凯莱布·沙夫，哥伦比亚大学天体生物学系主任，主要研究系外行星、外行星以及地外生命。力图为人类找到可以孕育可识别生命的行星，并探测生命的存在。
出生于英国，先后获得杜伦大学物理学学士学位、剑桥大学天文学博士学位，之后在美国NASA戈达德太空飞行中心和位于马里兰州的太空望远镜科学研究所从事X射线天文学和观测宇宙学的博士后工作。
全球知名科普作家，爱德华·威尔逊科学写作奖、钱布利斯天文学著作奖获得者，著有多本畅销书和多篇科普文章。

《如果，哥白尼错了》讲述了一个抒情、动人的
故事，揭示了当我们探索宇宙的真正奇迹，包括“人
类在宇宙中是否是孤独的”这个迷人的问题时，我们
是如何开阔思维来欣赏宇宙的渺小的。凯莱布·沙夫
强调了宇宙中存在其他生命的可能，但同样重要的是
，我们可能会找到新的方法来探索宇宙中是否存在生
命。这场伟大的智力冒险之旅表明，科学进步要求我
们超出进化赋予人类的直觉，让自然成为我们的向导
。
——劳伦斯·M.克劳斯 美国著名理论物理学家
，亚利桑那州立大学教授，畅销书《无中生有的宇宙
》作者
《如果，哥白尼错了》解开了一个困扰我们良久
的谜团：地球生命的宇宙意义是不是微不足道的？凯
莱布·沙夫总结了目前关于生命起源的争论，并解释
了“地球中心论”的观点是如何被最新的发现改变的
——银河系中有数百万颗类地行星。他将自己的研究
主题置于宏大的历史背景中，以一种引人入胜、平易
近人的风格创作出本书。
——马丁·里斯 英国知名天体物理学家、宇宙
学家，英国皇家学会前主席、历任皇家天文学家
在《如果，哥白尼错了》一书中，凯莱布·沙夫
向读者展示了天体物理学和形而上学正处于现代外星
生命探索的前沿。从一滴水的世界到无限遥远的恒星
及行星轨道，在这场全景之旅中，凯莱布·沙夫重塑
了一个富有远见的说法：关于我们在宇宙中的位置、
我们的世界、我们的生活、我们的时间等一切，可能
远超大多数科学家的想象。读完这本书，你会发现人
类是为什么以及如何处于宇宙意义的风口浪尖的。
——李·比林斯 科学记者，《50亿年的孤寂》
的作者

序幕 从微观世界到浩渺宇宙
PART 1 独一无二的我们
01 如果，哥白尼错了
天球的革命
宇宙不是永恒不变的
我们不是宇宙中的唯一
02 十亿年的狂欢
太阳系，也只是微光中的尘埃
恒星的形成
陨石，最古老的岩石
太阳系如何诞生，真正的起源
银河系观察者视角
思索人类在宇宙中的位置
03 比邻而居
行星又小又暗淡
欢迎来到地外行星联盟
探寻生命的信号
04 伟大的错误
想象每一种未来
随机构建1000个虚构系统
我们只是一叶扁舟
PART 2 生命是复杂的，也是稀有的
05 生命的算法
微生物引擎，不断重复的调整
交替的自给循环
生命的乐高，我们生活在碳化学的宇宙中
我们确实是“我们”
智力，迄今为止最伟大的生存策略之一
06 宇宙平原的捕猎者
贝叶斯定律，寻找其他生命可能性的启示
我们是孤独的，还是到处都是生命？
飞出地球
PART 3 地球与人类存在的第三种意义
07 这里发生的事与众不同
概率审查与随机性
现实本身的性质问题
08 我们是谁，我们的诞生与存在
生命本身的基本性质
宇宙混沌与生命的平衡
不断变化的概念生命
地球上的生命没有明显的特别之处
直面哥白尼情结
致谢
注释

公元前3世纪，在爱琴海一处风景宜人的地方，沿着现今的土耳其西海岸，长满葡萄树的萨摩斯岛上，古希腊哲学家阿里斯塔克（Aristarchus）有了个伟大的想法。他提出。地球是会自转并且绕着太阳旋转的，并将熊熊燃烧的太阳球放在了天空的中心位置。这至少是个大胆的想法——阿里斯塔克的“日心说”在当时是非常离谱的，而哥白尼重提这一概念时还在遥远的“未来”。
阿里斯塔克的成果记录只是只言片语，大部分记录又集中在他用来论证太阳比地球大得多的精妙几何分析上。但显然，他从这一视角得出了太阳是已知字宙的中心以及恒星离地球异常遥远的结论。这对当时人们的疑问来说是一个巨大的、质的飞跃。它也要求人们能够理解被称为“视差”（paral-iax）的现象。
