本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
如何定義生命的問題歷來備受爭議。存在許多相互競爭的定義，其中一些包括非常具體的要求，例如由細胞組成，這可能會使未來的智慧機器和外星文明失去資格。由於我們不想將對生命未來的思考侷限於我們迄今為止遇到的物種，因此，讓我們將生命非常廣泛地定義為可以保持其複雜性並複製的過程。複製的不是物質（由原子組成），而是指定原子排列方式的資訊（由位元組成）。當一個細菌複製其 DNA 時，不會產生新的原子，而是一組新的原子以與原始原子相同的模式排列，從而複製了資訊。換句話說，我們可以將生命視為一個自我複製的資訊處理系統，其資訊（軟體）決定了它的行為和硬體的藍圖。
就像我們的宇宙本身一樣，生命逐漸變得更加複雜和有趣。我發現將生命形式分為三個複雜程度的級別很有幫助：生命 1.0、2.0 和 3.0。
生命在我們宇宙中如何、何時以及在何處首次出現仍然是一個懸而未決的問題，但有強有力的證據表明，地球上的生命大約在 40 億年前首次出現。不久之後，我們的星球就充滿了各種各樣的生命形式。最成功的那些，很快就擊敗了其餘的，能夠以某種方式對它們的環境做出反應。具體來說，它們是計算機科學家所說的“智慧代理”：從感測器收集有關環境的資訊，然後處理這些資訊以決定如何對環境做出反應的實體。這可以包括高度複雜的資訊處理，例如當您使用眼睛和耳朵的資訊來決定在對話中說什麼時。但它也可以涉及非常簡單的硬體和軟體。
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例如，許多細菌都有一個感測器，用於測量周圍液體中的糖濃度，並且可以使用稱為鞭毛的螺旋形結構游泳。連線感測器和鞭毛的硬體可能會實現以下簡單但有用的演算法：“如果我的糖濃度感測器報告的值低於幾秒鐘前的值，則反轉我的鞭毛的旋轉方向，以便我改變方向。”
你已經學會了說話並掌握了無數其他技能。另一方面，細菌不是很好的學習者。它們的 DNA 不僅指定了它們的硬體設計，例如糖感測器和鞭毛，還指定了它們的軟體設計。它們永遠學不會遊向糖；相反，該演算法從一開始就被硬編碼到它們的 DNA 中。當然，存在某種學習過程，但它不是在特定細菌的生命週期內發生的。
相反，它發生在細菌物種之前的進化過程中，透過一個緩慢的試錯過程，跨越了許多代，其中自然選擇偏愛那些改善糖消耗的隨機 DNA 突變。這些突變中的一些透過改進鞭毛和其他硬體的設計而有所幫助，而另一些突變則改進了細菌資訊處理系統，該系統實現了尋糖演算法和其他軟體。
這樣的細菌是我所稱的生命 1.0 的一個例子：硬體和軟體都是進化而來而不是設計的生命。另一方面，你和我都是生命 2.0 的例子：硬體是進化而來但軟體在很大程度上是設計的生命。你的軟體，我指的是你用來處理來自感官的資訊並決定做什麼的所有演算法和知識，從當你看到朋友時識別他們的能力到你走路、閱讀、寫作、計算、唱歌和講笑話的能力。
你出生時無法執行任何這些任務，因此所有這些軟體稍後都會透過我們稱之為學習的過程程式設計到你的大腦中。雖然你的兒童課程主要由你的家人和老師設計，他們決定你應該學習什麼，但你逐漸獲得更多設計自己軟體的能力。也許你的學校允許你選擇一門外語：你想在你的大腦中安裝一個使你能夠說法語的軟體模組，還是一個使你能夠說西班牙語的軟體模組？你想學習打網球還是下棋？你想學習成為一名廚師、律師還是藥劑師？你想透過閱讀一本關於人工智慧（AI）和生命未來的書來了解更多相關資訊嗎？
生命 2.0 設計其軟體的能力使其比生命 1.0 聰明得多。高智商需要大量的硬體（由原子組成）和大量的軟體（由位元組成）。我們人類的大部分硬體是在出生後（透過生長）新增的事實很有用，因為我們的最終大小不受我們母親產道的寬度的限制。同樣，我們人類的大部分軟體是在出生後（透過學習）新增的事實很有用，因為我們的最終智力不受透過我們的 DNA 以 1.0 方式在受孕時可以傳輸給我們的資訊量的限制。
