科学艺术家赵闯和科学童话作家杨杨所著的《科学发现与文学想象——PNSO地球故事科学艺术创作计划（2010-2070）进展》一书，近期由陕西师范大学出版总社出版发行。本书是“新大众文艺书系”中的一本，该系列丛书由著名诗人、陕西省作家协会副主席阎安主编。
我们将连载本书内容，分享赵闯和杨杨的工作：从真到实——用科学艺术创作一个文学世界的尝试。
敬请关注。
第八期
PNSO科学艺术小组的工作方法：以古生物学与“艺术古生物学”为例
从2010年开始到今天，“PNSO啄木鸟科学艺术小组”在“艺术古生物学”方向上的实践已经持续了15年。“艺术古生物学”是针对古生物学开展的文学想象实践，实践过程离不开古生物学。那古生物学又是怎样的科学呢？我们曾经采访过数十位古生物学家，现在我们以其中5位不同研究方向的著名学者，从各自的领域出发给我们带来的答案为例，向大家展示古生物学在他们眼中的定义，以帮助读者对这门学科有更加全面的认识。
周忠和是中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。他的研究方向为鸟类的起源、鸟类飞行的起源和进化、羽毛的演化、鸟类早期演化和辐射，以及带毛恐龙、翼龙，生物地层学和中生代陆相生物群演化与环境的关系，等。
周忠和认为，古生物学是研究地球历史时期生命演化的一门自然科学。古生物研究的主要对象是化石——远古生命遗留至今的残骸或痕迹，主要赋存在沉积岩构成的地层中，因此古生物学是介于生物学与地质学之间的交叉分支学科。古生物学与进化生物学、地层学等关系最为密切。古生物学研究的意义主要体现在生物学、地质学两大方面。古生物学研究由于涉及人类的由来，因此它与许多人文、社会科学也有一定的交集。古生物学的研究有点像侦探，讲究“将今论古”，具体的研究方法很多。传统上，比较解剖学、形态学、分类学都是必要的研究方法；伴随人类认知与技术的进步，越来越多的学科与技术方法开始应用到古生物学的研究中，譬如，分支系统学、生物统计学、功能形态学、组织学、埋藏学、生物地理学、生态学、分子生物学、地球化学等，以及高精度CT及光源成像与复原、扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线荧光光谱、质谱、大数据分析，等等。
周忠和所在的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，研究领域主要是古脊椎动物学与古人类学，近年来的研究重点包括早期脊椎动物（鱼类）的演化，恐龙与鸟类及其飞行的起源演化，早期哺乳类与翼龙的演化，新生代哺乳类演化，灵长类的早期演化，现代人的起源与扩散，等。在未来，他们所关注的重要科学问题或领域不会发生大的改变，但是会出现一些新的因素影响研究的重点，包括新的重要化石或产地的发现，新的技术方法的应用，新的分支学科的发展，以及不同学科间更多的交叉与融合。
徐星是中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。他的研究工作涉及分类学、系统学、形态功能学、古动物地理学和骨组织学等诸多领域。在分类学方面，其已发现和命名30余种恐龙新属种，包括世界上已知最早的暴龙类、镰刀龙类、窃蛋龙类、伤齿龙类、驰龙类以及角龙类的化石，世界上第一个保存睡眠信息的恐龙标本，世界上最小的甲龙标本，世界上最小的成年非鸟兽脚类恐龙标本，世界上最早的虚骨龙类化石和世界上最早的保存羽毛的非鸟恐龙化石，等。他在暴龙类、镰刀龙类、窃蛋类、伤齿龙类、驰龙类以及角龙类等许多类群的形态学、分类学、发育学、系统学以及形态功能学等方面的研究，分别代表这些研究方向近年来最重要的成果之一。
徐星认为，古生物学是通过化石研究地球生命演化历史的一门科学，主要研究方法包括形态学、系统学和分类学方法等。从他着重研究的恐龙学来说，其研究的重点包括恐龙的小型化、大型化和恐龙生物学，而未来的研究重点是通过学科交叉，整合生物学和地质学资料，了解恐龙生物多样性产生的过程和驱动因素。
汪筱林是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、巴西科学院通讯院士。他的研究工作主要涉及翼龙和恐龙的形态学、起源、辐射演化与系统发育，恐龙蛋，以及中生代地层学、沉积学、埋藏学、古环境、古地理和热河生物群等，研究成果多次入选中国基础研究十大新闻及美国《发现》杂志全球100条重要科学新闻，其中他领导科考队发现的哈密翼龙动物群更是被誉为翼龙研究史上最重要的发现之一。
汪筱林认为，古生物学是研究地球生命演化的科学，研究对象主要是生物化石及赋存化石的岩石地层。化石的研究方法很多，随着技术的进步，除了传统的骨骼形态学外，电镜、高精度CT三维重建，同步辐射等被广泛应用。在过去长久的古生物学研究历史中，研究的重点在于新的化石物种的详细形态学研究，以及它们的胚胎发育、个体发育、系统发育、生态习性和生殖行为等，而随着更多先进技术的应用，古生物学的研究重点还将包括从微观的角度或定量的角度更深入地了解化石生物起源演化及其与环境的关系。
