Series C / Paper 03
從共識到可容許世界:共享認知許可的形式化
From Consensus to Admissible Worlds: A Formal Theory of Shared Cognitive Permission
版本:v0.1
日期:2026-08-14
狀態:Theory + finite-model verification paper
摘要
多 Agent AI 的共同認知不能安全地簡化為多數決。當不同模型共享訓練資料、檢索來源、工具鏈或溝通歷史時,名義上的多數可能只是高度相關誤差的重複;反過來,少數 observer 也可能持有目前唯一仍與外部 evidence 相容的假說。本文因此將多 Agent 認識論的基本物件從「答案分布」轉換為「可容許世界集合」。
令可能世界空間為 Ω,截至時間 t 經過 provenance、verification 與 fault-screening 後仍被證據允許的世界集合為:
At⊆Ω.
本文定義命題 ϕ 的共享認知許可:
Permitt(ϕ)=1⟺At=∅ ∧ ∀W∈At, ϕ(W)=1.
同時定義 Reject、Undetermined 與 Incoherent 四種 epistemic status,以避免空集合上的 vacuous truth。由此得到一個核心結構:所有被共享認知許可的命題構成 At 的共同理論:
Pt={ϕ:At⊆[[ϕ]]}.
本文證明:在非空 admissible-set contraction 下, Pt 單調擴張;若 At 始終包含真實世界 W⋆,則任何被 Permit 的命題對 W⋆ 都為真;若系統只能識別 gauge-equivalence class,則只有在 gauge orbit 上不變的命題才能在 quotient knowledge 下取得 well-defined shared permission。
為處理非二值的不確定情況,本文再將 admissible-world set 提升為其上的 credal set Kt,定義命題的 lower / upper probability:
Pt(ϕ)=P∈KtinfP(ϕ),
Pt(ϕ)=P∈KtsupP(ϕ),
並提出 α -permission。這使「所有可容許世界都支持」與「所有可容許分布都給予極高支持」成為兩個連續層級,而不必將內部一致性錯當成外部真實性。
本文最後給出一個 finite separation theorem:若世界空間有限、truth orbit 始終保留,且每一個非 gauge-equivalent world 最終都會被某個 sound observation 排除,則 admissible-world contraction 在有限時間內收斂到真實 gauge orbit;此後所有 gauge-invariant proposition 的 shared cognitive status 穩定。配套 finite-model checker 直接驗證 permission monotonicity、empty-set guard、gauge invariance、minority preservation 與 contaminated-constraint counterexample。
本文不宣稱現代多 AI 系統已取得世界真理。本文只建立一個較弱而可檢驗的原則:
Shared cognitive permission is a property of the surviving world set, not of the number of agents who utter the same answer.
關鍵詞: admissible worlds;shared cognitive permission;multi-agent AI;credal sets;epistemic uncertainty;gauge invariance;minority truth;distributed verification
1. 問題:共識到底允許我們知道什麼?
設有 N 個 Agents:
A1,A2,…,AN.
對命題 ϕ,最直接的 aggregation 是:
Vt(ϕ)=N1i=1∑N1[Ai supports ϕ].
但 Vt(ϕ) 只描述:
多少 Agent 表示支持.
它不描述:
目前 evidence 還允許哪些世界存在.
這兩者在 independent-error regime 下可能高度相關,但在 correlated-error regime 下可以完全分離。
2026 年的 Minority Sentinel 實驗直接報告:在三個異質 LLM 的 debate 中,發生意見分歧的樣本裡約四分之一由 minority 持有正確答案;作者將其稱為 Minority Truth,並指出相似 pretraining 與模型結構造成的 error correlation 破壞 majority voting 所依賴的獨立性假設。
另一方面,multi-agent uncertainty 研究也開始明確指出:LLM-based MAS 的不確定性來源不只存在於 final response,而存在於 agent identity、reasoning trajectory、sampling run、tool use 與 communication topology。
因此本文不採用:
consensus⇒knowledge.
而採用:
evidence⇒admissible worlds⇒epistemic status.
2. 可容許世界
令:
Ω
為目前研究問題的 possible-world space。
真實世界:
W⋆∈Ω.
Agent network 不假設可以直接讀取 W⋆。
令截至時間 t 已被接受的 evidence packets 為:
Et={e1,…,em}.
每一個 evidence packet 經過 interpretation operator:
Γ(ek)⊆Ω
轉成與該 evidence 相容的 world set。
若所有已接受 constraints 都可直接合取,則:
At=ek∈Et⋂Γ(ek).
