相位機器型別系統與能力登錄標準 v0.1

——從相位本體到可選擇、可組合、可驗證的計算機制

Phase Machine Type System and Capability Registry Standard v0.1

作者：Neo.K × GPT-5.6 Thinking
機構：EveMissLab / 一言諾科技有限公司
版本：v0.1
日期：2026-07-25
文件類型：理論論文／技術標準／相位計算機理論

摘要

相位本體分類論回答了「什麼可以被視為相位」，但尚未回答另一個工程問題：當系統已經判定某個對象屬於物理相位、語義相位、認識相位、決策相位或多 Agent 相位後，究竟應交由哪一種相位機器計算？

若缺乏標準化型別與能力登錄，AI 或人類只能依賴名稱、直覺與既有工具習慣選擇求解器。這會導致三種錯誤：將不支援某種相位本體的機器錯誤套用；忽略記憶、路徑、可追溯性與權限等非數值能力；以及將速度最快或硬體最先進的機器誤認為普遍最適。

本文提出「相位機器型別系統與能力登錄標準」（Phase Machine Type System and Capability Registry Standard, PMTS-CRS）。本文將相位機器定義為：能接收一種或多種相位型別、按照明確演化規則更新相位態，並產生可判定輸出的計算實體。

每個相位機器必須以機器可讀 manifest 聲明：

支援的相位本體；
接受的相位表示；
可處理的相位差；
演化機制；
耦合模式；
記憶與路徑能力；
可驗證性與可追溯性；
權限與風險；
承載架構；
複雜度與資源成本；
輸出型別；
組合與轉換接口；
已知限制。

本文建立八類核心相位機器：

相位模擬機；
相位圖機；
相位流機；
相位事件機；
相位振盪機；
相位拓撲機；
相位證明機；
元相位機。

其核心結構為：

\boxed{ \text{相位本體} \rightarrow \text{相位型別} \rightarrow \text{機器能力宣告} \rightarrow \text{相容性檢查} \rightarrow \text{機器選擇或組合} }

本標準將作為後續「元相位選擇器」與「GIPE Phase Stack」的工程基礎。

關鍵詞

相位機器、型別系統、能力登錄、PCMT、GIPE、相位圖機、相位事件機、相位證明機、機器選擇、計算標準

一、問題背景

1.1 有相位分類，仍不足以執行

相位本體分類可判定：

這是一個認識相位。

但這不會自動告訴系統：

應使用圖還是向量；
是否需要保存完整歷史；
是否可用數值近似；
是否需要形式證明；
是否允許不可逆更新；
是否適合 GPU；
是否需要事件驅動；
是否需要多 Agent；
如何驗證輸出。

因此，本體分類與機器執行之間仍缺少一個中介層。

1.2 名稱不能代表能力

一個名為 PhaseSolver 的程式可能只支援角度、稠密矩陣、靜態批次、無持久記憶與數值近似。它未必能處理語義圖、認識衝突、多 Agent 權限、不可逆行動與證據追溯。

因此：

\text{機器名稱} \neq \text{機器能力}

1.3 相位機器登錄的目的

能力登錄庫不是軟體清單，而是一個可計算的機器能力空間。

記為：

\mathcal R_M = \{ M_1,M_2,\ldots,M_n \}

每個 $M_i$ 都具有標準能力描述，使 AI 可以進行過濾、比較、排序、組合、替換、降級與驗證。

二、相位機器的定義

2.1 基本定義

定義 1：相位機器

若一個計算實體能接收相位態 $\Phi_t$ ，根據演化機制 $D$ 與條件 $C_t$ 產生新的相位態或相位輸出，則稱為相位機器：

M: ( \Phi_t, X_t, C_t ) \rightarrow ( \Phi_{t+1}, Y_t, Z_t )

其中：

$\Phi_t$ ：輸入相位態；
$X_t$ ：一般輸入；
$C_t$ ：約束、環境與權限；
$\Phi_{t+1}$ ：更新後相位態；
$Y_t$ ：計算輸出；
$Z_t$ ：證書、日誌或驗證資料。

