郦道元所著《水经注》中对一种鱼化石的描述如下：湘乡县石鱼山“石色黑而埋若云母，开发一重，辄有鱼形，鳞鳍首尾，宛如刻画，长数寸，鱼形备足”。唐朝书法家颜真卿在771年写的《抚州南城县麻姑山仙坛记》中，提到“坛东北有石崇观，高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”，意思是说高山上的贝壳化石是海洋生物，经历了沧海桑田的变化到了如今。但是他们只是对于化石的出现表示惊奇，并做出了简单的想象，人类对于化石认识的逐步加深是随着古生物学的发展而逐步加深的。
19世纪，恐龙这种已经灭绝了的生物吸引着大众的想象力。在社会大众惊奇于恐龙之时，恐龙的形象出现在连环画上，被制成了玩具、像章、曲奇饼，与此同时恐龙的形象也成了广告的宠儿，出现在广告语种、邮票上。一些关于恐龙的论著唤起了大众丰富的想象力，当时出版的自然史书籍，都经常加插恐龙画面。与此同时，研究岩石中的动物、植物化石并解释它们存在的一门特殊科学已经发展起来，这门介于生物学和地质学之间的学科，被称为古生物学。经过了与宗教和迷信的长期斗争，人们对于化石的本质有了较正确地认识。
当时有位名叫曼特尔的“业余”的古生物学。身为乡村医生的他和他的妻子都爱好收集化石标本。一次，他意外获得了一些奇特的牙齿化石。当时他根据化石判断出这是某种大型生物磨损的门齿。当曼特尔医生找到出产这颗牙齿化石的采石场，希望能够找到这种生物的其他骨骼，但未能如愿。让研究化石的专家们惊讶的是，这种牙齿化石出现在白垩纪铁砂组的岩层中，他们认为这个地层太古老了，不可能有哺乳动物的化石。然而曼特尔并不认同这种观点，他认为专家们给的观点与当时的发现这一事实不符。抱着对科学的严谨态度，他将牙齿化石送到了在伦敦召开的一次学术会议上。可结果依然令他失望，著名专家们断言这一发现没有什么特别的意义。不甘心的曼特尔将一颗牙齿化石送到法国，请当时负有盛名的动物学家居维叶作鉴定，居维叶答复他这可能是一颗犀牛的牙齿。
这真的是一颗“犀牛”的上牙？曼特尔根据牙齿的比例推算出这种生物体长可达40英尺（约 12米），他将这种动物命名为“禽龙”。并于1825年在英国皇家学会会刊发表的一篇简报中，报道了关于禽龙化石的发现，而这篇文章可以说，是第一篇正式发表的关于恐龙的论文。
现在，古生物学上所说的恐龙，不是生物分类的专门名称，而是一种通俗的叫法而已。即便是通俗叫法，恐龙也不是所有用“龙”命名的古代爬行动物的代名词。这个概念有人常常混淆了，以致有时误将蛇颈龙、鱼龙和翼龙等也叫做恐龙。所谓恐龙，科学上指的是中生代爬行动物中的两大类，一类叫蜥臀类，一类叫鸟臀类，两类又各自有许多分支。虽然两类合起来叫恐龙，但它们之间的构造特征差别很大。如骨盆结构，一类为三射型，与蜥蜴的相似，所以叫蜥龙类；另一类为四射型，与鸟类的相似，所以叫鸟龙类。它们之间的亲缘关系相去甚远，其差异不亚于现在哺乳动物中的牛和马。它们本来就不是一个“家族”，各自产生以后，很快分道扬镳，朝着不同的方向分化发展了。
当初人们发现化石后，用熟石膏盖住存有化石的岩石，将化石部分仍埋在在岩石里，然后再将仍埋有骨头的岩石切割成块，运回实验室再取出。这种技术被沿用至今。
本世纪初，在加拿大有很多发现，特别是在阿尔伯达省。这一工作是由美国化石发掘者巴南·布朗带头，后继者为史腾堡父子。他们寻获的恐龙骨骼装满了纽约、渥太华和多伦多的博物馆。接着，非洲成了发现恐龙化石的中心。在 1909年～1929年之间，德国和英国的探险队相继在现今为坦桑尼亚的地方，找到了类似在摩利逊地层发现的恐龙化石。在本世纪20年代，美国探险队在蒙古找到了多种恐龙化石，包括最早发现的恐龙蛋。上世纪70年代和80年代，在蒙古、中国和南美洲，都发现了宏伟壮观的恐龙化石遗址。近期在美国、加拿大、英国、格陵兰、澳大利亚和南极洲，也陆续有新的发现。