我的體重大約是我出生時的 25 倍，而連線我大腦中神經元的突觸連線可以儲存大約比我出生時攜帶的 DNA 多十萬倍的資訊。你的突觸將你所有的知識和技能儲存為大約 100 TB 的資訊，而你的 DNA 僅儲存大約 1 GB 的資訊，勉強夠下載一部電影。因此，嬰兒在出生時說一口流利的英語並準備好在她的大學入學考試中取得好成績是不可能的：因為她從父母那裡獲得的主要資訊模組（她的 DNA）缺乏足夠的資訊儲存容量，所以無法將資訊預載入到她的大腦中。
設計其軟體的能力使生命 2.0 不僅比生命 1.0 更聰明，而且更靈活。如果環境發生變化，1.0 只能透過在許多代中緩慢進化來適應。另一方面，生命 2.0 可以透過軟體更新幾乎立即適應。例如，經常遇到抗生素的細菌可能會在許多代中進化出耐藥性，但單個細菌根本不會改變其行為；相比之下，一個女孩得知自己對花生過敏後會立即改變自己的行為，開始避免花生。
這種靈活性使生命 2.0 在人口層面更具優勢：即使我們人類 DNA 中的資訊在過去 5 萬年中沒有發生顯著進化，但我們的大腦、書籍和計算機中集體儲存的資訊卻爆炸式增長。透過安裝一個使我們能夠透過複雜的口語進行交流的軟體模組，我們確保了一個人腦中儲存的最有用的資訊可以複製到其他大腦，即使在原始大腦死亡後也可能存活下來。透過安裝一個使我們能夠閱讀和寫作的軟體模組，我們能夠儲存和共享的資訊遠遠超過人們可以記住的資訊。透過開發能夠產生技術的大腦軟體（即透過學習科學和工程），我們使世界上許多人只需點選幾下滑鼠就可以訪問世界上大部分資訊。
這種靈活性使生命 2.0 得以主宰地球。擺脫了基因束縛，人類的綜合知識不斷加速增長，因為每一次突破都促成了下一次突破：語言、文字、印刷機、現代科學、計算機、網際網路等等。我們共享軟體的這種日益加速的文化進化已經成為塑造我們人類未來的主導力量，使我們緩慢的生物進化幾乎無關緊要。
然而，儘管我們今天擁有最強大的技術，但我們所知的所有生命形式仍然受到其生物硬體的根本限制。沒有一種生物可以存活一百萬年，記住所有的維基百科，理解所有已知的科學，或者在沒有宇宙飛船的情況下享受太空飛行。沒有一種生物可以將我們基本上毫無生機的宇宙轉變為一個多樣化的生物圈，它將繁榮數十億或數萬億年，使我們的宇宙最終發揮其潛力並充分甦醒。所有這一切都要求生命進行最終的升級到生命 3.0，它不僅可以設計它的軟體，還可以設計它的硬體。換句話說，生命 3.0 是自己命運的主人，最終完全擺脫了其進化束縛。
生命三個階段之間的界限有些模糊。如果細菌是生命 1.0，而人類是生命 2.0，那麼你可能會將小鼠歸類為 1.1；它們可以學習很多東西，但不足以發展語言或發明網際網路。此外，由於它們缺乏語言，它們所學的大部分知識在它們死後都會丟失，而不是傳遞給下一代。同樣，你可能會認為今天的人類應該被視為生命 2.1：我們可以進行一些小的硬體升級，例如植入假牙、膝蓋和起搏器，但沒有像身高增加 10 倍或獲得比現在大一千倍的大腦那麼大的變化。
總之，我們可以將生命的發展分為三個階段，其區別在於生命設計自身的能力
• 生命 1.0（生物階段）：進化其硬體和軟體
• 生命 2.0（文化階段）：進化其硬體，設計其大部分軟體
• 生命 3.0（技術階段）：設計其硬體和軟體
經過 138 億年的宇宙進化，地球上的發展速度急劇加快：生命 1.0 大約在 40 億年前出現，生命 2.0（我們人類）大約在十萬年前出現，許多研究人員認為生命 3.0 可能會在未來一個世紀內出現，甚至可能在我們有生之年出現，這可能是由人工智慧的進步所催生的。將會發生什麼？這對我們來說意味著什麼？
這就是本書的主題。
摘自《生命 3.0：人工智慧時代的人類》一書，作者：馬克斯·泰格馬克，© 2017 年，馬克斯·泰格馬克。經與企鵝蘭登書屋有限責任公司旗下的科諾夫·道布林迪出版集團的品牌 Alfred A. Knopf 安排出版。