但 Paper 02 已指出 corrupted evidence 可造成 incompatibility,因此更一般地, At 應由 normalization layer 選出的 admissibility kernel 所建立:
At=ek∈Etacc⋂Γ(ek),
其中:
Etacc⊆Et.
因此 At 的語義是:
截至目前,在被系統接受的 evidence、provenance 與 verification constraints 下,尚未被排除的世界集合。
它不是:
AI 認為最可能的一個世界。
3. 四值共享認知狀態
對 Boolean proposition:
ϕ:Ω→{0,1},
定義其 truth set:
[[ϕ]]={W∈Ω:ϕ(W)=1}.
定義 1:Permit
Permitt(ϕ)=1
當且僅當:
At=∅
且:
At⊆[[ϕ]].
亦即:
∀W∈At,ϕ(W)=1.
定義 2:Reject
Rejectt(ϕ)=1
當且僅當:
At=∅
且:
At⊆[[¬ϕ]].
定義 3:Undetermined
若:
At∩[[ϕ]]=∅,
且:
At∩[[¬ϕ]]=∅,
則:
Statust(ϕ)=U.
定義 4:Incoherent
若:
At=∅,
則:
Statust(ϕ)=I.
這個第四值不可省略。
因為若直接使用:
∀W∈∅, ϕ(W)=1,
在古典邏輯裡會因 vacuous truth 對所有 ϕ 成立。
那將得到荒謬結果:
Permitt(ϕ)=Permitt(¬ϕ)=1.
所以任何實際 epistemic runtime 都必須先檢查:
At=∅.
4. Permission Kernel
定義:
Pt={ϕ:At=∅∧At⊆[[ϕ]]}.
稱為時間 t 的 Shared Permission Kernel。
它不是一個「大家投票同意的句子集合」。
它是:
所有 surviving worlds 共同支持的 proposition theory.
定理 1:邏輯閉包
若:
ϕ∈Pt
且在 Ω 上:
ϕ⊨ψ,
則:
ψ∈Pt.
證明
由:
At⊆[[ϕ]]
以及:
[[ϕ]]⊆[[ψ]],
得到:
At⊆[[ψ]].
故:
ψ∈Pt.
證畢。
因此若:
ϕ,ψ∈Pt,
則:
ϕ∧ψ∈Pt.
5. Admissible-Set Contraction 與認知許可單調性
假設新 evidence 使:
∅=At+1⊆At.
定理 2:Permission Monotonicity
則:
Pt⊆Pt+1.
證明
任取:
ϕ∈Pt.
則:
At⊆[[ϕ]].
又因:
At+1⊆At,
故:
At+1⊆[[ϕ]].
因此:
ϕ∈Pt+1.
證畢。
這表示在純 contraction 且不進入 inconsistency 的情況下:
已取得的 exact permission 不會因增加相容資訊而消失.
真正可能改變的是原本:
U
的 proposition。
它可以在新 evidence 到來後變成:
P
或:
R.
6. Conditional Truth Soundness
共享認知許可不是無條件 truth certificate。
它需要一個核心假設:
W⋆∈At.
定理 3:Conditional Soundness
若:
W⋆∈At
且:
Permitt(ϕ)=1,
則:
ϕ(W⋆)=1.
同理,若:
Rejectt(ϕ)=1,
則:
ϕ(W⋆)=0.
證明
由 Permit 定義:
∀W∈At,ϕ(W)=1.
而:
W⋆∈At.
故:
ϕ(W⋆)=1.
Reject 同理。
證畢。
因此真正的安全鏈條不是:
Permit⇒Truth,
而是:
W⋆∈At+Permitt(ϕ)⇒ϕ(W⋆)=1.
這使 admissibility integrity 成為核心問題。
7. Contaminated Contraction
若一個錯誤 constraint:
Kbad
排除了真實世界:
W⋆∈/Kbad,
那麼:
At+1=At∩Kbad
可能仍然非空。
甚至可能得到:
Permitt+1(ϕ)=1
但:
ϕ(W⋆)=0.
所以:
small admissible set=correct admissible set.
這也是為什麼 Paper 02 的 provenance、fault localization、minority retention 與 independent witness 不能在 Paper 03 被丟掉。
8. Minority Preservation Principle
假設:
W+∈At
且:
ϕ(W+)=1,
同時存在:
W−∈At
且:
ϕ(W−)=0.
則:
Statust(ϕ)=U.