视差局限于大地与天体．这是个容易理解的概念。你可以这样做：闭上一只眼，举起一只手，五指张开，并从侧边去看，当你将头从一边移动到另一边时。随着你的着眼点或者视野角度发生变化，你会看到不同的手指一根接一根地出现又消失。
视差
远处物体出现位置的明显变化与彼此相关，取决于视线范围。这些物体离得越远，变化越不明显，而它们之间能够感知到的角度偏差也越小。
阿里斯塔克的部分大胆论证包含了这样一个事实，即夜晚天空上的恒星似乎并没有任何视差：它们从不会互相移动。所以他推理得出，如果地球不是固定在所有存在的中心，那么那些恒星一定非常遥远，以至于我们无法随地球位置的移动观测到它们的视差。
就在阿里斯塔克使这一观点变得众所周知前不久，伟大的哲学家亚里士多德因缺乏视差观念而否定了恒星比行星更遥远的可能。亚里士多德的观点建立在理智与常识之上。它基于甚至更早一些的观念，即地球是存在的中心。亚里士多德看待这一切的方式非常简单：如果无法观测到这些恒星视差——它们相对于其他恒星位置没有变化，那它们一定是固定在天空的某一层．围绕着地球。静止不动。
一切听起来都合乎逻辑，除了亚里士多德自己倡导的宇宙学（由他的导师柏拉图的思想总结得出）——这一字宙学理论认为，宇宙由大约55个厚的水晶透明球体以同心圆形式嵌套在固定不动的地球外围构成，每个球体都带有行星和恒星。在这个地心说的字宙中，地球是所有自然规律的中心，恒星和行星简单地遵循着永远围绕着地球的圆形路径，就像水晶球体—样在滑动旋转。
你可能会问：为什么亚里士多德需要55个。球形水晶层来建立他的宇宙学？部分原因是，他不得不对宇宙力学系统和力的转移做出解释。一个球体会摩擦到另一个球体，推动它绕圈——这是一个伟大的运动和机械构想．保证了所有物质都在天空中按轨迹行走。这一结构意图解决另一个未来的字宙论者所面临的最为关键的问题；与恒星不同，行星在天空中的运行更为复杂。
这些复杂的移动是一大难题，阿里斯塔克以及后来的哥白尼试图通过置换地球来解决。
行星
“行星”一词来自希腊语短语“游走的恒星”（wan-dering star），而大部分拥有明亮的反射光线的行星确实在游走。行星似乎不只是做着与恒星有关的运动．在夜晚，可以明显地看到它们移动了位置：有时它们还会反转轨道，在继续行进之前上演几个月的天体翻跟头。类似金星和水星的行星甚至更为颠覆：它们经常无处可寻，行星轨道的速度在不同的时刻看上去都有快有慢，这些坏家伙的亮度也总在变化。
所以你可能认为，当阿里斯塔克提出日心说系统时，人们会长舒一口气，因为将地球放在绕太阳的圆形轨道上很容易就解释了为什么有很多奇怪的向后移动的行星——也就是后来人们所知的“逆行”运动。在这一结构中，产生如此奇怪行为的原因很简单，即我们自己的主视角随着地球本身以圆形轨道运行而发生了偏移。自然地，我们相对于行星的移动时而向前。时而向后，而我们与行星之间的距离也会产生变化。这使得它们看起来时而明亮．时而暗淡。
这简直是一个引人入胜的、有事实基础的想法，但很多人都讨厌它。如果地球在移动。恒星间应该会有非常明显的视差，当然不可能远到让人无法察觉。抛开缺乏可看到的视差不算，把地球从高级的中心位置移开就是可恶的：认为地球和人类不再是所有事物的核心实在荒唐，可怜的阿里斯塔克因此而受到重罚。
人们反感日心说，另一方面大概源于对这一想法暗含的多元主义的憎恶。与柏拉图和亚里士多德的倾向（主张神圣而唯一的地球创造）不同，德谟克里特（Democritus）和伊壁鸠鲁（Epicurus）等古希腊思想家反而拥护一幅现实来自不可分割的碎片与虚空的画面——原子与空间。当时的原子与我们现在所知的原子不同，是物质组成单元的哲学概念，可以被用来描述无数的架构。原子太小，无法被看到，它们有着实心的、统一的内部，而大小、形状、质量各不相同。原子的概念使得这些思想家认为，地球可能并不是独一无二的。事实远非如此，应该有无数个有人居住的世界，坐落于空间与时间的抽象形式里，这些构成了平行字宙。毫不奇怪，

著名天体生物学家凯莱布·沙夫重磅新作！作者用诗一般的语言和奇特的想象，带领我们进行一场科学探险，寻找人类在宇宙中的未来和意义。
