地球上的生命是如何起源的?生命是地球獨有的嗎?我們應該怎樣尋找地外生命?它們都是天體生物學的核心問題。這是一門令人興奮的新學科,融合了微生物學、地質學、天文學等的研究成果。本書分析生命在地球上產生與延續(xù)的因素,介紹在探索其他星球宜居性時發(fā)現的跡象,從而為我們尋找外星生命提供線索。
仰望夜空時,我們面對的究竟是一個了無生機的、受控于物理與化學規(guī)律的宇宙,還是一個擁有眾多奇妙地外生命的喧鬧的大觀園?宇宙中的某個角落也存在具有意識,甚至已經社會化的生物嗎?天體生物學是什么,研究什么?作為在天體生物學領域深耕數十年的世界頂尖學者,卡特林教授在本書中呈現給讀者一系列前沿的科學觀察和深刻的科學思考。本書得到中國科學院院士、著名地球物理學家潘永信教授推薦,不僅適合無地球和行星科學背景的不同年齡階段讀者,作為拓寬知識面的科普讀物,也適合地球和行星科學方向的學生和學者,作為了解天體生物學研究前沿的重要參考書。
在數千年悠久的人類文明長河中,祖先們一直沒有停止過思考我們是誰、從哪里來、是否孤獨等哲學問題。這些哲學思考在民間形成女媧造人等多彩的神話故事,豐富了先人的精神世界。隨著近現代科學觀察和研究的深入,人們對于上述問題的認識已不再僅僅停留在哲學思辨,還不斷產生客觀的觀察記錄和理性歸納。大家熟知的生物演化論之父達爾文,也是科學地設想早期地球如何孕育出最早生命的先驅之一;一提到生命起源,您也會自然地想到著名的米勒-尤里放電實驗;諸多教科書或者自然博物館往往會展示令人著迷的、由生物化石記錄的演化歷史;中學課本中提到列文虎克發(fā)明了顯微鏡,第一次真切地觀察到多種多樣微米尺寸微生物的存在;進入太空時代,人們跟隨著卡爾·薩根的視角,從遙遠的外太空回望了一眼我們共同生活的特殊暗淡藍點地球。今天,這些科學觀察和研究歸納形成了新興的交叉學科天體生物學。
在本書中,美國天體生物學家戴維·C.卡特林教授用詼諧幽默又通俗易懂的語言,結合很多親身經歷的趣事,為讀者詳細介紹了天體生物學研究的內涵,包括:生命是什么、生命和生境起源及演變、太陽系內和系外生命探尋等。作為在天體生物學領域深耕數十年的世界頂尖學者,卡特林教授在本書中呈現給讀者一系列前沿的科學觀察和深刻的科學思考。譯者是中國科學技術大學的郝記華教授,郝教授是我國天體生物學領域的一位優(yōu)秀青年科學家。因此,本書不僅適合無地球和行星科學背景的不同年齡階段讀者,作為拓寬知識面的科普讀物,也適合地球和行星科學方向的學生和學者,作為了解天體生物學研究前沿的重要參考書。
我國已經規(guī)劃于2030年前后實施天問三號和天問四號任務,分別對火星和木星及其冰衛(wèi)星開展探測,并且有可能在國際上率先實現火星樣本采樣返回。這些深空探測計劃的重要目標之一就是認識地外宜居環(huán)境和尋找地外生命。我相信讀者會從這本書中預先獲得一些相關了解。我很欣慰地看到,最近國內多所高校和研究機構已著手培養(yǎng)天體生物學方面的專門人才。這本書的出版無疑會助力本科生和研究生的培養(yǎng)以及科學普及。我也希望更多的青年學子通過閱讀這本書認識和了解天體生物學,并一起領略神奇生命在無窮遠方和無盡時間中發(fā)生的迷人故事!
中國科學院院士 潘永信
戴維·C.卡特林 華盛頓大學西雅圖分校地球與空間科學系教授。1994年自牛津大學獲得博士學位;19952001年于NASA埃姆斯研究中心任研究學者、研究科學家。研究領域包括:生命起源、行星與衛(wèi)星的宜居性,以及地外生命探尋。因對數十億年間地球生物群與大氣的協同演化規(guī)律提出創(chuàng)新性見解當選美國地球物理聯合會會士。此外,還參與了多項火星探測任務,包括NASA鳳凰號火星著陸器、毅力號火星探測車等的研究工作。
第一章 什么是天體生物學?
第二章 從星塵到行星,生命之所棲
第三章 生命和宜居環(huán)境的起源
第四章 從史萊姆到史萊克
第五章 生命:基因組的延續(xù)和適應之道
第六章 太陽系里的生命
第七章 偏僻的世界,遙遠的恒星
第八章 爭議與展望
索引
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