TADC-MD-01:拓樸注意力量測設計——核心變量、資料層級與模型判決規則
英文題名: TADC Measurement Design 01: Core Variables, Data Layers, and Model-Adjudication Rules
系列階段: TADC Phase II — Measurement Design
文件編號: TADC-MD-01
版本: v0.1
日期: 2026-08-17
作者: Neo.K(許筌崴)
協作: GPT-5.6 Sol
文件性質: Measurement Design/資料規格/模型比較前置文件
文獻檢索截點: 2026-08-17
摘要
TADC-01 至 TADC-08 已建立一套關於可變認知空間、動態認知域、多尺度重索引、域級持續注意、關係優先跨域連續性,以及外部認知支架的命題系列。這些命題目前仍沒有 TADC 專屬原始人體實驗資料,因此下一步不應繼續增加理論,而應先回答:
TADC 中哪些變量真的能被穩定、獨立、可重現地量測?
本文建立 TADC 第一份正式量測設計。整個測量系統分為六層:
其中 Event 為最接近直接觀察的資料;Relation、Domain、Scale 與 Operator 逐步增加模型假設。因此本文採取一個重要原則:
若 relational distance 無法穩定估計,則 dynamic domain 不進下一階段;若 domain 無法獨立恢復,則 domain hyperfocus、topological hyperfocus 與 cross-domain continuity 不進 confirmatory test;若 scale 無法被 participant behavior 或 independent decoding 區分,則 Re-indexing 只保留為分析工具;若 operator categories 不可辨識,則 SOCTS 六算子必須壓縮。
本文建立 TADC Minimal Measurement Battery(TMMB),其核心變量包括:
並將測量分成:
Core Battery
不需要 EEG / fMRI / persistent homology,只使用:
- controlled behavioral tasks;
- time-series logs;
- goal reports;
- relation annotations;
- interruption / re-entry tasks;
- held-out prediction。
Advanced Topology Battery
只有 Core Battery 通過後才使用:
- representational similarity analysis;
- persistent homology;
- persistence diagrams;
- topology-sensitive model comparison;
- cross-scale invariants;
- operator-induced topology change。
現有 cognitive-map 研究已示範可用可靠的 representational structure 去直接 benchmark competing theoretical models,而非只做定性比喻。2025 年 representational topology analysis 也已將 persistent homology 引入 representational analysis,提供測量高階「形狀」結構的方法;但這些方法本身不證明 TADC。
本文最後制定 Go / Revise / Kill 規則,確保 Measurement Design 的結果可以阻止 TADC 進入不必要的 Pilot。
0. 研究狀態與邊界
目前 TADC:
- 已完成理論命題:8 篇;
- 原始 TADC 人體實驗:0;
- TADC 專屬 longitudinal validation:0;
- preregistered confirmatory study:0;
- TADC 特有拓樸不變量:0。
因此本文件不應使用:
而只能使用:
1. Measurement Design 的第一原則:不要一次測整套 TADC
TADC 中存在明確 dependency:
因此不能直接拿一個長期 log:
畫一張圖 → 找到很多 cluster → 宣稱拓樸注意力。
正確順序是:
↓
↓
↓
2. Measurement Dependency Graph
定義:
則:
同時:
3. 六層資料模型
Layer E — Event
直接觀察或接近直接觀察。
Layer R — Relation
兩事件/概念之間的關係。
Layer D — Domain
由關係誘導的候選區域。
Layer S — Scale
哪些 distinctions 在當前解析度被保留。
Layer O — Operator
從狀態變化反推的操作類型。
Layer Y — Outcome
performance、error、return、completion、cost。
4. Event Layer 是唯一可以先收再說的層
每個 event:
其中:
- :event id;
- :timestamp;
- :source type;
- :action;
- :local context;
- :declared / inferred goal;
- :immediate outcome。
5. Source Type 必須先拆
至少:
其中:
- (H):Human interaction event;
- (S):System / Agent event;
- (A):Artifact event。
因此:
6. Human Event
候選 human event:
- prompt / message;
- explicit task selection;
- manual file open;
- manual branch selection;
- participant button response;
- eye / focus-confirmed task engagement;
- self-report probe。
不能只用:
當 human attention。
7. System Event
候選:
- agent execution;
- automatic search;
- background code run;
- scheduled generation;
- automatic summarization;
- index update。
System event 可反映:
但不能直接反推:
8. Artifact Event
候選:
- file creation;
- commit;
- ZIP release;
- paper export;
- generated code;
- validation output。
artifact 是結果層,
不是 cognition ground truth。
9. Event 最小欄位
所有研究至少記:
| 欄位 | 說明 |
|---|---|
| event_id | 唯一 ID |
| timestamp | ISO 8601 |
| actor_type | human / system / artifact |
| session_id | session |
| project_id | 外部 project label |
| task_id | task |
| subtask_id | subtask |
| action_type | action |
| goal_id | goal |
| parent_event | 前置 event |
| artifact_ref | 可選 |
| outcome | 結果 |
| confidence | 標註可信度 |
10. Human Attention Grounding
若研究 digital traces,
建議每:
分鐘插入低頻 experience-sampling probe:
- 目前主要 goal?
