化石是地球上有奇怪生物的证据，关于化石问题，必须有个交代。剑桥大学学者雷伊(1627-1705)是一位极优秀的博物学家。他不相信化石是从遥远星球降落的种子长成的，也不相信是魔鬼的杰作；认为自己在内陆采集的贝壳化石，实在一点也不反常，即使与当时冲到海滩的贝壳相比也完全一样。在内陆的其他发现还有鱼类骨骼，而他晓得那些鱼类都栖于海洋深处。
雷伊相信教会的教义，认为在陆地上发现海生动物化石是圣经所载大洪水的证据。但他想知道，化石为什么不是较为平均地散布地球各地，而是聚积或堆压在岩石层中？化石堆里为什么会有地球上未为人知的奇怪生物遗迹？
今天陆上的动物，不都是诺亚方舟里那些动物的后裔吗？
雷伊推断，圣经上记载的40昼夜洪水期间，所有深渊里的水，必已满得溢出。深渊据说就是那些在地壳底下的蓄水池。他写道，“在这种庞大压力下，洪水冲出‘神能爷造成的那些宽阔的‘口爷和‘隙爷，使‘渊源爷裂开了”。这就圆满地解释了化石集中在陆上某些地区的原因。虽然雷伊仍未能说明何以会有未为人知的奇怪生物遗迹，但是其他问题似乎都有了交代。
之后不到一个世纪，新化石的发现，使科学家无法再忽略那些异常的现象。
法国博物学家邱维埃男爵(1769-1832)在巴黎周围的泥土中发现飞龙和其他珍奇兽类的骨化石。巴黎居民拥到石膏矿场，目睹他发掘骨头的情景。邱维埃根据遗迹重新拼成许多副骨骼，显出那些动物活着时的形象，这就更加不可思议了。
着名的法国小说家巴尔扎克惊叹道：“邱维埃不是20世纪最伟大的诗人吗？
我们这位不朽的博物学家根据苍白的骨头重造了万物。他拿起一块石膏对我们说一声，‘留神！爷石膏就立刻变成动物，死物恢复了生命，另外一个世界也就展现在我们眼前。”
邱维埃像具有巫师法力似的，突然展出了一群绝了种的动物。这些动物绝不是胡乱凑在一起的。过去的动物正如目前的动物一样，都可分为鸟类、哺乳类、爬虫类等。
邱维埃从岩床中挖掘这些远古遗迹时，发觉海生动物化石嵌在某一层岩层中，陆生动物化石则在另一层岩层中。在海陆两大类之间还间或有一岩层全无化石。邱维埃推论，法国这一部分地区必定曾没于海水中；在这段期间，沉积物堆积成有海生动物化石的岩层。后来，海水退落，于是陆生动物化石出现于由湖泊与河流沉积物构成的另一岩层内。在这一带地区已发现过许多这样的层序。
就在邱维埃的发现轰动法国前后，英国也有类似的发现。1811年，一位木匠的女儿玛丽·安宁在英国南部海岸一个崩倒的悬崖上，发现一副有21尺长的海生爬虫骨骼。威廉·史密斯是位敏锐的地质观察家，当年受雇为英国开凿新运河的工程师兼测量员。他在新挖凿的运河岸上，发现不少岩层，每层都有某一种特定化石遗迹。他察觉由化石断定出来的岩层，似乎是以同一次序分布在全球各地的。史密斯绘制了一幅英国地图，表明“即使距离甚远，同一岩层中总找得到同类的化石”。
由于邱维埃和史密斯的观察报告，地质学发展成一门真正科学。当时虽然其他科学家多半肯承认化石是真实动物的遗迹，但是几乎没有人认为这些遗迹及其有关系的岩层可以替历史提供明晰记录，用来确定地球历史上大事发生的次序。