此結果與 Agent vote ratio 無關。
即使:
99
個 Agents 支持 ϕ,
而:
1
個 Agent 支持 ¬ϕ,
只要其 evidence 尚未使其中一側的 world class 被合法排除,則:
ϕ 仍不得取得 exact shared cognitive permission.
這提供了一個對 Minority Truth 的結構性保護。
Minority Sentinel 的 2026 實驗顯示 correlated LLM errors 會讓 majority voting 系統性壓制部分正確 minority cases。本文的策略比「什麼時候翻轉 majority」更基礎:在 evidence 不足以排除 minority-compatible worlds 前,不把 vote count 升格為 truth criterion。
9. Gauge-Aware Shared Permission
前一系列已指出,observer network 有時不能識別裸 world:
W,
而只能識別 gauge-equivalence class:
[W]G.
令群 G 作用於 Ω:
g:Ω→Ω.
定義:
W∼GW′
若存在:
g∈G
使:
W′=gW.
若 observer system 只能區分:
Ω/G,
那麼 proposition ϕ 若要在 quotient 上 well-defined,必須滿足:
ϕ(gW)=ϕ(W)
對所有相關 W 與 g 成立。
定理 4:Gauge-Well-Defined Permission
命題 ϕ 可在 quotient world:
[W]G
上定義唯一 Boolean truth value,當且僅當 ϕ 在每一個 gauge orbit 上為常數。
證明
若 ϕ 在 orbit 上為常數,則可定義:
ϕˉ([W]G)=ϕ(W),
且代表元的選擇不影響結果。
反之,若同一 orbit 中存在:
W,W′
使:
ϕ(W)=ϕ(W′),
則:
[W]G=[W′]G
卻需要同時被賦予兩個不同 truth values,因此 quotient proposition 不 well-defined。
證畢。
因此:
global identifiability up to gauge⇒exact permission only for gauge-invariant claims.
10. Gauge Closure
對任意 admissible set:
At,
定義 gauge closure:
GCl(At)={gW:W∈At, g∈G}.
若系統沒有證據可以區分 gauge-related representatives,則 permission 應在:
GCl(At)
上判定,而不是任意挑一個 representative。
因此 gauge-aware exact permission:
PermittG(ϕ)=1
當且僅當:
GCl(At)=∅
且:
∀W∈GCl(At),ϕ(W)=1.
11. 從 World Set 到 Credal Set
Boolean exact permission 很強。
在很多現實問題裡,我們可能無法合理要求:
∀W∈At.
因此在 At 上再定義一組 admissible probability distributions:
Kt⊆Δ(At).
這是一個 credal-set lifting。
2026 年已有 LLM uncertainty 研究直接採用 imprecise probabilities,將 point probability 替換為 probability interval、credal set 或 possibility measure;其中也明確指出 credal set 特別適合 ensemble-of-LLMs 情境。
定義:
Pt(ϕ)=P∈KtinfP([[ϕ]]),
Pt(ϕ)=P∈KtsupP([[ϕ]]).
則:
[Pt(ϕ),Pt(ϕ)]
描述 higher-order epistemic imprecision。
12. α -Permission
對:
0≤α<1,
定義:
Permitt(α)(ϕ)=1
若:
Pt(ϕ)≥1−α.
定義:
Rejectt(α)(ϕ)=1
若:
Pt(ϕ)≤α.
因此 exact permission 可視為極限:
α=0.
這裡有一個重要區分:
epistemic permission=single-model confidence.
一個模型說:
P(ϕ)=0.99
與整個 credal set 滿足:
Pt(ϕ)≥0.99
是完全不同的 epistemic claim。
13. Internal Consistency 與 External Correctness
2026 年一篇針對 LLM uncertainty quantification 的 position paper 提出尖銳批評:許多既有 UQ 方法實際上主要測量生成樣本之間的 internal consistency,因此可能無法辨認「穩定但錯誤」的 confident hallucination。
本文的 admissible-world 形式化與這個問題直接相關。
如果 At 只是由:
LLM outputs compared with LLM outputs
產生,那麼它可能只是:
internally admissible world set.
真正更強的形式必須加入:
web evidence,
program execution,
formal checker,
database,
sensor,
或其他 error channel 異質的 evidence。
所以本文不把:
At
的「非空」與「小」視為充分可靠性條件。
14. Multi-Agent Uncertainty 不是一個 scalar
MATU 2026 將 multi-agent system 的不確定性表示擴展到:
- Agents;
- reasoning steps;
- repeated runs;
形成 higher-order tensor,再處理 communication topology 差異。
另一項 2026 multi-agent debate 研究則把 answer-level uncertainty 分解成 epistemic 與 aleatoric components,並報告有效 debate 需要可利用的 epistemic disagreement,同時控制 reasoning instability。
這支持本文保留 disagreement 的立場。
因為:
disagreement
不一定是系統失敗。
它也可能代表:
仍未被 evidence 消除的 epistemic branching.
