代码生物学中扩展机制模型的探索：从冯·诺依曼探针到维纳自传播机器

这篇综述深入探讨了Barbieri提出的"扩展机制"（extended mechanism）理论在代码生物学（code biology）中的应用，通过比较冯·诺依曼（von Neumann）探针与维纳（Wiener）自传播机器的模型差异，揭示了生物意义（biological meaning）的机械化解释路径。文章创新性地将图灵机（Turing machine）与自我复制（self-reproduction）的动力学特性相结合，为理解生命系统的编码逻辑提供了新的理论框架。

　　

研究亮点

动机

代码生物学理论研究的关键任务之一是完善Barbieri"扩展机制"的定义。这一核心概念为生物意义（biological meaning）的机械化建模提供了基础，是语义生物学（semantic biology）理论体系的基石。我们前期研究聚焦于分析该机制的本质特征。

扩展机制

Barbieri机制化代码生物学的核心在于有机编码（organic code）和生物意义的概念。与传统分子生物学仅关注能量和信息不同，Barbieri的语义方法引入了新的实证观察实体——通过有机编码实现的生物意义。代码生物学由此建立了意义的机制化模型。

冯·诺依曼探针与生物自动机的演化

我们前期研究论证了冯·诺依曼通用构造器（Universal Constructor）是"Barbieri扩展机制的最小充分模型"。该模型虽忽略编码的物理属性，但完美呈现了Barbieri提出的"编码即机器逻辑"（logic of code as the logic of the machine）的核心思想。关键论据在于："探针的可构造性完全由编码决定"。

维纳的自传播机器概念

在维纳的控制论（cybernetics）思想中，探针变得更"具体化"和"物理可构想"。他通过电气工程实践视角，完成了将探针从证明论（proof theory）和元数学（metamathematics）领域解放出来的关键概念突破。

冯·诺依曼与维纳的联系

我们对比了冯·诺依曼静态的自复制自动机（self-reproducing automaton）模型与维纳动态的自传播机器（self-propagating machine）模型。前者关注机器部件的组合可能性，后者则强调构建自传播机器的实际操作流程（operative procedure）。

研究结论：扩展机制分析的新视角

本文论证了维纳自动机概念能更好地模拟Barbieri的生物意义。冯·诺依曼探针仅抽象地实现自复制，而维纳探针在时间维度运作，产生具有相同功能的复制体。我们认为维纳的贡献为Barbieri扩展机制的最小充分模型增添了动态维度。