1860年，德国一批工人在巴伐利亚州采掘石灰石矿时，发现一个显着的化石印痕。从来没有人见过类似的东西。这是个像小鸡般大小的动物铸型，有尖锐的牙齿，长长的头，细长的颈部，硕健的后腿，都是爬虫的特征。但铸型上还细致地显示出准不会错的印痕：一翼有羽毛，也有利爪。若是没有留下羽毛的印痕，谁会猜想它有羽毛，这种有爪有齿的动物，是鸟还是爬虫？
稍后，又发现这种动物的另外两个铸型。这些类似鸟的爬虫，可能在远古时代掉进淹没这个地区的珊瑚泻湖里，埋在细小海贝所形成的沉积物内。由于细小海洋生物体的骨骼聚集在爬虫鸟的遗体上面，爬虫鸟便获得保存，铸出清晰的形貌。后来，海底沉积物的软泥硬化为石灰石，这个铸型就这样保存了至少1.35亿年，而那个泻湖早已干涸了。
这种史前的空中生物，称为始祖鸟。我们现在知道，它是演化成近代鸟类的最早的鸟类之一。
继始祖鸟之后，又发现了许多化石，每次都扩展了人类对地球过去历史的眼界。地势平滑的石灰质泻湖床和远古浅滩干涸了的滩底，现出早期爬行生物体型和涉水生物体型爬行的痕迹，有时甚至留下脚印。化石采集人在早已隆起了的孤独岩床上，无意中发现了亿万年前昆虫留下的曲折而凌乱的抓痕。
这里有一只小蟹的行迹，或许远比人类的历史长久；那里又有已绝种鸟类的脚印，完好地铸在坚硬不碎的石头里。其他岩石中，还保存着早已灭绝的恐龙的足迹。
例如，多佛和英伦海峡沿岸的白垩峭壁地方，成千上万英尺厚的石灰石床其实是化石坟墓。这种沉积是由含有丰富钙质的骨骼和细小海洋生物体的贝壳，35在海洋中积累了亿万年而形成的。有些贝壳，好像达尔文在安第斯山脉采集到的，在白垩中保存得完整无缺。绝大多数贝壳已起了物理变化，成为白垩。贝壳、骨骼或植物组织的原本结构，有时被水中沉淀出来的矿物质取代，形成石化了的遗体。因此一般公认，海底和大陆上的沉积岩是过去的庞大墓地。
直到最近，科学家才了解海洋底下的史料有什么用处。十多年来，海洋学家一直在钻探海洋沉积物及其底下的岩石。特种探测船“格罗麦挑战号”的钻机，已深降到水面下1.5千米，钻到沉积物上端，再深钻入沉积层。研究人员已经向下钻探1.74千米，采回钻探岩芯。这些管状岩芯包括许多层沉积物质，其横断面说明海底的历史：经历过炎热和冰冷两个时期，还从洋底山岭逐渐向外移动等。此外，在几个相当长的时期中，海底有生物演化过程的记录。在陆地上，这种记录很罕见，原因是风的破坏与水的侵蚀，剥去了积聚的土壤与岩层。
多少年来，岩石里发现的记录始终找不到早期人类的证据。邱维埃认为，将来会证实没有化石人之类的东西，达尔文也无法引证从类人猿演化到人类那个阶段的化石。但到1868年，在德国尼安德谷发现一个人的头盖骨化石，额凸而低，还有较现代人远为原始的其他特征。有些权威学者坚持说，尼安德的头盖骨只是“真人”(又称现代人)中的一个畸形人。达尔文的友人博物学家赫胥黎说，不能把德国的尼安德特尔人视作人类演化过程的中间类型。他倒认为，尼安德特尔人虽然类型特别，但已是高等的人类。不过赫胥黎确实提出一个问题：在一些较古老的岩层中，未来的古生物学家会不会无法找到一些比当时已知的遗骸更似人类的类人猿骨骼化石，或更似类人猿的人类骨骼化石？
1887年，荷兰青年医生杜波在爪哇岛(当时为荷属东印度)，发掘出他称为“直立猿人”的骨骼化石。此后就以爪哇猿人为名。爪哇猿人头盖骨扁平，外形颇似类人猿。但从大腿骨形状可知，他已经如人类一样直立走路。