2.2 相位機器不是硬體名稱

CPU、GPU、FPGA、光學晶片與量子電腦是承載架構。相位圖機、相位流機與相位證明機是計算功能型別。

因此：

\text{PhaseMachineType} \neq \text{HardwareArchitecture}

同一種相位機器可映射到不同硬體。

2.3 相位機器的最小能力

每個相位機器至少必須聲明：

輸入相位型別；
輸出相位型別；
演化規則；
可處理差分；
記憶模式；
停止條件；
失敗模式；
驗證方式。

三、相位型別系統

3.1 基本相位型別

PhysicalPhase
SignalPhase
QuantumPhase
GeometricPhase
TopologicalPhase
SemanticPhase
EpistemicPhase
DecisionPhase
ControlPhase
AgentPhase
MetaPhase

3.2 複合型別

GIPE 等系統通常不是單一型別。

例如：

EpistemicGraphPhase
AgentDecisionPhase
TemporalSemanticPhase
TraceableEvidencePhase

形式上可表示為：

T = O \times R \times D \times M

其中：

$O$ ：本體；
$R$ ：表示；
$D$ ：演化；
$M$ ：記憶要求。

3.3 型別參數

例如：

EpistemicPhase<
  representation = SparseGraph,
  memory = Persistent,
  traceability = Required,
  uncertainty = MultiValued
>

型別參數避免把所有認識相位視為同質。

3.4 子型別關係

若型別 $T_1$ 的所有必要條件都被 $T_2$ 滿足，則：

T_2 <: T_1

例如：

TraceableEpistemicGraphPhase
<:
EpistemicPhase

但 SemanticPhase 不是 EpistemicPhase 的自然子型別，因為語義相關不等於證據支持。

四、八類核心相位機器

4.1 相位模擬機

Phase Simulation Machine

以一般數值或符號方式模擬相位演化。

支援：

物理相位；
訊號相位；
部分語義與認識相位；
差分方程；
微分方程；
最佳化；
隨機模擬。

典型實現包括 CPU、GPU、數值求解器、稠密或稀疏矩陣。

優點是通用、易驗證、易修改；限制是可能計算昂貴，且路徑與記憶需額外建模。

4.2 相位圖機

Phase Graph Machine

以圖、超圖或動態關係網路承載相位。

形式：

G_t = (V_t,E_t,\Phi_t)

每個節點、邊與子圖可具有相位型別。

支援：

語義相位；
認識相位；
決策相位；
Agent 相位；
拓撲相位。

核心操作包括節點更新、邊更新、消息傳遞、衝突偵測、子圖同步、圖距離與相變標記。這是 SGCD 與 GIPE 世界模型的主要候選。

4.3 相位流機

Phase Stream Machine

處理持續輸入與時間演化。

\Phi_{t+1} = F ( \Phi_t, x_{t+1}, W_t )

其中 $W_t$ 為窗口或歷史摘要。

支援訊號相位、時間語義相位、長期認識相位、控制相位與感測相位。核心能力包括滑動窗口、多尺度時間、變化點、漂移、延遲事件與增量更新。

4.4 相位事件機

Phase Event Machine

由事件到達觸發局部相位躍遷。

e_t: \Phi_t \rightarrow \Phi_{t+1}

支援決策相位、控制相位、Agent 相位、工作流相位與部分神經形態相位。核心能力包括委派、授權、回傳、暫停、回滾、終止、異步消息與責任鏈。

4.5 相位振盪機

Phase Oscillation Machine

以數值或物理振盪器承載相位。

\frac{d\phi_i}{dt} = \omega_i + \sum_j K_{ij} f(\phi_j-\phi_i)

支援物理相位、訊號相位、量子近似相位，以及約束與同步問題。實現可包括 CPU/GPU 模擬、FPGA 數位振盪器、類比振盪器、光學與神經形態。

4.6 相位拓撲機

Phase Topology Machine

輸出拓撲結構、不變量或相變類別。

支援拓撲相位、幾何相位、圖結構相位與長期穩定模式。核心能力包括同倫、持久同調、繞數、不變量、臨界點與穩定性分類。

4.7 相位證明機

Phase Proof Machine

使用形式化規則判定相位轉換是否合法，並輸出證書。

\Gamma \vdash \Phi_t \rightarrow \Phi_{t+1} : \text{Valid}

支援認識相位、決策相位、權限相位、安全相位與不可逆相位。核心能力包括形式證明、型別檢查、約束驗證、不變量維持、權限證書與轉換證書。

4.8 元相位機

Meta-Phase Machine

不直接求解某一相位，而是管理其他相位機器。

核心能力包括任務型別判定、機器選擇、機器組合、轉換規劃、成本比較、故障替換、動態切換與結果整合。

五、能力登錄模型

每台相位機器記為：

M_i = ( I_i, O_i, R_i, D_i, C_i, M_i, V_i, P_i, H_i, K_i, L_i )