若系統太早消除 disagreement,反而可能失去可用的 information gain。
15. Permission-Directed Active Verification
若:
Statust(ϕ)=U,
則:
At+={W∈At:ϕ(W)=1},
At−={W∈At:ϕ(W)=0}.
兩者皆非空。
此時 active verification 的目標不是:
再找更多 Agent 表態。
而是尋找 experiment / query:
q
使其 observation partitions 對:
At+
與:
At−
具有最大 discrimination。
可定義一個抽象 permission-resolution value:
V(q;ϕ,At)=Eo[ΔUϕ∣q,o],
其中:
Uϕ
是 ϕ 的 unresolved epistemic mass。
因此下一步選擇:
q⋆=argqmaxV(q;ϕ,At).
這把 verification budget 直接對準:
哪一個 observation 最可能決定目前尚未取得 permission 的命題?
16. Finite Separation Theorem
現在考慮一個有限 possible-world space:
∣Ω∣<∞.
令 G 為 gauge equivalence,真實 orbit:
[W⋆]G.
假設 admissible sets 滿足:
At+1⊆At.
再假設:
A1. Truth-Orbit Preservation
對所有 t:
[W⋆]G⊆At.
A2. Eventual Separation
對任意:
W∈A0∖[W⋆]G,
存在有限時間:
tW
使:
W∈/AtW.
定理 5:Finite Separation
則存在有限:
T
使:
AT=[W⋆]G.
證明
由於:
Ω
有限,因此:
A0∖[W⋆]G
有限。
對每個非 truth-orbit world 都存在有限排除時間 tW。
令:
T=WmaxtW.
則在 T 時,所有不屬於真實 orbit 的 worlds 都已被排除:
AT⊆[W⋆]G.
另一方面,由 A1:
[W⋆]G⊆AT.
因此:
AT=[W⋆]G.
證畢。
17. Gauge-Invariant Permission Stabilization
由定理 5,若 ϕ 為 gauge-invariant,則在有限 T 後:
AT=[W⋆]G.
因此 ϕ 的 epistemic status 不再具有 unresolved gauge ambiguity。
若:
ϕ(W⋆)=1,
則:
PermitT(ϕ)=1.
若:
ϕ(W⋆)=0,
則:
RejectT(ϕ)=1.
所以在有限、truth-preserving、eventually separating 的理想條件下:
shared cognitive permission converges for every gauge-invariant proposition.
這是一個條件定理。
它不表示現實世界一定滿足:
- finite world space;
- complete separation;
- perfect truth-orbit preservation。
18. 與「高共享認知許可」命題的關係
本系列最初的直覺可以被重新寫得更精確。
不是:
足夠多 AI 最後一定知道完整世界.
而是:
若 observer network 的 joint observability 足夠,evidence channels 具有有效異質性,truth-compatible hypotheses 不被錯誤消除,並且系統能持續產生區分 surviving alternatives 的驗證,則 admissible-world set 可能持續收縮;對 gauge-invariant proposition 而言,共享認知許可的範圍因此可以單調增加。
形式上:
At+1⊆At
導致:
Pt⊆Pt+1.
在理想 finite-separation setting:
At→[W⋆]G.
這才是「共享認知逐漸變高」的嚴格版本。
19. Minimal Runtime Object
若要工程化,系統不應只保存:
answer.
最低限度應保存:
Et=(At,Pt,Kt,Dt,Xt)
其中:
- At:admissible worlds / hypotheses;
- Pt:exact shared permissions;
- Kt:credal uncertainty;
- Dt:unresolved dissent / branches;
- Xt:provenance / verification certificates。
對每一命題 ϕ,輸出不只是:
true / false,
而是例如:
(Statust(ϕ),[Pt(ϕ),Pt(ϕ)],provenance,unresolved alternatives).
20. 失敗模式
20.1 Empty-Set Collapse
At=∅.
不能宣告所有 proposition 成立。
必須進入:
I.
20.2 False Precision
∣At∣↓
但:
W⋆∈/At.
