Dalek：一种建构性代理机器

# Dalek：一种面向智能体的构造性机器  
来源：https://arxiv.org/html/2609.03546  

###### 摘要  
我们提出 Dalek，一个为智能体设计的封闭机器，能在满足通用宿主契约的任意基底上实现自我维护、自我进化、自我复制与自我组织。该机器由三个原语构建——行为者、消息与信道。四项义务——宿主边界、构造语言、允许转换与规则遗传——为其边界、同一性与封闭性提供了结构基础。冯·诺依曼 1948 年的自复制自动机提供了遗传构造核心：自我描述与构造器、复制器及控制器的结合。Dalek 将该核心与四项义务结合，并为基于文本与消息的智能体基底重新推导了其媒介，增加了边界、同一性、历史与生长的显式结构。大型语言模型与编译器占据载荷位置，构成通用能力生成器。新能力被创建、编译、安装到描述中，并被后代继承。同一路径也能生成机器自身的器官甚至运行时，在机器内部闭合遗传与进化过程。  
关键词：智能体系统；自复制自动机；自修改系统；构造性定义；软件架构  

###### 目录  
1. [引言](https://arxiv.org/html/2609.03546#S1)  
2. [构造模型与基底](https://arxiv.org/html/2609.03546#S2)  
3. [机器](https://arxiv.org/html/2609.03546#S3)  
4. [机器运行：从单一任务到第三代](https://arxiv.org/html/2609.03546#S4)  
5. [讨论](https://arxiv.org/html/2609.03546#S5)  
6. [相关工作](https://arxiv.org/html/2609.03546#S6)  
7. [结论与未来工作](https://arxiv.org/html/2609.03546#S7)  
8. [符号说明](https://arxiv.org/html/2609.03546#Ax1)  
9. [转换表与 ABI](https://arxiv.org/html/2609.03546#A1)  
10. [证据索引](https://arxiv.org/html/2609.03546#A2)  
11. [参考文献](https://arxiv.org/html/2609.03546#bib)  

## 1 引言  
### 1.1 从清单到机器  
智能体通常被实现为围绕大型语言模型的组件集合。模型负责生成；记忆、工具、工作流、子智能体、网关和验证器完成其余工作。应对更复杂任务的一种方式是延长这份清单，为每种新需求分配一种新组件。随着清单增长，组装、配置和维护成本也随之增加。能力的提升以系统复杂性为代价。  
另一种方式是让模型在运行时生成和组装组件。动态插件和代码模式是典型例子[Shi et al., 2026 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib8), DeepSeek-AI, 2026 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib17)]。生成取代了预安装，新能力不再需要预先枚举。更深层的问题始于生成之后。智能体编写的代码可能立即可调用，但该代码是否已成为智能体的一部分、能否在重启后存续、是否被副本继承或是否获得安装授权，仍取决于文件系统、加载器、镜像构建器、部署脚本或操作员的决策。同一代码仅仅是任务的产物还是系统本身的修改，取决于智能体之外的安排。  
生成新结构的能力已进入智能体；决定何为智能体的权威则尚未进入。不受控的复杂性与错位的构成权源于同一根源：缺乏智能体机器的构造性定义。  
当智能体服务于预定任务并持续处于人工维护时，这一缺失并不重要：工具无需定义自身。但当任务无法事先枚举、运行不假定人工在场、且改进对象最终包含系统自身结构时，需求发生了本质变化。  
旧主张是存在性的：系统完成了一次任务、无人值守运行数小时，或曾重写自身脚手架。一次演示即可证实。新主张是不变的：无论系统运行多久、无论任务如何到来、无论其结构变化多少次，§1.2 中的属性必须持续成立。一次演示可证实某事发生过一次。要声称其始终成立，则需要结构保障；而在提出此类保障之前，必须定义承载它的机器。  