- 目前 subtopic?
- 剛剛是否換題?
- 換題是因為 distraction / exploration / regulation / external demand?
- 目前是否能立即停止?
用來校準:
映射。
11. Relation Layer
TADC 最低 relational vector:
12. Semantic Relation
測量:
- human semantic rating;
- lexical / embedding proxy;
- expert coding。
Embedding 只能:
13. Causal Relation
問題:
是否被認為對 有因果、機制或 dependency 關係?
可由:
- explicit causal graph;
- formal dependency;
- expert rating;
- intervention task;
估計。
14. Analogical Relation
問題:
兩者是否共享角色對應或 higher-order relational structure?
不能只問:
像不像?
應分:
與:
15. Procedural Relation
問題:
完成 是否需要 的 procedure / output?
特別適用:
- coding;
- mathematics;
- multi-step tasks。
16. Temporal Relation
例如:
但 temporal adjacency:
semantic / causal adjacency。
17. Goal Relation
是 TADC 判斷「換題是否仍留在同一 higher-order goal」的重要變量。
18. Constraint Relation
兩個 concepts 是否共享:
- boundary conditions;
- rules;
- allowed transformations;
- validity conditions。
這用來防:
19. Relation Annotation 三級制
每條 relation 使用:
即可先做 Pilot。
- 0:無/極弱;
- 1:可能/部分;
- 2:強/明確。
另存:
作 confidence。
先不要一開始用 0–100 精細量表。
20. Relational Distance 的兩個版本
Graph Version
Statistical Version
學習:
使其最佳預測:
兩者都保留。
21. 不先假定哪一個 relation layer 最重要
權重:
應在 training data 學習,
再在 held-out data 評估。
confirmatory phase 前才 freeze。
22. Domain Layer
domain 不應直接等於:
- folder;
- repo;
- discipline;
- self-report category。
這些只能作:
23. Candidate Domain
從 relational graph:
估:
可以比較:
- community detection;
- overlapping community;
- hierarchical clustering;
- latent-state model;
- task-defined domain。
24. Domain 不要求唯一 partition
允許:
因此:
可同時:
25. Domain Recovery 必須和 external label 分開
比較:
與:
Primary test:
26. Domain 的主要 outcome
domain model 至少要預測一項:
- switch cost;
- return probability;
- transfer;
- memory clustering;
- task completion;
- neural similarity。
如果:
不預測任何 outcome,
它只是 clustering artifact。
27. Domain Retention
dynamic domain 時:
需有 correspondence mapping。
28. Domain Exit
其中:
不能只由 folder label 判斷。
29. Intra-Domain Switching
30. Internal Entropy
31. Goal Continuity
32. Structural Continuity
先採弱版:
不要第一版就塞太多 invariant。
33. Scale Layer
TADC-04 的最大風險是:
可能只是分析者選擇。
所以 scale study 必須有 experimental manipulation。
34. Scale Manipulation
同一 structure:
要求 participant:
Fine condition
處理:
Coarse condition
把:
當一個 unit。
Return-to-fine
再展開。
35. Re-indexing Cost
定義:
也可加入:
- error cost;
- neural reconfiguration;
- memory loss。
36. Scale Reality 判準
至少兩項成立:
- instruction manipulation 改變 behavior;
- participant grouping 符合 scale;
- neural / representational decoding 分離;
- cross-scale switch cost 可重現。
否則:
37. Operator Layer
TADC-03 六算子先不直接做六分類。
Measurement stage 採階層分類。
38. Operator Level 1
先分:
vs
vs
39. Operator Level 2
Structure Change 再分:
- Expand;
- Contract;
- Connect;
- Disconnect。
Scale Change:
- coarse;
- fine。
Move:
- within-domain;
- across-domain。
40. 為什麼分兩層?
