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操作形态学：自修改 LLM 智能体的具身认知

English: Operational Morphology: The Embodied Cognition of Self-Modifying LLM Agents

CI License: CC BY-NC-SA 4.0 GitHub stars DOI GitHub release

一本关于「自修改 LLM 智能体的操作形态学」的开源教科书。

v1.0 · 全书 31 章正式发布（约 178 页 / 96,742 字）

统计数据

指标 数值
章节数 31（25 主章节 + 6 附录）
教学实验 30
研究笔记 10
BibTeX 条目 144
SVG 配图 10
总字数 96,742 字（约 178 页）
练习题 100+
ASCII 图表 75+

全书配图

配图 文件 描述
B = {P, T, M, C} 概览 b-tuple-overview.svg 操作形态四元组结构图
元控制器循环 meta-controller-loop.svg U(B_t, tau, r, C) -> B_{t+1}
4E 认知模型 4e-cognition-model.svg Embodied + Embedded + Enacted + Extended
Agent 能力层级 agent-levels-l0-l5.svg L0 ReAct -> L5 跨组件协同
形态学景观 morphological-landscape.svg 操作形态可塑性空间
协同进化 synergistic-evolution.svg H2 协同演化假说
迁移学习 transfer-learning-agents.svg H3 形态适配与迁移
MorphBench 评测网格 morphbench-eval-grid.svg 7 组 x 5 干预 x 10 任务
治理框架 governance-framework.svg 安全、审计、公平性
验证三重保障 verification-triple-guard.svg 沙箱 + 属性测试 + SMT

仓库结构

morphagent-textbook/
├── README.md                # 本文件
├── Book.txt                 # Leanpub 主手稿（31 章合并）
├── LICENSE                  # CC-BY-NC-SA 4.0 全文
├── CONTRIBUTING.md          # 贡献指南
├── CODE_OF_CONDUCT.md       # 行为准则
├── OUTLINE.md               # 全书大纲（31 章详细目录）
├── Manuscript/              # Leanpub 手稿文件
│   ├── Book.txt             # 主手稿（31 章合并）
│   ├── Sample.txt           # Leanpub 样章
│   └── Description.txt      # Leanpub 书籍描述
├── _config.yml              # Jupyter Book 配置
├── _toc.yml                 # Jupyter Book 目录（31 章）
├── references.bib           # BibTeX 文献库（144 条目）
├── .gitignore               # Git 忽略规则
├── chapters/                # 31 章 Markdown 源文件
│   ├── 01-llm-agent-era.md
│   ├── 02-agent-basics.md
│   ├── ...
│   ├── 25-open-problems.md
│   ├── 26-appendix-a-glossary.md
│   ├── 27-appendix-b-mathematics.md
│   ├── 28-appendix-c-tools.md
│   ├── 29-appendix-d-experiments.md
│   ├── 30-appendix-e-exercise-answers.md
│   └── 31-appendix-f-references.md
├── assets/
│   └── figures/             # 10 张 SVG 配图
│       ├── b-tuple-overview.svg
│       ├── meta-controller-loop.svg
│       ├── 4e-cognition-model.svg
│       ├── agent-levels-l0-l5.svg
│       ├── morphological-landscape.svg
│       ├── synergistic-evolution.svg
│       ├── transfer-learning-agents.svg
│       ├── morphbench-eval-grid.svg
│       ├── governance-framework.svg
│       └── verification-triple-guard.svg
├── experiments/             # 30 个教学实验代码
│   ├── exp-01-baseline/
│   ├── exp-02-pomdp-claim/
│   ├── ...
│   ├── exp-30-reproducibility/
│   ├── _shared/
│   └── README.md
├── research/                # 10 篇研究笔记 + ICLR 2027 投稿
│   ├── iclr-2027-submission/
│   │   └── paper.md         # ICLR 2027 论文
│   ├── r-note-001-operational-morphology.md
│   ├── r-note-002-h1-structural-plasticity.md
│   ├── ...
│   ├── r-note-010-5-year-roadmap-detail.md
│   ├── INDEX.md
│   └── MILESTONES.md
├── benchmarks/              # 评测基准
├── scripts/                 # 构建与验证脚本
│   ├── build_book.py
│   ├── validate_chapters.py
│   └── word_count.py
├── docs/
│   ├── ROADMAP.md           # 写作路线图
│   └── CHAPTER_TEMPLATE.md  # 章节写作模板
├── preview/                # 预览 HTML
│   ├── chapter-01.html
│   └── chapter-11.html
└── .github/
    ├── workflows/
    │   └── build.yml        # GitHub Actions: 自动构建
    ├── ISSUE_TEMPLATE/
    │   ├── typo.md
    │   ├── outline.md
    │   ├── experiment.md
    │   └── discussion.md
    └── PULL_REQUEST_TEMPLATE.md