其中：

$I_i$ ：輸入型別；
$O_i$ ：輸出型別；
$R_i$ ：表示能力；
$D_i$ ：演化能力；
$C_i$ ：耦合能力；
$M_i$ ：記憶能力；
$V_i$ ：驗證能力；
$P_i$ ：權限與風險；
$H_i$ ：硬體映射；
$K_i$ ：成本模型；
$L_i$ ：限制。

5.1 輸入能力

必須聲明：

可接受的本體；
可接受表示；
維度限制；
是否允許缺失值；
是否允許不確定型別；
是否支援批次或流式。

5.2 輸出能力

輸出可包括：

相位值；
相位圖；
吸引子；
同步態；
相變；
排序；
行動；
證書；
日誌；
失敗原因。

5.3 差分能力

機器必須聲明支援哪些相位差：

AngularDifference
MetricDistance
GraphDistance
OrderDifference
DistributionDivergence
EpistemicDifference
AgentConflictDifference

5.4 路徑能力

None
CurrentStateOnly
FiniteWindow
PersistentHistory
FullTrace
ProofTrace

路徑能力是 GIPE 的重要條件。

5.5 耦合能力

None
Pairwise
SparseGraph
DenseGlobal
Hypergraph
Hierarchical
Field
MultiAgent

5.6 驗證能力

Unverified
SelfChecked
DeterministicallyChecked
ExternallyVerified
FormallyCertified
PhysicallyMeasured

5.7 可逆性能力

機器必須聲明：

是否可回滾；
是否保留前狀態；
是否允許分支；
是否執行不可逆操作；
是否需要額外授權。

六、Phase Machine Manifest

6.1 最小格式

phase_machine:
  id: sparse-epistemic-graph-v1
  type: phase_graph_machine
  version: 1.0

  input_phase_types:
    - epistemic_phase
    - semantic_phase

  output_phase_types:
    - epistemic_graph_phase
    - candidate_ranking

  representations:
    - sparse_graph
    - typed_state

  differences:
    - graph_distance
    - epistemic_difference

  dynamics:
    - message_passing
    - incremental_update
    - conflict_propagation

  coupling:
    - sparse_graph
    - multi_agent

  memory:
    mode: persistent_history
    traceability: full_trace

  verification:
    level: deterministically_checked

  reversibility:
    rollback: true
    branching: true

  architecture:
    supported:
      - cpu
      - gpu

  outputs:
    - world_model_update
    - conflict_set
    - candidate_ranking
    - trace_log

  limitations:
    - unsuitable_for_continuous_physical_oscillation

6.2 成本宣告

cost_model:
  time:
    form: "O(V + E)"
  memory:
    form: "O(V + E + H)"
  energy:
    estimate: unknown
  latency:
    mode: interactive
  hardware:
    minimum:
      cpu_cores: 2
      memory_gb: 4

6.3 風險與權限

governance:
  read_permissions:
    - public_world
    - hypothesis_graph
  write_permissions:
    - local_phase_state
  prohibited:
    - modify_global_goal
    - delete_history
    - execute_physical_action
  approval_required:
    - irreversible_transition

七、相容性規則

7.1 完全相容

若任務型別的所有必要條件都被機器支援：

Req(T) \subseteq Cap(M)