因為直接:
很可能 inter-rater reliability 低。
先確認 coarse categories 可辨識,
再升級細分類。
41. Operator Reliability
目標:
作為 Pilot 建議門檻。
低於:
則 operator definitions 需重寫。
這是研究設計門檻,不是通用心理測量定理。
42. Hyperfocus Measurement
TADC-05 不應直接創造新問卷取代 AHQ-D。
AHQ-D 可作 trait-level external measure;其 2024 validation 以 12-item dispositional scale 測成人 hyperfocus,並將 hyperfocus 操作為 intense/deep concentration,包含 timelessness、忽略外界/個人需求、停止困難等面向。
TADC 增加的是 episode dynamics。
43. Episode Battery
每個 long-focus episode 測:
其中:
- intensity;
- duration;
- domain retention;
- intra switching;
- exit switching;
- entropy;
- exit control;
- re-entry control。
44. Exit Controllability
隨機 exit cue。
測:
與:
45. Re-entry Controllability
退出:
後,
測:
與:
task interruption literature 已證明 resumption 存在可測成本,因此這是可直接接到既有 paradigm 的量。TADC 的新增部分是把它和 domain / external checkpoint 結構連起來。
46. Human–AI Measurement
AI study 必須至少三層:
不能只抓 Git / files。
47. Human Layer
收:
- prompt timestamp;
- active-window focus;
- explicit branch selection;
- self-report;
- manual approval;
- validation decision。
48. System Layer
收:
- agent start/end;
- tool call;
- branch execution;
- model output;
- background task;
- automatic retrieval。
49. Artifact Layer
收:
- paper;
- code;
- commit;
- release;
- validation;
- summary。
50. AI Reachability Gain
需要 matched task。
Human-only:
Human+AI:
不能用自然狀態「AI 組做了更多」直接判。
51. Reachability Precision
每個 candidate state:
標:
- valid;
- invalid;
- unresolved。
所以:
Pilot 另報:
避免 unresolved 被隱藏。
52. External Checkpoint Condition
比較至少三種:
Raw
只保存完整 history。
Structured
保存:
AI Structured + Provenance
另保存:
- source;
- confidence;
- validation state。
53. Re-entry Primary Outcome
或三個分開報。
第一個 Pilot 不要硬合成單一 index。
54. Core Battery 的七個首要量
第一輪最重要:
其他變量第二順位。
55. 為什麼先這七個?
因為它們直接決定:
- relation-first 是否值得繼續;
- domain 是否有實體測量價值;
- macro / micro 是否可測;
- re-entry topology 是否可測。
如果這七個失敗,
很多後續理論自然消失。
56. 第一個 Measurement Study:Relation Distance Calibration
目的
建立:
Participants
先用一般成人樣本。
不需要 ADHD。
57. Relation Distance Calibration Task
準備:
組 concept / task pairs。
收:
- semantic similarity;
- causal relation;
- analogical alignment;
- procedural dependency;
- goal similarity;
- external discipline distance。
再做:
- switching RT;
- inference accuracy;
- transfer。
58. Primary Test
比較:
與:
若:
Relation-first 強版不進 Pilot。
59. 第二個 Measurement Study:Dynamic Domain Recovery
固定:
操縱:
例如:
- causal goal;
- semantic goal;
- action goal。
60. Primary Test
是否:
且 domain model 能預測:
61. Third Study:Scale / Re-indexing Feasibility
人工 hierarchy:
要求:
- item;
- cluster;
- meta-cluster;
三尺度判斷。
Primary:
且不同 scale 有可辨識 performance pattern。
62. Fourth Study:Interruption / Re-entry
task branch:
中斷後回返。
比較:
- no checkpoint;
- raw checkpoint;
- structured checkpoint。
Primary:
63. Fifth Study:Long-Focus Episode Feasibility
不要一開始宣稱 THF。
只收:
問:
64. TMMB Core Study Order
其中:
- R1:relation;
- D1:domain;
- S1:scale;
- RE1:re-entry;
- HF1:long-focus dynamics。
65. 不先做 Topology
Persistent homology:
先確認:
真的和 behavior 有關。
66. Advanced Topology Battery(ATB)
只有 Core Battery 通過後啟用。
包含:
- RSA / representational geometry;
- persistent homology;
- persistence diagrams;
- topological distances;
- topology–behavior prediction;
- operator-induced topology change。
67. Representational Geometry Baseline
先計算 RDM:
比較:
- task conditions;
- participants;
- time;
- model predictions。
68. Topology Layer
對:
做 filtration。
計算:
優先。
第一批不急著:
避免過度複雜。
69. Primary Topology Measures
其中:
- Betti 0;
- Betti 1;
- total persistence;
- persistence entropy;
- bottleneck distance。
70. Topology Increment Test
三模型:
Primary:
71. 為何這是「Topological」生死線?