杜波宣称发现人类早期祖先，激起极大公愤。许多人无法相信，现代人可能就是那种原始人的后裔。但是发现爪哇猿人后不久，在北京附近周口店的一个洞穴里，又发现类似的一个头盖骨化石，称为北京猿人。在亚洲相隔这么遥远的地方所发现的两项证据，说明比现代人原始的一种人类，曾一度散布亚洲大部分地方。
1924年，南非维瓦特斯蓝德大学解剖学教授达特断定，唐格镇石灰石矿场发现的化石，是个6岁孩子的头盖骨，脑壳跟幼类人猿的一般大小，但是显然有其他属于人类的特征。过了20年，另一位南非古生物学家布鲁姆才采集到大量同类的成人头盖骨，足以证实这些早期生物不是有点异常的黑猩猩，而是与人类关系更为密切的较高等的灵长类动物，只是脑壳体形较小。这种动物称为“南方古猿”。使用钾一氩放射测定年代法，发现若干南方古猿遗骸有250万年之久。
在中非洲一带地区，新近发现一些早期猿人，距今已有375万年。从前认为南方古猿是人类的祖先，但现在看来南方古猿与早期猿人是同时生存的。新发现把人类世系追溯到300多万年前。
非洲那几个早期猿人到底是怎么死的，没有人确实知道。在埃塞俄比亚阿法沙漠地区冲沟里发现的少女遗骸，可能死于一种恶性病。在肯亚图卡纳湖附近发现的成人遗骸，可能死于一次意外。从坦桑尼亚莱托利火山灰层下面掘出来的成人和孩子骸骨，是死于炽热的熔岩流还是死后才被火山灰掩埋的，则无法确定。
这些人的死因，我们所知甚少，因为他们死于380万到200万年前。可是，在1972-1975年发现了他们留下的部分骸骨，却成了世界各地报纸的头条新闻，因为到现在为止那是我们所发现的最古老的猿人遗骸。这种古老得令人难以相信的动物，无疑就是我们的祖先。
这些划时代的发现，加上几年前另一些发现，几乎把30年前公认具有科学根据的人类起源理论全部推翻。关于这些发现有一点值得注意，就是绝大部分发现都由一家人包办。大家都把这个不平凡的一家叫做“幸运的李基家族”。
人类学家根据19世纪末和20世纪初，先后在爪哇岛和中国周口店发现的头盖骨推断，当时认为人类最早的直系祖先是“直立猿人”，大约100万年前首先在东亚出现，随后逐渐向西移徙，到达欧洲和北非沿海地带，慢慢进化成粗野的尼安德特尔人。后来大约4万年前，我们自己的种类“现代人”神秘地在地球上出现，遂在欧洲和世界其他各地繁衍。人类学家说，撒哈拉沙漠以南的非洲地区与这部分人类进化的戏剧毫无关系，因为那个地区在地理上是个死胡同，史前较晚时期人类才移徙到那里。
1924年，首次发现跟这个说法不一致的证据。那年对历史素有兴趣的南非解剖学教授达特，把在南非好望角省唐格镇所发现的一块动物头盖骨鉴定为猿人，命名为“非洲南方古猿”。随后在别的地方又发现一些化石，有些人类学家因此认为至少有两种南方古猿同时生存：一种是达特鉴定的骨骼细长的动物；一种是稍后发现的骨骼较粗重的变种，叫做“粗壮南方古猿”。人类学家断定，这些猿人生存于200万年前。达特断言非洲南方古猿是人类出现之前那个时期的一种动物，属于尚在过渡时期的人猿。有十几年，专家拒绝接受这个说法。
他们认为南方古猿是较晚期出现后来绝了种的灵长目动物，与人类无关。
但1959年，人类学家李基的妻子玛利，也是科学家，在坦桑尼亚奥尔杜维峡谷找到一个更大更粗壮的南方古猿的头盖骨。这块头盖骨所在的地层，刚好在一层火山灰上面，用钾氩断定年代法测出这层火山灰已有180万年之久，几乎与达特的非洲南方古猿的假定年代相同。