則：

M \models T

7.2 部分相容

若機器可處理本體，但缺少某些記憶、驗證或輸出能力，則為部分相容。

例如：

能處理認識圖；
但不能保存完整歷史；
不能輸出證書。

部分相容不應被偽裝成完整相容。

7.3 不相容

以下任一情況成立時，應拒絕直接執行：

本體不支援；
必要差分無法定義；
不支援必要耦合；
無法保存必需路徑；
驗證等級不足；
權限不足；
硬體不可用。

7.4 轉換後相容

有些任務可先經轉換器：

T_1 \xrightarrow{C} T_2 \xrightarrow{M} Y

例如：

PhysicalPhase
→ sampled_numeric_phase
→ PhaseSimulationMachine

但轉換器必須聲明：

誤差；
信息丟失；
可逆性；
延遲；
證書。

八、轉換器型別

8.1 表示轉換器

例如：

角度到複數；
圖到矩陣；
事件到時間序列；
機率到多值認識態。

8.2 本體轉換器

本體轉換比表示轉換更危險。

例如：

SemanticPhase
→ EpistemicPhase

不能只依賴 embedding，必須增加來源、證據與反證。

8.3 離散化轉換器

ContinuousPhysicalPhase
→ DiscreteNumericPhase

必須記錄：

取樣率；
量化；
噪聲；
aliasing；
延遲。

8.4 聚合轉換器

將多個局部相位整合成全域相位。

\{ \Phi^{(1)}, \ldots, \Phi^{(n)} \} \rightarrow \Phi^G

必須保留：

衝突；
權重；
來源；
權限；
獨立度。

九、能力覆蓋與機器組合

9.1 單機覆蓋

定義：

Coverage(M,T) = \frac{ |Cap(M)\cap Req(T)| }{ |Req(T)| }

但核心必要條件不能由比例掩蓋。

9.2 組合覆蓋

若多台機器共同完成任務：

\mathcal M = \{ M_1,\ldots,M_k \}

則：

Coverage(\mathcal M,T) = Coverage \left( \bigcup_i Cap(M_i), T \right)

9.3 組合成本

C_{\text{combo}} = \sum_i C(M_i) + C_{\text{conversion}} + C_{\text{coordination}} + C_{\text{verification}}

因此，能力越多不一定越好。

9.4 組合衝突

兩台機器可能：

使用不同相位本體；
使用不同時間模型；
使用不同可信度；
產生不同輸出；
對同一狀態做出衝突更新。

因此必須有整合規則。

十、機器生命週期

10.1 註冊

機器提交 manifest，通過 schema 與能力驗證後進入登錄庫。

10.2 驗證

驗證包括：

格式驗證；
型別驗證；
基準測試；
失敗測試；
權限測試；
可追溯性測試。

10.3 啟用

機器可被標記為：

experimental
validated
production
deprecated
revoked

10.4 版本更新

能力變更必須建立新版本。

不得在不變更版本的情況下：

擴大權限；
改變驗證等級；
改變輸出語義；
刪除歷史能力限制。

10.5 撤銷

若機器出現安全問題、錯誤輸出、不可追溯更新、型別欺騙或能力宣告不實，應被撤銷。

十一、能力可信度

11.1 自我宣告

機器作者聲明能力，但未經獨立測試。

11.2 測試驗證

通過固定基準。

11.3 外部驗證

由獨立評分器或第三方重複。

11.4 形式證明

部分能力與不變量由形式系統證明。

11.5 物理驗證

硬體相位機的能力由測量驗證。

11.6 可信度等級

L0 Declared
L1 Unit-Tested
L2 Benchmark-Validated
L3 Independently-Verified
L4 Formally-Certified
L5 Physically-Calibrated

不同能力可以具有不同等級。

十二、相位機器的錯誤類型

12.1 型別錯誤

將語義相位當成認識相位。

12.2 表示錯誤

將圖壓縮成向量後丟失必要關係。

12.3 路徑錯誤

只保存最終狀態，導致無法區分不同研究路徑。

12.4 耦合錯誤

忽略跨節點或跨 Agent 影響。

12.5 驗證錯誤

將模型推論當成外部證據。

12.6 權限錯誤

低權限機器直接修改全域目標。

12.7 轉換錯誤

本體轉換造成的資訊丟失未被記錄。

12.8 選擇錯誤

使用速度最快但本體不相容的機器。

十三、GIPE 的相位機器需求

13.1 欲結構

需要：

DecisionPhase；
ControlPhase；
約束；
可逆與不可逆狀態；
歷史追蹤。

推薦：

相位事件機；
相位證明機；
元相位機。

13.2 SGCD 世界模型

需要：

SemanticPhase；
EpistemicPhase；
SparseGraph；
PersistentHistory；
ConflictPropagation。