### 1.2 构造性定义的标准  
我们研究一类特定对象：能够整合开放式任务生成的能力、同时支持长期运行与结构变更声明的智能体机器。相对于宿主契约 Ω，此类机器具有四项定义性义务：  
1. **宿主边界**：任何能影响所声明属性的机制，要么属于机器本身，要么被显式分配给 Ω 作为输入或宿主假设。不存在未声明的第三方位置。边界既决定声明的范围，也决定属性归属的位置。  
2. **构造语言**：合法机器形式由有限原语通过有限组合规则生成。新能力可在无预定界限的情况下产生；同一语言规定了它们何时成为机器的一部分以及以何种形式持续存在。  
3. **允许转换**：初始机器及其宪法变更操作被显式指定。每个允许转换将合法机器映射回同一机器类别。合法状态与允许转换共同构成机器的操作语义。  
4. **规则遗传**：若要将自我改进归因于机器，则产生合法后继的规则本身必须是可表示、可构造且可遗传的。当前规则在一次构造期间保持固定；修订后的规则被写入后继。这种时间分离避免了在构造自身的同时进行自我指涉的恶性循环。  
前三项义务定义了机器的承载者和动态。第四项义务将生成这些动态的规则置于代际关系内部。若加载器或构造服务被显式分配给 Ω，系统在前三项义务下仍然定义良好；其构造能力属于宿主，第四项义务不成立。  
这些义务定义了一个机器类别，而非唯一架构。任何满足它们的系统都是该类的成员。本文确立了存在性：Dalek 是一个完整的运行见证。  

### 1.3 必要性与治理面  
所有四项义务均源于无界声明所需的证明形式。令 P 表示“这仍是一个合法机器”或“这台机器仍具备构造后继所需机制”。要在任意长的合法历史中确立 P，有限论证需提供基础情形，并证明每个允许操作将合法机器映射回同一类别。归纳对象需要明确域：宿主边界和构造语言。归纳步骤必须无限组合：允许转换。当形成归纳步骤的规则进入变更域时，也需要规则遗传。  
开放式任务本身仅需生成性有限手段：固定通用解释器已可处理未预先枚举的程序。当生成的能力也需安装、持久化、重启和继承——当任务轴与自修改轴相交时，构造语言和允许转换成为机器的义务。规则保持外部的系统同样可通过声明这些规则为 Ω 的一部分来良好定义。只有当改进被归因于机器自身时，规则遗传才成为必要。  
结果是一组对机器类别的义务，而非唯一实现。构成性边界也带来双重益处。若机器与环境间的所有组织效应通过有限接口传递，监控和干预只需覆盖有限的治理面。环境无法在允许转换之外重写机器，而机器的组织效应则获得明确的授权、审计、撤销和终止点。结构变更要么保留这些中介点，要么将其变更记录为显式转换，使治理得以跨代延续。  
我们的声明涉及组织效应：成员、消息、门和宪法变更属于机器。行为者在一次调用期间执行的直接文件或网络访问不属于机器历史（§3.2.3）。将同一标准扩展到所有物理效应需要更强的 Ω。  

### 1.4 Dalek：构造与见证  
Dalek 由三个来源构建。冯·诺依曼 1948 年的自复制自动机提供了遗传构造核心[ von Neumann, 1951 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib2)]。四项义务要求显式边界、有限构造语言、允许构成性转换以及进入遗传的规则。智能体基底的特性使统一的演员/消息接口和信道边界成为自然媒介。它们的组合产生了一个新的智能体机器，而非冯·诺依曼机器的新实现。Ω 仅提供执行、存储和网络。行为者通过消息协作；信道提供组织边界。G 描述机器应有的形态，H 记录它经历的过程。一个对功能和组织“盲目”的运行时 R 定义了构成性转换。构造器 A、复制器 B、控制器 C 和能力生成器 D 本身包含于 G 中，因此当代可以构造一个携带修订器官乃至修订运行时的后继。  
这一构造将智能体系统的组织中心从任务循环移至个体的生命周期。安装、重启、复制和升级不再是围绕智能体执行的维护操作，而成为机器本身的转换。任务能力成为可在该生命周期内生长、结合和复制的成员。四个“自我”命名了同一生命周期的四个方向：维护、变更、延续与关联。  
本文有三项贡献。首先，阐明智能体机器的构造性义务（§§1.2–1.3）。其次，构建了联合实现所有四项义务的 Dalek（§§2–3）。第三，提供账本证据，证明同一结构能实现自我维护、自我进化、自我复制与自我组织（§4）。  
后续章节安排如下：第 2 节说明继承的构造及其假设，然后选择基底。第 3 节构建机器。第 4 节让其账本提供逐行证据，并定义失败路径的语义与活跃性边界。第 5 节讨论定义的后果与范围。第 6 节回顾相关工作。第 7 节总结并指出保守扩展方向。  