2025 representational topology analysis 已展示 persistent diagrams 可以像 RSA 一樣進行 inference / comparison;因此 topology 不是不可測名詞。
但如果 TADC 的 topology-sensitive measures:
就應改名:
72. Model Benchmark 原則
2025 Neuron cognitive-map benchmark 的核心方法是:
先建立可靠 representational structure,再用它直接區分 competing models。
TADC 採同樣原則:
不是:
73. Model Set
至少保留:
M0
Fixed-space attention。
M1
Fixed task / domain switching。
M2
Fixed latent semantic geometry。
M3
Learning / chunking。
M4
Reward / flow / motivation。
M5
Offloading / speed。
M6
TADC dynamic relational model。
M7
TADC topology-sensitive model。
74. Nested Model Strategy
不要一次:
而是:
只有簡單模型輸了,
才加複雜度。
75. Held-out Prediction
Primary metric 應是:
而不是 training:
76. Cross-Validation Unit
要依資料結構選:
- trial-held-out;
- session-held-out;
- participant-held-out;
- task-held-out。
最強:
77. Generalization Ladder
Level 0:
same session。
Level 1:
new session。
Level 2:
new participant。
Level 3:
new task。
Level 4:
new population / lab。
TADC 越 general,
需要越高階 generalization。
78. Measurement Reliability Gate
候選:
Relation ratings
ICC / inter-rater。
Domain recovery
cluster stability / held-out prediction。
Operator coding
Cohen/Fleiss 。
Scale
within-person repeatability。
Re-entry
test–retest / condition reliability。
79. Gate A:Relation
如果:
或 held-out prediction 無增量:
80. Gate B:Domain
如果:
對 behavior 不比 external labels 好:
81. Gate C:Scale
如果:
無穩定 effect,
且 scale decoding 失敗:
82. Gate D:Re-entry
若 structured state 不降低:
則 TADC-07 RTC 失敗,
但不影響整個 TADC。
83. Gate E:Topology
若:
則:
84. Go / Revise / Kill
每個 construct:
GO
- reliable;
- incremental;
- predictive;
- replicable。
REVISE
- measurable;
- weak / unstable prediction;
- construct overlap。
KILL
- unreliable;
- non-identifiable;
- no incremental value;
- explained by simpler model。
85. 第一階段不需要臨床樣本
原因:
TADC 的 general architecture 若只在 ADHD sample 才看得到,
需要先知道:
所以 Measurement Design 優先:
86. ADHD 可以放哪裡?
後續 validation:
例如比較:
與 controls。
但不是第一階段。
87. AHQ-D 的角色
AHQ-D 可作:
不是 TADC ground truth。
2024 validation 顯示 AHQ-D 是 12-item dispositional hyperfocus measure,可量化成人 hyperfocus tendency。
TADC episode measures 應測:
88. Sample Size 現階段不要亂定
Measurement Design 不先寫:
或:
先做:
之後 preregistered study 再 power analysis / precision planning。
89. Pilot 的樣本目標
Pilot 目標不是 hypothesis significance,
而是:
- task works;
- measure variance exists;
- reliability;
- effect direction;
- model identifiability;
- data loss。
所以:
90. Preregistration 還不是現在
Measurement Design 完成後:
先跑。
Pilot 會改:
- thresholds;
- relation coding;
- task timing;
- scale levels。
這些尚未 freeze。
91. Confirmatory 前必須 freeze
preregistration 前鎖:
- primary hypotheses;
- measures;
- inclusion;
- preprocessing;
- model set;
- hyperparameters;
- cross-validation;
- success threshold;
- falsification rule。
現有 cognitive-model preregistration template 已明確強調 model development、application、evaluation 與 comparison 的透明分離;TADC 應照這個精神做。
92. Data Versioning
每次:
要有 changelog。
不能用新 schema 回頭改 old pilot 再當 confirmatory。
93. Relation Ontology Versioning
關係類型:
若新增:
就變:
模型結果必須記 ontology version。
94. Blind Annotation
relation / operator annotation 若知道 outcome,
容易 bias。
至少一部分:
95. Gold / Silver Labels
Gold:
- formal dependency;
- task-generated ground truth;
- expert consensus。
Silver:
- LLM + human review;
- participant self-report;
- heuristic relation。
分析分開。
96. Unresolved 是合法標籤
不能逼:
使用:
尤其 AI research branch。
97. N=1 Longitudinal Extension
等 Core Battery 有可用 measurement 後,
可以做:
但不是先拿 N=1 定義變量。
98. N=1 Data Required
至少:
- 30+ sessions;
- repeated interruption / return;
- multiple projects;
- human event markers;
- relation graph;
- outcomes。
這只是 practical candidate minimum,不是統計定理。
99. N=1 Primary Questions
不是:
這個人有沒有 THF?
而是:
- 和 可否同時高?
- 是否預測 switching?
- 是否被 structured state 降低?
- micro-switching 和 long-horizon completion 的關係?
100. Research Output 不等於 Attention Measure
論文數:
可作 outcome。
不能作:
的直接替代。
101. Productivity Outcome
建議:
比單純 file count 好。
102. Human–AI Outcome
加:
103. 注意「高產」可能來自 Agent
因此:
永遠分層報。
104. TADC Measurement Dashboard
未來工具可顯示:
- current domain;
- branch graph;
- ;
- ;
- ;
- goal continuity;
- unresolved bridges;
- human/system event ratio。
但 dashboard 不是實驗證據。
105. 第一個真正應寫程式的東西
不是 TDA。
而是:
先收對資料。
106. 最小資料格式
一列 event:
event_id
timestamp
actor_type
session_id
project_id
task_id
subtask_id
goal_id
action_type
parent_event
previous_human_event
external_label
outcome
confidence
另表 relation:
source_event
target_event
semantic
causal
analogical
procedural
temporal
goal
constraint
confidence
annotator
107. 為什麼 event / relation 分表?
避免:
relation columns 塞進 event table。
也方便 relation graph versioning。
108. Checkpoint Table
checkpoint_id
branch_id
timestamp
goal
current_state
dependencies
open_questions
next_action
provenance
verification_state
直接對應:
109. Pilot Dataset 的最低輸出
Pilot 結束必須能輸出:
events.csvrelations.csvcheckpoints.csvdomains.jsonanalysis_config.jsonvalidation_report.md
110. Measurement Report 必須報失敗
例如:
- 42% operator 無法分類;
- relation ICC 只有 0.41;
- domain model 不穩;
- AI events 與 human events 難分。
這些就是 Measurement Design 的重要成果。
111. 什麼叫 Measurement Design 成功?
不是 TADC 被支持。
而是:
112. Measurement Design Go Criteria
進 Pilot Protocol 前,文件層需至少完成:
- data schema;
- codebook;
- relation rubric;
- domain inference plan;
- scale manipulation;
- primary outcomes;
- null models;
- kill rules。
本文件已完成 framework,
下一份 Pilot Protocol 要把它變成實際 task。
113. 第一個 Pilot 應該選哪一條?
