自生命起源到现在的数十亿年间，地球上出现过数十亿个物种，而现存的物种只有数百万个。也就是说，地球上曾经出现过的物种，99％以上都已灭绝。没有一个物种能够永世长存，现存的物种以后也会一个一个地灭绝。物种灭绝是一个一直在发生的过程，大部分(约占2／3)的灭绝是由于不同物种之间的竞争、环境的变化等进化因素分散地发生的，被称为背景灭绝。但是剩下的灭绝，却是集中发生的，在比较短的时间内，仿佛祸从天降，许多物种一起灭绝，被称为大灭绝。
　　物种大灭绝让地层中的化石分布出现了断层，某类群的化石完全消失了，而被新的化石类群所取代。地质学家根据卉生物化石类群的更替现象来划分地质年代，把地质年代分为古生代、中生代和新生代三个时期，每代之下再分为几个纪。
　　古生物化石的更替现象在代与代更替时表现得最明显。从古生代的最后一个纪(二叠纪)到中生代的第一个纪(三叠纪)，化石分布存在着最显著的跳跃，表明发生了生物史上最大的一次灭绝：在古生代大量存在的三叶虫到了二叠纪末期再也找不到，而且96％的海洋生物物种也都灭绝了。从中生代的最后一个纪(白垩纪)到新生代的第一个纪(第三纪)的化石分布变化也非常明显，这一次的物种大灭绝规模虽然比不上三叠纪大灭绝，却最为著名：在中生代盛极一时，曾经主宰地球2亿年的恐龙，到了白垩纪后期完全不见了，同时灭绝的还有大约70％的海洋生物物种。生物史上的大灭绝并非只有这么2次。20世纪80年代末的一项研究表明，生物大灭绝在历史上共发生过23次，大约每2600万年发生1次，似乎具有周期性。虽然，对于物种大灭绝的发生是否真的如此频繁和有规律还有争议，但即使是最保守的估计，也认为至少有5次物种大灭绝是非常明显的。物种大灭绝即使不是有规律的周期性现象，也是反复发生过的。那么，物种大灭绝为什么会反复发生?
　　恐龙的灭绝最为著名，研究它的人也最多，形形色色的“恐龙灭绝理论”也不断被提出，气候变化、火山爆发是经常被提到的因素。有的恐龙灭绝理论比较有创意，比如说哺乳动物把恐龙蛋吃光了；有的理论则到了荒谬的地步，比如说恐龙是集体自杀的，是被外星人吃光的等等。
　　终于，有一个恐龙灭绝理论得到了大多数人的认同。1980年，曾获诺贝尔物理学奖的路易斯·阿尔法雷兹等人提出，恐龙灭绝是由于一颗小行星撞击地球引起的。这样的撞击产生了巨大的能量，相当于几十万颗原子弹在地球上同时爆炸，足以引起物种的大灭绝。这听上去有点匪夷所思，但是并非空口无凭。阿尔法雷兹等人发现，处于白垩纪和第三纪边界的岩层中含有高浓度的稀有元素。稀有元素在地球岩层中虽然稀少，在陨石中却含量很高，因此这种异常现象表明在白垩纪后期，曾经有一颗大陨石跟地球相撞。
　　现在很少有科学家怀疑，在6500万年前曾经发生过一次惊天动地的陨石大碰撞。但是，在那个时间段发生过陨石大碰撞不等于就是它引起了物种大灭绝。在其他地质时期也有曾经发生过陨石大碰撞的迹象，但是当时的化石分布却无任何异常。而其他的几次大来绝，我们连发生过陨石碰撞的迹象都难以找到。物种大灭绝是不是还有别的更普遍的因素?
　　如果我们能够统计各个地质时期物种灭绝的规模，说不定能从中发现什么规律。但是一个物种的化石数量往往非常稀少，对它们进行统计容易造成误差，如果统计属或科的灭绝情况，就要准确得多。这是个极为繁琐的工作。芝加哥大学的古生物学家塞普科斯基在图书馆泡了10年，统计了化石数量最为丰富的海洋无脊椎动物各个属、科产生和灭绝的时间。这项工作在1993年完成后，又激发了其他人去统计其他类群的古生物的情况。
　　把这些数据汇总在一起，计算各个地质时期灭绝的科的数量，不出所料，通常灭绝的规模不大，但是时不时地会出现灭绝的高峰，最高的5个峰对应着最大的5次灭绝。这样的结果似乎没有什么新颖之处。但是在1998年，有两位物理学家换了个角度分析塞普科斯基的数据，统计灭绝规模的分布情况，有了出乎意料的发现：灭绝规模每增加1倍，发生的几率就减少为1／4。
　　这表明生物灭绝和地震、森林大火、沙堆坍塌一样，发生的频率也遵循幂律。当我们见到大事件时，总是习惯于认定它必然是由某种特殊的原因引起的。但是，幂律表明大事件的发生因素与小事件的发生因素相同，它们的出现纯属偶然，是处于临界状态的系统发生连锁反应的结果，并没有特别的“大”因素。当我们挖空心思要为物种大灭绝寻找特别的原因时，是否也误入歧途?也许，全球生态系统和地壳、森林、沙堆一样也处于临界状态，物种大灭绝和背景灭绝的发生因素并无不同，乃是普通的进化过程中一个罕见的，但也是自然而然地发生的结果。