推薦：

相位圖機。

13.3 假設競爭

需要：

EpistemicPhase；
多值支持狀態；
反證；
來源追蹤；
可重現性。

推薦：

相位圖機；
相位證明機；
必要時相位模擬機。

13.4 長期研究

需要：

TemporalPhase；
漂移；
變化點；
未完成事件；
歷史壓縮。

推薦：

相位流機。

13.5 子 Agent

需要：

AgentPhase；
委派；
權限；
回傳；
衝突；
責任鏈。

推薦：

相位事件機；
相位圖機；
相位證明機。

13.6 真實實驗

需要根據具體本體選擇：

相位模擬機；
相位振盪機；
專用物理機；
外部測量系統。

十四、GIPE Phase Machine Registry 範例

registry:
  - id: gipe-world-graph
    type: phase_graph_machine
    supports:
      - semantic_phase
      - epistemic_phase
    role:
      - world_model
      - evidence_graph

  - id: gipe-agent-events
    type: phase_event_machine
    supports:
      - agent_phase
      - decision_phase
    role:
      - delegation
      - action_lifecycle

  - id: gipe-history-stream
    type: phase_stream_machine
    supports:
      - temporal_epistemic_phase
    role:
      - long_term_research
      - drift_detection

  - id: gipe-proof-guard
    type: phase_proof_machine
    supports:
      - decision_phase
      - permission_phase
    role:
      - irreversible_action_guard
      - evidence_certificate

十五、標準查詢接口

15.1 查詢需求

phase_machine_query:
  required_ontology:
    - epistemic_phase
  representation:
    - sparse_graph
  dynamics:
    - incremental_update
  memory:
    minimum: persistent_history
  verification:
    minimum: deterministically_checked
  traceability:
    required: true
  architecture:
    available:
      - cpu
      - gpu

15.2 查詢結果

matches:
  - machine_id: sparse-epistemic-graph-v1
    compatibility: full
    coverage: 1.0
    warnings: []

  - machine_id: vector-belief-updater-v2
    compatibility: partial
    coverage: 0.61
    warnings:
      - no_full_history
      - no_conflict_graph

十六、登錄標準的治理原則

16.1 能力不得誇大

未經驗證的能力只能標記為 declared。

16.2 缺失不得偽裝成支援

若機器不支援某能力，必須輸出：

unsupported

而不是空值或猜測。

16.3 部分相容不得偽裝成完全相容

16.4 轉換必須顯示損失

16.5 不可逆操作必須顯示權限

16.6 失敗必須可回溯

十七、可證偽條件

本標準應接受以下測試：

不同開發者能否用同一 schema 描述不同機器；
能力宣告是否能預測基準表現；
型別檢查是否能阻止錯誤機器執行；
登錄查詢是否優於人工名稱選擇；
部分相容是否能被穩定辨識；
機器組合是否能提高覆蓋而不造成成本爆炸；
GIPE 使用登錄庫後是否減少機理錯配；
新型硬體是否能在不改寫整套分類的情況下加入。

若能力 manifest 與實際能力無關，則本標準失效。

十八、後續研究

18.1 Registry Schema v0.2

完成正式 JSON Schema。

18.2 標準相位機器庫

建立最小參考實現：

PhaseGraphMachine；
PhaseStreamMachine；
PhaseEventMachine；
PhaseProofMachine；
PhaseSimulationMachine。

18.3 相位轉換器庫

建立：

graph-to-vector；
event-to-stream；
semantic-to-epistemic；
physical-to-numeric。

18.4 元相位選擇器

根據任務需求查詢登錄庫並選擇機器。

18.5 GIPE Phase Stack

將登錄標準直接用於 GIPE 偽世界。

十九、結論

相位本體分類解決了：

什麼值得被稱為相位？

本文解決的是：

哪一台機器有資格處理這種相位？

相位機器不能只靠名稱、硬體或宣傳來定義，而必須透過標準化能力宣告。

其完整描述為：

\boxed{ M = ( \text{輸入型別}, \text{輸出型別}, \text{表示}, \text{差分}, \text{演化}, \text{耦合}, \text{記憶}, \text{驗證}, \text{權限}, \text{硬體}, \text{成本}, \text{限制} ) }