《星期日泰晤士报》年度Z佳科学图书，《出版商周刊》年度十大科学图书，爱德华·威尔逊科学写作奖获奖图书。
英国皇家学会前主席、皇家天文学家马丁·里斯，美国理论物理学家劳伦斯·M.克劳斯，著名科学记者李·比林斯等科学界大咖联袂推荐。

从微观世界到浩渺宇宙
这一切都始于一滴水。
身为窗帘商人，同时也是位正在成长的科学家的安东
尼·列文虎克（Antony van Leeuwenhoek），此时正紧闭
着一只眼，另一只眼专注地用一个由一小片碱石灰玻璃制
成的镜头看着什么。在这个亮晶晶的小东西的另一头，是
一滴湖水的样本，是他前几天在荷兰代尔夫特市郊游时舀
回来的。当他调整仪器，放松眼睛重新聚焦时，列文虎克
突然发现自己一头栽进了一个全新的世界，一个充满异域
风情的都市。
在这一滴水的世界内，遍布着蜷曲的螺旋状物体、蠕
动的斑点和带有细长尾巴的钟状生物，它们摆动着、回转
着，忙碌地游来游去，对正注视着它们的列文虎克视而不
见。这一切，列文虎克之前从未见过。这是令人震惊的一
幕。此时，列文虎克不只是一个渺小的人，还是一个如宇
宙般宏大的巨人，观察着另一个不包含他的世界。如果这
滴水能够自成一个字宙，那么另一滴，再一滴，以及地球
上所有的水滴呢？
这一年是1674年，正处于西方科学与思想发生深刻变
化的时期。一个多世纪以前，波兰科学家、博学家尼古拉
·哥白尼（Nicolaus Copernicus）出版了《天体运行论
》（De revolutionibus orbium coelestium），开启了
“天球的革命”。在该书中，哥白尼提出了他已完成的字
宙日心说模型，将地球从宇宙的中心移到了次一级的位置
，表明地球自转并围绕着太阳公转——这次降级将重新书
写人类这一物种的科学史。
几十年后，意大利人伽利略·伽利雷（Galileo
Galilei）发明创造了望远镜，并观测到了木星的卫星和金
星的相位，进而说服了自己，哥白尼的观点是正确的——
彼时，伽利略的观点被视为异端邪说，当其受到罗马宗教
裁判所的审查时，伽利略付出了高昂的代价。同时代的德
国人约翰尼斯。开普勒（Johannes Kepler，）通过罗列
出行星轨道、包括地球本身的轨道而更进一步，表明轨道
并非完美的圆形，而是偏心椭圆，使得当时关于字宙的所
有观念都变得站不住脚。而从我们知道的列文虎克凝视水
滴的那一时期往后推十几年，伟大的英国科学家艾萨克·
牛顿（Isaac Newton）出版了他的不朽巨作《自然哲学的
数学原理》（Philosophia Naturalism Principia
Mathe-matica，常简称为《原理》），提出了万有引力定
律和牛顿力学，而这些理论将在不知不觉中使太阳系和字
宙的排列呈现出一种朴素的美，无须遵照物理学和数学之
外的任何指引。无论以哪种标准评判，这一时刻都是人类
历史上独一无二的。
安东尼·列文虎克于1632年出生于代尔夫特，来到了
这个每天都变化万千的世界。他的童年时代相当平凡。除
了基础教育，列文虎克并没有接受更多特别的教育。作为
一个年轻人，他很快将自己打造成了一个从事亚麻织品与
毛织品交易的成功商人。列文虎克也是一个充满好奇心、
有着广泛兴趣的人，有一次他描述自己“渴望知识”，而
这一性格特征最终促使他留下了大量的观察与著作遗产，
这些都是关于他最伟大的发现——微观世界的。
1655年，列文虎克得到了一本英国科学家罗伯特·胡
克（Robert Hooker）。所写的伟大著作——《显微制图
》（Micrographia）。《显微制图》是羽翼未丰的英国皇
家学会的第一本重要出版物，第一本畅销的科学著作，内
容丰富而详细，是最令人难以置信的、包含万物放大纹理
图的聚宝盆——从昆虫到矿物、鸟羽及植物。它是从另一
双眼睛——显微镜下看到的世界的图集。
这种利用一系列镜片放大事物的技术在大约16世纪晚
期刚刚出现。组合型显微镜使目光敏锐、思维敏捷的胡克
能够绘制出所有这些不可思议的东西，仿佛它们就在每个