时至今日，古生物学家仍可能出发到被认为能找到恐龙骨头的边远地点去探索。一次发掘恐龙的探险，可能要花费几十万美元，为此要花上很长时间去说服政府，请求支持。恐龙化石基址也许会坐落在一些有内战的国家，或使相邻国家的民族发生矛盾冲突。这些国家对于外国人在他们的土地上发掘会产生怀疑，例如 1977年到尼日尔的国际古生物学探险队的科学家，就是在尼日尔的一所监狱中度过圣诞节的，因为当地人不相信他们只是发掘化石。
古代的生物被掩埋在沉积物中，这些沉积物可以堆积在陆地上，也可以堆积在江、湖、河、海的水底，还可以堆积在沼泽地。生物体中的软组织部分（皮肤、肌肉、内脏等）很快就腐烂了，但是坚硬的部分（如骨骼、牙齿、外壳等）被遗留下来，经过了几万年、几十万年、几百万年甚至更长的时间，含有矿物质的地下水浸入了它们。矿物质就逐渐代替了它们的有机组织，也就是说逐渐形成了化石，化石仍然保持了原来有机组织的形状和大小。由于不同时期的化石存在于不同的地质层中，科学家就可以据此分析生物进化的过程，也可以通过对化石的分析，用比较解剖学的原理，从不完整的骨骼化石推测出整个动物的大小、形状乃至于它们的习性。人类研究恐龙是从发现恐龙化石开始的。
知识小贴士：化石及其形成的方式
化石的形成也需要具备一系列的条件。
就生物本身而言，最好具有骨质的硬体，只有硬体才容易形成化石。肌肉等软体，只有在特定的条件下才能保存为化石。从外界环境来说，最好有掩盖物质把遗体迅速埋藏起来，以免生物、机械和化学的破坏。一般来说，掩盖物质细腻，沉积环境平静，又没有其他破坏因素，容易形成精美的化石。现在，在我国山东临朐的硅藻土里，德国索伦霍芬的石灰岩里，还有世界上其他许多地方，都发现大量罕见的完整化石，原因就是那些地方有着形成化石的良好条件。
为了研究和使用方便，通常把化石归纳为三类：最常见的是实体化石，代表生物的遗体或其中的一部分；第二类是遗迹化石，它是指古代生物生活时所留下的活动痕迹，如高等动物留下的脚印，低等动物移动时的痕迹，某些动物栖身的孔道和洞穴，以及动物的粪便、蛋、珍珠、胃石等等，甚至还包括古人类使用过的石器和骨器；第三类，即化学化石，也就是说古代生物的遗体有一些因腐烂而消失，但是仍然有残留着的有机物分子，被保存在化石中或掺入沉积岩中，所以有的人也称这类化石为分子化石。应该指出，在地球历史的早期，实体化石极其稀少的情况下，化学化石为追溯生命起源，了解生物在分子进化阶段的过程起了相当大的作用。
如果我们从化石的保存特点着眼，那么化石的分类则是另外三种方式了。第一种为未经过变化保存的化石，它们大体上是生物遗体的原来状态。例如，十几万年前在北极地区生活过的猛犸象，现在从冻土里发掘出来的标本，就好像是刚从大冰箱中取出来似的，不仅筋骨相互连接，就是血肉还是鲜红的，甚至可以食用。又如我国辽宁抚顺煤田的琥珀，虽然已埋藏达4千多万年之久，但被包裹在松脂里的蚂蚁，仍然同活着的差不多。不过，这种未经过变化保存的化石是不多的。
第二种为经过变化保存的化石。大多数古代生物遗体都是经过变化才形成化石的。
当动植物死亡后，肌肉等软体烂掉了，但是骨骼、介壳和木质部等硬体被泥沙掩盖起来，然后由溶解在水中的矿物质填充了硬体的微孔，久而久之，就变成石头了。这样形成化石的过程，称为“化石化作用”。脊椎动物的骨头，软体动物的贝壳，以及许多植物化石都是这样形成的。
第三种为模铸化石。是指古代生物遗体留在周围岩石上的印模，以及遗体溶蚀后留下空隙的充填物。模铸化石常见于上面说过的实体化石的围岩和充填物中。多数遗迹化石（如脚印、孔穴等）都可以模铸的方式保存下来。
总而言之，化石的种类很多，保存的方式也各不相同，它们现在都成了我们了解远古时代生命的钥匙。