這是錯誤收縮,不是知識增加。
20.3 Correlated Consensus
大量 Agents 支持同一 claim,但其 evidence ancestry 幾乎相同。
20.4 Gauge Overclaim
系統只能恢復:
[W⋆]G,
卻對非 gauge-invariant proposition 做唯一斷言。
20.5 Premature Collapse
仍有真實可能的 minority branch 被 voting 或 pruning 提前刪除。
20.6 Internal-Only Admissibility
At 只來自 LLM 相互同意,缺乏異質外部 witness。
21. 本篇 checker
本文附帶 finite-model checker。
toy world:
W=(x,y,z)∈{0,1}3.
初始:
∣A0∣=8.
加入:
x=1
後:
∣A1∣=4.
再加入:
y=1
後:
∣A2∣=2.
因此:
x=1
取得 Permit,
而:
z=1
保持 Undetermined。
令 gauge transform:
g(x,y,z)=(x,y,1−z).
則 x 、 y 為 gauge-invariant,而 z 不是。
checker 驗證:
- permission kernel 隨 nonempty contraction 單調擴張;
- empty admissible set 回傳 Incoherent,而不是 vacuous Permit;
- gauge-invariant proposition 可在 quotient 上 well-defined;
- 非 gauge-invariant z 在完整 orbit 上保持 Undetermined;
- 即使模擬 9:1 majority 支持 z=1,只要兩個 z worlds 都 surviving,status 仍為 Undetermined;
- 若加入錯誤 constraint z=1 並因此排除真實世界 z=0,系統可以產生 false permission,直接展示 Conditional Soundness 假設不可省略。
22. 結論
本文把「共享認知」從 social consensus 改寫為 semantic constraint。
核心物件不是:
Vt(ϕ),
而是:
At.
核心判定不是:
多少 Agents 說 ϕ,
而是:
∀W∈At, ϕ(W)=1 ?
由此得到:
Permitt(ϕ)=1⟺At=∅∧At⊆[[ϕ]].
共享 permission kernel:
Pt={ϕ:At⊆[[ϕ]]}
在 nonempty contraction 下滿足:
Pt⊆Pt+1.
若:
W⋆∈At,
則 Permit 具有 conditional truth soundness。
若 world 只能識別至 gauge:
[W⋆]G,
則只有 gauge-invariant proposition 能獲得 quotient-stable permission。
因此本文最核心結論為:
Consensus is a social statistic; shared cognitive permission is a property of an admissible world space.
下一篇將處理這套架構最關鍵的外部支柱:
為什麼 AI 生成的 claim 一旦被投射到程式執行、資料集、formal checker、編譯器或其他計算載體,其 epistemic status 會改變?
即:
Series C / Paper 04 — Computers as Relatively Objective Epistemic Carriers.
參考文獻
- Qiao, D. et al. (2026). Epistemic Gain, Aleatoric Cost: Uncertainty Decomposition in Multi-Agent Debate for Math Reasoning. arXiv:2603.01221.
- Chen, T. et al. (2026). Every Response Counts: Quantifying Uncertainty of LLM-based Multi-Agent Systems through Tensor Decomposition. arXiv:2604.08708.
- He, C. et al. (2026). Minority Sentinel: When to Overturn Majority Voting in Multi-Agent LLM Debates. arXiv:2606.29270.
- Verbalizing LLM's Higher-order Uncertainty via Imprecise Probabilities. (2026). arXiv:2603.10396.
- Liu, J. et al. (2026). The Consensus Trap: Rescuing Multi-Agent LLMs from Adversarial Majorities via Token-Level Collaboration. arXiv:2604.17139.
- Chen, T. et al. (2026). Position: Uncertainty Quantification in LLMs is Just Unsupervised Clustering. arXiv:2605.19220.
- Wang, Z. et al. (2024). ConU: Conformal Uncertainty in Large Language Models with Correctness Coverage Guarantees. arXiv:2407.00499.
狀態標記
- Definitions: admissible world、four-valued status、Permission Kernel、gauge-aware permission、credal lifting、 α -permission。
- Proved: Logical Closure、Permission Monotonicity、Conditional Soundness、Gauge-Well-Defined Permission、Finite Separation。
- Externally grounded observations: multi-agent uncertainty decomposition、MAS trajectory/topology uncertainty、Minority Truth、imprecise-probability LLM uncertainty、internal-consistency critique。
- Counterexamples: empty-set vacuity、contaminated contraction、correlated consensus、gauge overclaim。
- Not claimed: majority is useless、all admissible sets contain truth、existing AI systems reconstruct the full world、AGI has been achieved。