当前状态

v1.0 — 正式发布（2026-07-22）

Part 主题 章数 状态
I 基础：LLM 智能体 6 (Ch 1-6) final
II 具身认知与计算形态学 5 (Ch 7-11) final
III 自进化系统 6 (Ch 12-17) final
IV 系统实现 4 (Ch 18-21) final
V 治理、伦理与未来 4 (Ch 22-25) final
VI 附录 6 (Ch 26-31) final

总计：31 章 / 96,742 字 / 10 SVG 配图 / 144 BibTeX 条目 / 100+ 练习题 / 75+ ASCII 图表 / 30 教学实验 / 10 研究笔记

全书核心概念

  • 操作形态（Operational Morphology）：B = {P, T, M, C}（Prompt / Tool / Memory / Code）— LLM Agent 的「软件身体」
  • 元控制器 U：U(B_t, tau_t, r_t, C) -> B_{t+1} — 自修改的决策函数
  • 5 大可证伪假说（H1-H5）：结构可塑性、协同进化、形态适应、迁移收益、治理必要性
  • MorphAgent：5 子系统参考实现（P / T / M / C / U）
  • MorphBench：7 组 x 5 干预 x 10 任务 x 3 重复 = 1,050 单元格评测基准
  • 可验证自改：沙箱 + 属性测试 + 形式化验证（SMT/Z3）三重保障

本地构建

离线 HTML 站点（推荐）

pip install markdown pyyaml
python _build_html.py
# 预览：浏览器打开 _build/site/index.html

Jupyter Book（可选）

pip install jupyter-book
jupyter-book build .
# 预览：浏览器打开 _build/html/index.html

注意：在 Windows 中文路径下 Jupyter Book 可能遇到 EISDIR 错误，建议使用上面的离线 HTML 构建器。

验证章节格式

python scripts/validate_chapters.py

Leanpub 出版

将 Manuscript/ 目录下的 Book.txt、Sample.txt、Description.txt 上传到 Leanpub 项目即可。

引用本书

如果你在研究或教学中使用了本书，请按以下格式引用：

@book{morphagent-textbook-2026,
  title     = {操作形态学：自修改 {LLM} 智能体的具身认知},
  author    = {MorphAgent Textbook Author},
  year      = {2026},
  publisher = {Open Source},
  url       = {https://github.com/aidless/morphagent-textbook},
  note      = {v1.0, 31 chapters, 96,742 words}
}

贡献指南

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！请遵循以下流程：

  1. 报告错别字或内容错误：使用 .github/ISSUE_TEMPLATE/typo.md 模板提交 Issue。
  2. 建议大纲改进：使用 .github/ISSUE_TEMPLATE/outline.md 模板提交 Issue。
  3. 贡献教学实验：使用 .github/ISSUE_TEMPLATE/experiment.md 模板提交 Issue 或 PR。
  4. 发起讨论：使用 .github/ISSUE_TEMPLATE/discussion.md 模板提交 Issue。

提交 PR 前请确保：

  • python scripts/validate_chapters.py 全部通过（31/31）
  • 遵循 docs/CHAPTER_TEMPLATE.md 中的格式规范
  • 遵守 CODE_OF_CONDUCT.md 中的行为准则

详见 CONTRIBUTING.md。

写作节奏

  • v0.1-v0.4：Part I-II 基础理论与认知科学（2026-07）
  • v0.5-v0.6：Part III-IV 自进化系统与工程实现（2026-07）
  • v0.7：Part V 治理、伦理与未来（2026-07）
  • v0.8：Part VI 附录 + 全书定稿（2026-07）
  • v1.0：正式发布（2026-07-22）
  • 2027-Q4：社区审校 + 配图完善
  • 2030-Q3：MIT Press 印刷版

许可证

CC-BY-NC-SA 4.0（开源 + 印刷版）

联系方式

About

Operational Morphology: The Embodied Cognition of Self-Modifying LLM Agents | DOI: 10.5281/zenodo.21494231

aidless.github.io/morphagent-textbook/

Topics

4e-cognitionagentsaicognitive-scienceembodied-cognitionllmmorphbenchoperational-morphologyself-modificationtextbook

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