第Ⅰ部分 宇宙中生命的介绍
第1章 生命的宇宙？
1.1 地外生命存在的可能性
1.2 探寻的科学内涵
1.3 搜寻的场所
1.4 新兴的太空生物学
练习与习题
疯狂的电影 阿凡达
第2章 宇宙中生命的科学
2.1 古代关于地外生命的争论
2.2哥白尼革命
2.3现代科学的特征
2.4科学行动的进程
事实与引力理论
练习与习题
宇宙计算2.1 开普勒第三定律
专题2.1 地心说与教会
宇宙环境 图2.15. 哥白尼革命
疯狂的电影 电影里的外星人
第3章 生命的宇宙环境
3.1宇宙和生命
3.2 宇宙的结构、规模和历史
3.3 世界的本质
3.4 物质和能量的宇宙
3.5 科学行动的进程
太阳系形成观念的改变
练习与习题
重要的天文学定义
宇宙计算3.1 一光年有多远
专题3.1 我们是如何得知宇宙正在膨胀的？
疯狂的电影 地球停转之日
宇宙环境 图3.33. 光谱图解
第Ⅱ部分 地球上的生命
第4章 地球的宜居性
4.1 地质与生命
4.2 再现地球和生命的历史
4.3 冥古宙的地球与生命的出现
4.4 地质与宜居性
4.5 气候的调节与改变
4.6 科学行动的进程
月球的形成
练习与习题
宇宙计算4.1 放射性测年法
重要的天文学定义
疯狂的电影 冰河世纪：恐龙的黎明
第5章 地球上生命的特征
5.1 生命的定义
5.2 细胞：生命的基本单元
5.3 新陈代谢：生命的化学
5.4 DNA与遗传
5.5 极端条件下的生命
5.6科学行动的进程
进化论是科学
练习与习题
重要的天文学定义
专题： 查尔斯·达尔文和进化论
宇宙计算5.1 地球上占统治地位的生命形式
疯狂的电影 星际大战
第6章 地球上生命的起源与进化
6.1 探索生命的起源
6.2 生命的起源
6.3 生命的进化
6.4 撞击与灭绝
6.5 人类的进化
6.6科学行动的进程
人造生命
练习与习题
宇宙计算6.1 瓶中的细菌I：早期生命的教训
电影也疯狂 世界末日
宇宙计算6.2 瓶中的细菌II：给人类的教训
第Ⅲ部分 太阳系中的生命
第7章 搜寻太阳系中的生命
7.1生命对环境的要求
7.2 太阳系的生物之旅：内太阳系
7.3 太阳系的生物之旅：外太阳系
7.4科学行动的进程
航天器对太阳系的探索
练习与习题
疯狂的电影 2001―太空漫游
宇宙计算7.1 开普勒第三定律的牛顿形式
第8章 火星
8.1火星文明的幻想
8.2 火星的现代肖像
8.3 火星的气候历史
8.4 在火星上寻找生命
8.5科学行动的进程
火星陨石
练习与习题
宇宙计算8.1表面积与体积之比
疯狂的电影 火星探测任务
第9章 类木卫星上的生命
9.1 外太阳系的卫星
9.2 木星的伽利略卫星上的生命
9.3 土星附近以及更远处的生命
9.4科学行动的进程
生命所需的化学能
练习与习题
宇宙计算9.1开潮汐力的强度
疯狂的电影 2010：威震太阳神
第10章 宜居性的特征和演变
10.1 宜居带的概念
10.2 金星：潜在宜居性的一个例子
10.3 表面宜居性因素与宜居带
10.4 地球上生命的未来
10.5科学行动的进程
全球变暖
练习与习题
宇宙计算10.1 处于带内的概率
专题10.1： 50亿年
疯狂的电影 时间机器
宇宙环境 图10.12. 全球变暖
第Ⅳ部分 群星之间的生命
第11章 太阳系外的宜居性
11.1 遥远的恒星
11.2 太阳系外行星：发现与启示
11.3 地球稀有的可能性
11.4科学行动的进程
恒星分类
练习与习题
专题 11.1：系外行星的命名
宇宙计算11.1 获取系外行星的质量
宇宙环境 图11.16. 探测系外星系
疯狂的电影 星球大战
宇宙环境 图11.22. 解读赫罗图
第12章 搜寻外星智慧
12.1 德雷克方程
12.2 智慧的问题
12.3 搜寻智慧
12.4科学行动的进程
地球上的UFO和外星人
练习与习题
专题 12.1： 弗兰克·德雷克和他的方程
宇宙计算12.1 能传递信号的外星社会之间的距离
疯狂的电影 接触未来
宇宙计算12.2 SETI探索的灵敏度
第13章 星际旅行和费米悖论
13.1 星际旅行面临的挑战
13.2星际旅行飞船的设计
13.3 费米悖
13.4科学行动的进程
爱因斯坦的狭义相对论
练习与习题
宇宙计算13.1 火箭方程
宇宙计算13.2 时间延缓
电影也疯狂 星际迷航
后记：探索和发现的启示 - 接触