今天在课本（1）看到一个有意思的问题。能否设计一个能自我复制的机器？这个问题看上去并不平凡，容易让人联想到哥德尔不完备定理。书中给出了一个构造，阐述了自我复制的机器是可能的。

（1）《计算理论导引》机械工业出版社.2019. pp.155-159 书中，这个构造可用来反驳以下论证：生命体是高于机械结构的，因为生命体能够自我复制、繁衍，而机器不能。

考虑一个理想的3D打印机（书中为图灵机），能用任何材料打印出任何输入的构造。那么，他能打印自己吗？单纯的自指是无意义的，必须在打印程序中说明要打印的构造。如果预先知道打印机的构造，输入这个构造即可完成复制。

以C语言作简化的例子，以下是一个很简陋的打印任何长度1000字符以内的输入的程序：（当然这里只能打印出代码，不能打印出整个计算机。） 

（代码*） 

#include

int main() {
    char s[1000];
    char c;
    int ix = 0;

    // 从标准输入读取字符，直到遇到EOF
    while ((c = getchar()) != EOF) {
        s[ix++] = c;
    }

    // 输出字符数组s中的内容
    for (int i = 0; s[i] != 0; i++) {
        printf("%c", s[i]);
    }

    return 0;
}

编译运行这个程序，再把以上代码粘贴进输入框，然后在windows下按ctrl+z并回车即可。平凡地，我们看到输入的代码又被打印了一遍。

现在我们禁止任何输入（能量的供应除外，这里不讨论），一台机器能自动地复制自身吗？简单的想法是，把带有机器构造的输入预置进机器中，然后让机器自己打印。不过这时候机器的构造也随着程序的放入改变了，打印出来的只是原来的自己，不是现在的自己了。

把打印模块本身也写入打印模块，会怎样？ 打印M，打印“打印M，”，打印“打印“打印M，”，”...... 无穷无尽。

一个巧妙的想法是，把机器分为AB两部分。让A打印B，让B打印A（即机器M=AB的构造为，A：打印B；B：打印A），这样就没有上述的打印“昨日之我”的问题了。不过为了给出A的构造，需要知道B的构造，而B的构造又需要调用A的构造，循环往复，没法实现。

好在只需要一点微小的改动。仍然让A打印B，即A的构造是：打印B。为此，给出B的构造：读入构造信息s，计算出能打印出s的机器构造p，打印p。在这里，s就是B，p就是A。

考虑三个细节。一，B怎么“计算”出机器p。沿用A的模板，只需把A的“打印B”替换成“打印s”（s是输入）即可。（以c语言为例，p就是代码*） 二，B从何处获得输入。只要看看A的输出就行了。 三，A和B可能是不对易的。打印出的应该是AB而非BA，如何把它调过来。这个也简单，让B在打印A之后再打印一次B即可。 即B的构造变为：读入构造信息s，做出p的构造（p：打印s），打印ps。

A打印出的B似乎浪费了，也可以进行优化。实际上A无需打印B，只需要把B的构造呈现给B即可。 这样，A的构造变为，A:把B的构造呈现给B。B的构造相应变为，B：（从A）获取构造信息s，做出p的构造（p：打印s），把s接在p后面打印ps。

以上，一个自我复制的打印机就完成了。不过，如何把其他功能加进来？更实际地说，如何把“自我复制”功能添加进一台机器？ 设其他功能模块为T。只要稍微改动B即可： B：（从A）获取构造信息s，做出p的构造（p：打印s），打印psT。

为此，编写复制模块时，需要知道T的构造。 以下是一个打印自身（源代码）的C语言程序示例。据说(1)有的计算机病毒就是通过类似的方法自我复制的。

(代码**)

#include

char s[] = {59, 10, 32, 32, 32, 32, 105, 110, 116, 32, 109, 97, 105, 110, 40, 41, 123, 10, 32, 32, 32, 32, 112, 114, 105, 110, 116, 102, 40, 34, 35, 105, 110, 99, 108, 117, 100, 101, 32, 60, 115, 116, 100, 105, 111, 46, 104, 62, 92, 110, 99, 104, 97, 114, 32, 115, 91, 93, 61, 123, 34, 41, 59, 10, 32, 32, 32, 32, 102, 111, 114, 40, 105, 110, 116, 32, 105, 61, 48, 59, 115, 91, 105, 93, 33, 61, 48, 59, 105, 43, 43, 41, 32, 112, 114, 105, 110, 116, 102, 40, 34, 37, 100, 37, 99, 34, 44, 115, 91, 105, 93, 44, 115, 91, 105, 43, 49, 93, 33, 61, 48, 63, 39, 44, 39, 58, 39, 125, 39, 41, 59, 10, 32, 32, 32, 32, 102, 111, 114, 40, 105, 110, 116, 32, 105, 61, 48, 59, 115, 91, 105, 93, 33, 61, 48, 59, 105, 43, 43, 41, 32, 112, 114, 105, 110, 116, 102, 40, 34, 37, 99, 34, 44, 115, 91, 105, 93, 41, 59, 10, 32, 32, 32, 32, 47, 47, 84, 104, 105, 115, 32, 99, 97, 110, 32, 98, 101, 32, 115, 111, 109, 101, 32, 111, 116, 104, 101, 114, 32, 99, 111, 100, 101, 115, 46, 40, 80, 114, 101, 116, 101, 110, 100, 101, 100, 41, 10, 32, 32, 32, 32, 114, 101, 116, 117, 114, 110, 32, 48, 59, 10, 125, 10};

int main() {
    printf("#include \nchar s[]={");
    for (int i = 0; s[i] != 0; i++) {
        printf("%d%c", s[i], s[i + 1] != 0 ? ',' : '}');
    }
    for (int i = 0; s[i] != 0; i++) {
        printf("%c", s[i]);
    }
    // This can be some other codes.(Pretended)
    return 0;
}

整个char s[]{...}数组相当于A，main函数相当于B，它可以通过指针s从A获得B的信息。在这里B的信息以ASCII码来表示，那一长串数组内容就是main函数对应的ASCII码（前面再加上一个分号和换行符）。本来想直接用字符串来表示，不过表示时出现引号嵌套的问题，不好解决。 此外，#include行和//注释行相当于上文的T部分，可以添加别的功能，添加完相应地更新B和A即可。     

后记：感觉这个构造颇可以改造为一个推理作品的绝佳元素，不过我暂时想不出具体的实现。