人的眼皮底下。但即使是胡克所拥有的最好的显微镜，也
只能放大10～50倍。更深的底层可能会有什么呢？对列文
虎克来说，这一谜团引发的好奇心让他无法抗拒，于是他
开始自学必要的光学技术，来探索这个神秘的未知世界。
……
最令人惊奇的是，我们现在有理由相信，这些可能的
结果与另一个更深层的问题相关：人类所在的字宙本身，
是否只是那些从最基本概念的真空中诞生的无数字宙实体
之一？这种想法绝对让人头晕目眩，与列文虎克第一次看
到微观世界时产生的令人眩晕的感觉一样。
《如果，哥白尼错了》这本书主要讲述我们如何得到
这些问题的答案：探索、理解我们的字宙意义是如何取得
实际的进展的，以及在此过程中我们如何挑战了诸多成见
与自负。我会论证目前已经可以得出的一些结论，并展示
一个方法，表明它如何使我们对字宙中生命的认识超越当
下。达到更高的洞察力水平。
得到问题答案的关键是，要非常仔细地将最伟大的定
律之一分解剖析。以服务于科学与哲学。这种想法的根源
是朴素的，它们不过是我们对头顶这片天空白天与黑夜的
体验。
我们会分析哥白尼提出的非中心现实如何合乎逻辑又
令人信服，因为它有效地解释了太阳、月球以及天空中行
星的运动，并且比以往的理论更加直白浅显地解释了这一
切。但对和哥白尼同时期的很多人来说。这是个恐怖的观
念。这一观念在神学上毫无吸引力，因为它暗示了人类并
不重要，而且这一观念的某些部分在科学上也令人反感：
它挑战了主流字宙力学分析的核心思想。
随着时间的流逝，人类将非中心化观念扩展得更远。
我们现在认为，任何取决于特殊起源或独特视角的科学理
论从根本上说都是有问题的。这非常合理。如果这些归纳
总结不是真的，适用于你的物理定律可能并不适用于你住
在城里另一边的朋友，这是与我们所知的所有事都背道而
驰的一种可能。然而。正如我接下来将讨论的，哥白尼定
律作为普遍科学问题的一个包罗万象的指南，可能已经走
到它能发挥作用的尽头了。
确实，当人类不再是字宙中心并且现在已经知道字宙
无中心时，我们似乎在宇宙中占据了一个非常有趣的位置
——在时间、空间及规模上。此前，关于这些有过大量讨
论。有的最终假设地球是非常特殊的“罕见物”，特别是
考虑到智慧生物技术上的发展。这个结论很极端，然而我
并不相信它已被令人信服地证实。我会告诉你们原因。
尽管如此，环境的特殊性（我们在微生物世界与字宙
之间的地带，在绕着一颗年龄适当的恒星旋转的岩石行星
上）依然对人类在宇宙中意义的推论，以及我们搜索宇宙
中其他生命的方式影响最大。人类自身字宙“位置”的特
殊性也提供了重要线索。为了能够在确定的宇宙状态下实
现真正有效的科学进展。我们必须找到一种方式，一种能
够看到自身之平凡的方式。我将展示一种方法来实现这一
点。
寻找人类的字宙意义，解决哥白尼式平凡与我们认为
的特殊之间的矛盾。这样的探索将带领我们从地球最久远
的历史到达最大限度的未来，到达我们所在星系的行星系
统：带领我们从天文学的伟大宇宙到达生物学的微观世界
：也将带领我们到达字宙起源科学研究的前沿——通过数
学魔法与对自然的精妙观察进行的探索：还将引导我们坚
定地审视自身所在的特殊的环境，以及人类在字宙中的地
位。

你是否具有哥白尼情结？
怎样理解生命的诞生、存在和意义？
地球与人类是独有的吗？
如果，哥白尼错了呢？
如果人类并不是宇宙中唯一的生命，我们又该何去何从？
……
关于我们的宇宙，我们的世界，我们的生活，我们的时间等一切秘密，也许远远超乎想象，《如果，哥白尼错了》将为你解开这个存在已久的谜团。
16世纪，哥白尼建立日心说，将地球从其在宇宙中的独特地位降级为平庸之辈，开启了一场科学革命。几个世纪以来，这种思想一直影响着我们。然而，新近的研究结果暗示人类确实生活在一个特殊的地方，在一个特殊的时间，作为一系列不可能事件的产物。这对哥白尼的原理提出了挑战。所以，哥白尼真的错了吗？
从微小的微生物到远离地球的系外行星，著名天体生物学家凯莱布·沙夫将带领我们进行一场科学探险，为寻找人类在宇宙中的未来和意义提供一种新的可能。