前言

第一章 从史前到古代的天文学：一种生存方式

先民对一些基本天象的认识
昼夜交替
寒暑变化
月相变化
日月交食
彗孛流陨
作为生存方式的天文学
辨方向
定季节
定时辰
文化的星空：恒星的命名和星座的划分
恒星命名：人间在天上的投影
星官数与星数
《步天歌》与三垣二十八宿的形成
西方的星座体系
黄道十二宫
从星占学到天文学的萌芽
星占
规律的认识和追求

第二章 古希腊的天文学：在理想与现实之间

希腊的理性：人类的奇迹
泰勒斯和爱奥尼亚学派
毕达哥拉斯学派
追求完美运动
柏拉图的天文学课题
亚里斯多德的宇宙
同心球理论：“拯救现象”的初步尝试
希腊化的高峰
日月的大小与距离：地动说的萌芽
地球的大小
阿波罗尼乌斯的两个数学发明
喜帕恰斯
托勒密和他的《至大论》

第三章 中国古代的天文学：官营传统数千年

中国古代天文学发展概览
天文与天文学
中国天文学的起源问题
古代传统天文学的兴衰
中国古代天文学的基本运作
天文机构和人员
天象的观测和记录
历书的编算、印制和颁发
天文仪器的研制和管理
天文典籍的编制和管理
历法：中国古代的数理天文学
中国古代历法史概览
历法的基本问题和基本概念
历法的典型内容和基本课题
古代的中外天文学交流
随佛教来华的印度天文学
元明之际传入中国的阿拉伯天文学
明清之际来华的西方古典天文学
中国古代天文学的性质和文化功能
天人感应与分野理论
天命的确立及其变化
天文与王权
天文学的社会、政治和文化功能

第四章 印度天文学：封闭半岛上的一个开放传统

吠陀时期的天文学
印度古代的时节安排
印度古代的星宿体系
巴比伦时期的天文学
年月日的安排
昼夜时分和昼夜长短变化
希腊化巴比伦时期的天文学
《希腊天文书》
《婆室斯塔历数书》
《罗马历数书》
《宝利沙历数书》
希腊时期的天文学
婆罗门学派
雅利安学派
夜半学派
太阳学派
伽纳莎学派

第五章 阿拉伯天文学：那时的世界主流

阿拉伯天文学概况
巴格达学派
开罗学派
西阿拉伯学派
伊斯兰教的天文学课题
新月的出现
祷告的时刻
清真寺的朝向
球面天文学的建立
伊斯兰天文台
仪器大型化和天文台的建造
马拉盖天文台
乌鲁伯格天文台
阿拉伯的行星天文学
从《悉檀多》到《至大论》
托勒密体系的不完备性
马拉盖学派的反托勒密革命


第六章 传承和革新：欧洲天文学的复兴和哥白尼革命

欧洲古典天文学的传承
中世纪欧洲天文学
哥白尼和他的《天体运行论》
天文学革命
第谷的精密天文学
开普勒天体引力思想的引入和行星运动定律
伽利略对哥白尼学说的支持和宣传
笛卡尔的无限宇宙

第七章 牛顿的框架：万有引力的提出和天体力学的建立

牛顿建立的框架
胡克对引力问题的思考
让牛顿去吧
万有引力的发现
《自然哲学的数学原理》
牛顿力学的验证之一：哈雷彗星
天体力学的进展：天文学还是数学？
牛顿力学的改造者们
“丢失”的行星
海王星：算出来的一颗行星
寻找“祝融星”

第八章 从天上到人间：近代天体测量的进步和天文学的实用化

望远镜的使用
折射望远镜
反射望远镜
用望远镜测量
近代天体测量的进步
群星闪烁：近代方位天文学的奠基者们
天文学的实用化：海上经度的测定
日月距离和地球形状
恒星的位置变化与距离
恒星自行和太阳本动的发现
恒星光行差的发现
寻找恒星周年视差
对太阳系的进一步认识
彗星和流星雨
月球和火星
太阳系卫星

第九章 了解恒星的一生：天体物理学的兴起

破译来自星光的消息：新技术的使用和天文学的进步
天体分光术的运用和太阳物理学
照相术的发明和在天文学上的运用
测光术的发明和恒星视光度的测定
恒星物理学
恒星分光观测和光谱分类
赫罗图
爱丁顿和质光关系
恒星能量的来源
异常恒星
恒星的演化

第十章 探测宇宙的深度：从银河系到河外星系

恒星的空间结构和银河系概念的确立
威廉•赫歇耳的“银河系”和“星云天文学”
星云的旋涡结构
星云的分光观测
银河系的大小
星际消光的发现
河外星系的确认
探索星云的距离
哈勃的工作
太大的银河系
星系的红移

第十一章 宇宙学：从“混沌初开”到“大爆炸”

各种古代宇宙学说
古印度宇宙学
中国古代宇宙学
古希腊宇宙学
欧洲近代宇宙学说的发展
打破水晶球：宇宙从封闭到无限
牛顿主义框架下的宇宙学说：康德-拉普拉斯星云假说
奥伯斯佯谬和诺曼-西里格佯谬
现代宇宙学说
爱因斯坦的静态宇宙模型
大爆炸宇宙学说
稳恒态宇宙学说

第十二章 空间探索：人类的宇宙生存

火箭理论先驱和火箭技术的进步
苏联的火箭先驱齐奥科夫斯基
美国的火箭先驱戈达德
德国的火箭先驱奥伯特及其传人冯•布劳恩
冷战期间美苏的火箭技术
人造卫星和空间探测器
人造卫星
月球探测器
行星际探测器
载人空间飞行
宇宙飞船
航天飞机
空间站

尾声：人类的宇宙命运