不到两年后，李基的长子乔纳森发现了一些更高等猿人的头盖骨和肢骨。
这是一连串发现的第一批，这种猿人的脑壳容积平均为650立方厘米(现代人的脑壳容积平均为1400立方厘米)。
李基家人因为在那一地层还发现粗糙石刀、石斧和简陋的栖身所，所以给这种动物定名为“巧人”，不过目前有些人类学家还是把这种猿人暂列为高等的南方古猿。
1972年，李基的次子李察率领的化石搜寻队中，有一名队员在肯尼亚的图卡纳湖畔掘出一块头盖骨的碎片。碎片所在的地层，经测定距今已有200多万年。由这些碎片所拼成的头盖骨，叫做“一四七茵”，因为它在肯尼亚国家博物院的目录中编为1470号。
1470号头盖骨拼好以后，头形极似现代人的头。有这种头的人似应是巧人晚期的后代，可是他比巧人更古，脑壳也较大，根本没有额嵴可言。脑中主管言语的部位较大，可以想象当时已发展了初步语言。
在发现1470同一地区掘出的腿骨，形状也极似现代人的，但不知道这些腿骨和那块头盖骨是不是同一个人的遗骨。
后来，李察那队人员又找到一个距今已有150万年的直立猿人的头盖骨，据推测是“一四七茵”的后代。他很像北京猿人，只是脑部略小而年代古老得多。他不是在中国而是在非洲演化而来的，还与南方古猿曾经同时共存。
有了这些发现，人类在地球上出现的年代显然要比过去设想的早100万年，大概是在非洲出现，可能有三四种人和近似人的动物在同一地区同时生存。
1947年，克里夫兰博物史馆的美国人类学家约翰森和法国地质学家泰伊比，也参加了追查人类进化史的工作。他们在非洲阿法三角地带，掘出了一副300万年前女猿人的骨骼。这个女猿人身高约1米，死时约19岁，现在命名为“露西”。从解剖学来看，露西在动物学上既不能列为“人属”，又不是南方古猿，可能是另一种人猿的后裔。
1975年，玛利·李基在坦桑尼亚莱托利的火山灰中，掘出了迄今所知最古老猿人的牙齿和颌骨，经测定距今已有375万年。一副是成人的，另一副是约5岁孩子的。从形状上观察，他们可能是约翰森找到的“露西”和李察·李基找到的“一四七茵”的祖先。这样一来，人类的祖先竞可追溯到300多万年前，古人类学这门科学又向前迈进了一大步。
心脏衰弱和体力不济的人，不能从事搜寻猿人化石的工作。一旦找到骨骼化石，就须用牙科用的剔牙工具和刷子，十分小心地把化石剔出来，这是非常辛苦的工作，要在非洲灼热太阳下弯着腰一连工作好几小时或许多天(挖掘“露西”共用了1000个工时)；然后把附近泥土用金属丝网筛筛过，看看有无其他碎片；最后把碎片拼合。这种工作很像玩立体拼图游戏，只不过大部分碎片已经遗失，而且没有完成图可供参考。
为什么要费那么大的力气去寻找几块碎骨呢？“那种迫切要求就跟驱策《根》的作者哈利花费十年时间寻找自己祖先的来源一样。”约翰森回答，“区别在于哈利要寻找自己家庭的根源，我们却要寻找人类的根源。”
权威人士说，化石记录里缺漏之处仍然太多，因此无法把人类进化的过程连贯起来。可是，许多人类学家列举从东非到巴基斯坦分散得那么广的地区所发掘到的化石骸骨，提出一种理论说，早期猿人远祖是一种住在树上的灵长类动物，叫做拉玛猿(因印度拉玛神而得名)，生存于1400万年到900万年以前。