## 2 构造模型与基底  
在 §1.2 的四项定义性义务中，规则遗传已具有构造核心：冯·诺依曼 1948 年的自复制自动机[ von Neumann, 1951 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib2)]。¹ “冯·诺依曼架构”通常指 1945 年的存储程序组织（算术、控制、内存、输入与输出）[ von Neumann, 1945 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib1)]。本文则采用冯·诺依曼 1948 年提出的另一种构造：自复制自动机。前者组织计算，后者为能构造并复制自身的机器提供构造模型。Dalek 使用后者作为智能体机器构造的核心之一。  
我们保留该核心（§2.1），将其与其余义务结合，并推导出智能体特定基底上的机器（§2.2）。本节定义符号 A、B、C、D 和 G，以及准静态性和宿主契约。  

### 2.1 继承的构造  
该构造包含四个组件与一个描述[ von Neumann, 1951 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib2)]：  
- **A** 是通用构造器：给定描述 G，它构造 G 所描述的自动机。A 保持固定；复杂性存在于 G 中，且随被构造对象的复杂性而增长。  
- **B** 是复制器：它不加解释地复制 G。  
- **C** 是控制器：它先引导 A 从 G 构造，再引导 B 复制 G 并将副本插入新构造，随后分离并启动后代。  
- **D** 是载荷：由机器携带但不被构造与复制逻辑使用的任意自动机。  

完整机器为 E = (A + B + C + D) + G，其中 G 描述整个组件 A + B + C + D。  
E 的一个循环产生 E 的逐字副本。²  
¹ 注：在冯·诺依曼的记号中，描述为 I（或当存在载荷时为 I_{D+F}），D 表示组件 A + B + C，F 为附加载荷，完整机器为 E_F = D + I_{D+F}。Dalek 保留 A、B、C 的含义，D 用于载荷，描述记为 G。冯·诺依曼的 I 与 Dalek 的 G 在不同媒介中命名相同架构角色。第 3.4.7 节列出了所有记号与结构差异。  
同一 G 被使用两次：A 解释它，B 复制它。G 不包含自身的描述；复制再生它，因此实体与其描述按确定的时间顺序形成[ von Neumann, 1951 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib2)]。  

图 1：冯·诺依曼 1948 年构造：E = (A + B + C + D) + G。同一 G 被使用两次——由 A 解释、由 B 复制。在 C 的指导下，A 构造 A + B + C + D，B 插入 G 的副本，所得机器被分离并启动。D 是不被构造和复制使用的载荷。  

该构造依赖两个假设。首先，描述是**准静态的**：在复制期间保持不变。活的原始体在被检查时会反应并改变，因此无法逐段复制；一条在复制期间保持固定的线性链则可以[ von Neumann, 1966 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib3)]。其次，物理由环境提供。构造是运动学的：机器浸没在部件海洋中；组件通过仅指定刺激和响应被公理化为黑箱；能量和运动属于环境[ von Neumann, 1951 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib2)]。第 2.2 节提供了此**环境契约**的实现。  
所选基底满足这两个假设。构造模型与基底是不同的。1948 年构造以黑箱组件和环境契约表述，不依赖于特定组件物理。1952–53 年设计的 29 态细胞自动机是后来的一个实现[ von Neumann, 1966 (https://arxiv.org/html/2609.03546#bib.bib3)]，而非构造本身。在遗传核心层面，Dalek 保留 1948 年构造，同时替换其基底。完整的 Dalek 架构还增加了边界、同一性、历史和生长所需的结构。以四项义务衡量，1948 年模型提供了核心。