孟津是美国自然历史博物馆终身研究员，是全球古哺乳动物研究的权威之一，主要从事哺乳动物的形态、系统和进化，特别是早期哺乳动物（中生代和古近纪）的研究。
孟津认为，古生物学是研究地史时期中生物、生物活动和演化，以及相关环境的学问。古生物学研究的基本内容是化石，它们的形态、分类和生物学意义。古生物学的研究方法涉及形态学观察（使用显微镜、电镜、CT、切片等），化石个体和类群的定性和定量分析（描述、统计、系统关系）以及涉及其生物学属性的各类方法，从同位素、微细结构，到宏观的动物群演化和地理分布；从生物力学、行为运动，到与生态环境的关系等。从中生代和古近纪哺乳动物的研究来看，对新物种的发现描述和报道，解释它们的起源、演化、系统发育关系，以及它们和环境变化的相互关系，是过去的研究重点。而在未来，这个领域的研究方向还将包括中生代和古近纪哺乳动物化石与环境变化相结合、和现代发育生物学相结合的交叉学科研究，以及大数据支撑的系统发育研究。当然，不论何时，到野外不断地发现新化石是永远的重点，发现是永恒的。
江大勇是北京大学地球与空间科学学院教授，博士生导师，研究方向为古生物学及地层学，研究成果丰硕，如基于对贵州（盘县、兴义、关岭）、云南（罗平）、安徽（巢湖、无为）、江苏（南京龙潭）以及湖北（南漳）等地三叠纪地层和化石的详细调研、采集和发掘，对三叠纪海生爬行动物群赋存地层、多样性组成面貌和演变、全球对比及古环境背景开展以我国为主的国际合作研究，并涉及塔里木古生代地层研究等。
江大勇认为，古生物学是认识宜居星球生命的历史和演化规律，探索38亿年以来地球生命的起源、进化、生物多样性演变、绝灭和复苏的整个历程并探讨其原因，研究生命演化与古环境、古气候、古地理演变之间的关系，并讨论其在经济、社会、文化等各领域的应用的一个学科。古生物学研究可以应用传统的野外采集、发掘、修理、观察、描述、比较、复原等方法，而当前已经更多地应用了现代观测和分析手段，比如图像分析、CT扫描和三维重建、数学建模和统计学分析、分支谱系分析、岩相分析、元素和同位素分析等方法来进行研究。在其研究的领域，生物大灭绝—复苏等重大生物演化转折时期，生物多样性演变及其古环境背景是一直以来的研究重点。未来，生物演化和古环境古气候演变的协同关系及其驱动因素，也将成为一个重点研究方向。
古生物学是一门古老的学科，是地球科学与生命科学之间的交叉学科。在过去的几十年中，由于生命科学基因组学以及地球系统科学的迅猛发展，高精度CT、同步辐射等观测技术手段的广泛应用，这门古老的学科进入了发展的新时代，涌现出了大量令人振奋的研究成果。尤其是中国的古生物学家，以其重要而丰富的研究成果，在世界古生物学领域大放异彩。这些成果也为“艺术古生物学”的发展奠定了良好的基础。
在古生物研究的漫长发展历史中，以化石为研究对象的它常常受限于化石的不完整性而遭遇不小的挑战。然而这却为“艺术古生物学”的研究带来了很大的机遇。无法用证据证明的细节，为艺术家提供了极大的创作空间。艺术家在合理的范围内，展开对它的想象，对古生物的生存和生活进行艺术性的延展，使其在人类的视角下“复活”，并承载除传播科学知识以外的功能，譬如对艺术的启蒙，对心灵的观照，对当下生活的思考，等，让远古的生命承担起全新的责任。当然，这样的创作也并不是随意的艺术想象，而是艺术与科学的结合，“艺术古生物学”就是科学艺术这一宏大的创作方法在古生物领域的运用。艺术家通过古生物学、现代生物学、生态学、环境学等多种学科知识的交叉补充，让艺术创作变得更加真实。
事实上，用艺术来反映科学事实并不是新鲜事，历史上最著名的艺术家，和米开朗琪罗、拉斐尔并称文艺复兴三杰的达·芬奇，就是将科学与艺术完美融合的典型代表。
达·芬奇被世人熟悉的身份是著名的画家，他绘制的《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》等画作享誉世界。然而，很多人不了解的是，除了是画家，达·芬奇还是一位科学家。达·芬奇对于解剖学极为热衷，他认为解剖学如同几何学一样，都是绘画的基础。他绘制了颈部与肩膀的神经，并称这种表现形式对于画家来说非常重要，就像语法家必须知道单词的拉丁文起源一样。他神秘的手稿，几乎都是科学与艺术相融合的记录，这些手稿内容涉及生物学、建筑学、天文学、解剖学、工程学等多个领域。在达·芬奇的笔下，科学与艺术不是壁垒分明的，它们是那么自然地融合在一起。
从PNSO成立至今的15年间，我们在“艺术古生物学”方向上已经形成了不少成果，接下来我将以其中部分图书为例，向大家介绍我们具体的工作方法。