建議不是 Hyperfocus。
最乾淨的是:
因為:
- 時間短;
- 不需長期追蹤;
- 不需 AI;
- 不需 neuroimaging;
- 直接打 TADC-06 的地基;
- 若失敗,可快速縮減整套 theory。
114. Pilot 1 核心 2×2
| Relationally Near | Relationally Far | |
|---|---|---|
| Same External Domain | SN | SF |
| Cross External Domain | CN | CF |
115. TADC 的關鍵預測
即:
跨外部領域但關係近,比同領域但關係遠更容易轉換。
這如果完全看不到,
Relation-First Cognition 會受到直接打擊。
116. Pilot 1 Primary Outcomes
- switch RT;
- accuracy;
- novel inference;
- transfer confidence;
- optional neural measure later。
117. Pilot 1 Primary Null
TADC model:
118. Measurement Design 的正式停止點
本文到此停止。
不再:
- 加新 TADC constructs;
- 加新 operators;
- 加新 topology 名詞。
下一步只做:
119. 結論
TADC 第二階段的第一個問題不是:
拓樸注意力是真的嗎?
而是:
我們是否有一組足夠乾淨的觀察量,讓這個問題可以被資料回答?
本文因此把整套 TADC 壓成六層:
並建立最小 Core Battery:
如果這些核心量:
- 不可靠;
- 不可辨識;
- 無 held-out prediction;
- 被更簡單變量完全吸收;
就不應進更高階 topology analysis。
只有 Core Battery 存活後,
才開:
使用:
- RSA;
- RTA;
- persistent homology;
- topology-sensitive model comparison。
TADC 的量測哲學因此是:
而不是:
第一個正式 Pilot 建議鎖定:
它是整套 TADC 最便宜、最乾淨,也最可能快速證明我們錯了的第一刀。
如果這一刀砍下去,結果是:
並且:
對 held-out switching performance 沒有增量,
那麼 RFCC 必須收縮,
後面大量「領域就是關係空間」的強敘述也一起收縮。
反之,
如果:
穩定出現,
而且:
能跨 item、participant、task generalize,
那我們才真正取得第一塊屬於 TADC 自己的實證地基。
參考文獻
- Lee JQ, Keinath AT, Cianfarano E, Brandon MP. Identifying representational structure in CA1 to benchmark theoretical models of cognitive mapping. Neuron. 2025;113(2):307–320.e5. doi:10.1016/j.neuron.2024.10.027. PMID: 39579760.
- Brown S, Farivar R. The topology of representational geometry. Frontiers in Neuroscience. 2025;19:1597899. doi:10.3389/fnins.2025.1597899.
- Crüwell S, Evans NJ. Preregistration in diverse contexts: a preregistration template for the application of cognitive models. Royal Society Open Science. 2021;8:210155. doi:10.1098/rsos.210155.
- Leach SC, Chen X, Hwang K. Hierarchical Reconfiguration of Neurocognitive Task Set Representations Mediates Cognitive Flexibility. Journal of Neuroscience. 2026. doi:10.1523/JNEUROSCI.0113-26.2026. PMID: 42276789.
- Hirsch P, Moretti L, Askin S, Koch I. Examining the cognitive processes underlying resumption costs in task-interruption contexts: Decay or inhibition of suspended task goals? Memory & Cognition. 2024;52(2):271–284. doi:10.3758/s13421-023-01458-8. PMID: 37674056.
- Hupfeld KE, Osborne JB, Tran QT, Hyatt HW, Abagis TR, Shah P. Validation of the dispositional adult hyperfocus questionnaire (AHQ-D). Scientific Reports. 2024;14:19460. doi:10.1038/s41598-024-70028-y. PMID: 39169147.
- Burnett LK, Richmond LL. Meta-analytic investigations of the effect of cognitive offloading on memory-based task performance and interindividual variability. Memory & Cognition. 2026;54(1):144–168. doi:10.3758/s13421-025-01743-8. PMID: 40500483.
- Murphy DH, Metcalfe J. The Metacognitive Optimization of Offloading Task (MOOT): Both higher costs to offload and the accuracy of memory predict goodness of offloading performance. Journal of Experimental Psychology: General. 2025;154(4):1149–1166. doi:10.1037/xge0001726. PMID: 39847000.
下一步
TADC-PP-01:Relational Distance × External Domain Distance Crossover — Pilot Protocol
目標:
狀態: TADC-MD-01 v0.1
階段: Measurement Design
原始 TADC 人體資料: 無
目前功能: 固定量測語言、data schema、dependency、Go/Revise/Kill gate
下一階段: Pilot Protocol