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lm-003843 · 2026-09

動態計算路由 v0.2

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動態計算路由 v0.2

多域、多範式與異質轉移律的 Runtime 組合、授權與全域提交

Dynamic Computational Routing: Runtime Composition, Authority, and Global Commit Across Domains, Computational Forms, and Transition Laws

  • 系列:Global Computation Methodology Series
  • 文件編號:Paper-03
  • 版本:v0.2
  • 日期:2026-08-24
  • 作者:Neo.K
  • 協作:Aletheia / GPT
  • 狀態:第二輪正式核心論文
  • Canonical anchors:Series-00 v0.2、Paper-01 v0.2、Paper-02 v0.2
  • 外部接口:時空可達性、可供性與控制權系列 v0.1
  • 編碼:UTF-8 Markdown
  • 數學 delimiter:僅使用 $...$$$...$$

摘要

當 24/72 從靜態分類表升級為 versioned、addressable、extensible computational configuration basis 後,Global Computation Methodology(GCM)的下一個問題不再是「有哪些計算形態」,而是:一個 Runtime 憑什麼把某個 operation 路由到某個 configuration、executor、representation bridge 與 resource,並在異質 local execution 後形成合法的 global commit?

本文將第一輪的 Dynamic Computational Routing(DCR)升級為一套 World-relative route contract。本文不把 routing 簡化成 scheduling,也不把 routing 簡化成 optimization。對 operation request ω\boldsymbol\omega 與 candidate route ζ\boldsymbol\zeta,本文區分:addressability、reachability、admissibility、authority、executability、reconciliation 與 committability。這些 predicate 彼此不可偷換:

AddressableReachableAdmissibleAuthorizedExecutableCommittable.\boxed{ \text{Addressable} \neq \text{Reachable} \neq \text{Admissible} \neq \text{Authorized} \neq \text{Executable} \neq \text{Committable}. }

更重要地:

Can ExecuteMay Execute.\boxed{ \text{Can Execute} \neq \text{May Execute}. }

本文定義 pre-execution gate:

PreExecOKν(v)(A,ω,ζ)\mathsf{PreExecOK}_{\nu}^{(v)} (A,\boldsymbol\omega,\boldsymbol\zeta)

只有當 configuration 可被 registry 解析、所需 executor/resource/bridge 在目前 Runtime state 中可達、route 符合 Foundation 與 World constraints、caller 在指定 scope 具有 authority、bridge 與 executor contracts 可滿足時,route 才進入 executable set。任何 latency、cost、energy、fidelity 或 learned score 的 optimization,都只能在此集合中進行:

Admissibility / Authority / Contract Gates FirstOptimization Second.\boxed{ \text{Admissibility / Authority / Contract Gates First} \rightarrow \text{Optimization Second}. }

Local executor 仍只產生 proposal δi\delta_i,而不是直接修改 canonical World state。不同 domain 的 proposals 經 Paper-01 定義的 reconciliation、verification 與 commit gate 後,才可能形成 Wν+1W_{\nu+1}

RouteExecuteProposeReconcileVerifyCommit / Reject / Rollback.\boxed{ \text{Route} \rightarrow \text{Execute} \rightarrow \text{Propose} \rightarrow \text{Reconcile} \rightarrow \text{Verify} \rightarrow \text{Commit / Reject / Rollback}. }

本文亦建立 typed executor contract、typed representation bridge、authority profile、route disposition、configuration-switching contract、resource-aware reachability 與 route receipt。Reachability 被明確視為動態且可非單調:新增 accelerator 可能擴張 reachable set,device failure、resource exhaustion、revoked capability、network partition 或 policy change 亦可能使其縮小。因此:

ν2>ν1⇏Arun,ν1Arun,ν2.\boxed{ \nu_2>\nu_1 \not\Rightarrow \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_1} \subseteq \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_2}. }

本文對既有 heterogeneous task runtime、dataflow scheduling、Ptolemy heterogeneous Models of Computation、Legion privilege/coherence、FMI Scheduled Execution、MLIR legality/type conversion、reachability analysis、assume--guarantee contracts 與 capability-based authority 做公平區分。本文不宣稱這些概念由 GCM 首創;GCM 的研究主張是將它們提升為同一個 World-boundary-relative composition methodology 中的不同 typed obligations,並將「route 被選中」與「World 可以 commit」嚴格分離。


關鍵詞

dynamic computational routing;heterogeneous runtime;computational configuration;reachability;admissibility;authority;least authority;executor contract;representation bridge;reconciliation;commit;rollback;resource-aware routing;Global Computation Methodology


1. 問題設定:有地址之後,還不能直接執行

Paper-02 已建立:

Γν:DνG(v),\Gamma_\nu: \mathcal D_\nu \rightarrow \mathfrak G^{(v)},

使每個 domain 可以綁定 versioned full Runtime configuration。

但:

Γν(Di)=γi\Gamma_\nu(D_i)=\gamma_i

只代表 Runtime 知道某個 configuration 的 typed address 與 record。

它沒有推出:

  1. executor 現在存在;
  2. executor 現在可被呼叫;
  3. input representation 可以合法轉換;
  4. required resource 現在可用;
  5. route 不違反 World constraints;
  6. caller 有權執行;
  7. local result 可以和其他 domain 組合;
  8. candidate 可以通過 global verification;
  9. candidate 可以 commit 成 canonical World state。

因此:

Configuration Candidate⇏Admissible Route.\boxed{ \text{Configuration Candidate} \not\Rightarrow \text{Admissible Route}. }

以及:

Addressable⇏Executable.\boxed{ \text{Addressable} \not\Rightarrow \text{Executable}. }

Paper-03 的任務,就是建立兩者之間缺失的 Runtime semantics。


2. 本文不主張什麼

本文不主張:

  1. heterogeneous scheduling 是新問題;
  2. task graph、dataflow runtime、CPU/GPU accelerator orchestration 是 GCM 首創;
  3. hierarchical heterogeneous Models of Computation 是 GCM 首創;
  4. capability/privilege/authorization 是 GCM 首創;
  5. assume--guarantee contract 或 compositional verification 是 GCM 首創;
  6. transaction validation、commit、rollback 是 GCM 首創;
  7. representation conversion、type legality 或 materialization 是 GCM 首創;
  8. reachability analysis 是 GCM 首創;
  9. external scheduling、clocked model partitions 或 multi-rate execution 是 GCM 首創;
  10. AI Router 必然優於 deterministic scheduler;
  11. routing 必須使用 optimization;
  12. globality 要求 global barrier 或 single global clock;
  13. route selection 有權修改 Foundation;
  14. local executor success 自動等於 global success。

本文研究的是更上層的共同契約:

How a Heterogeneous Runtime May Legally Route, Execute, Reconcile, and Commit Within a Specified World Boundary.\boxed{ \text{How a Heterogeneous Runtime May Legally Route, Execute, Reconcile, and Commit Within a Specified World Boundary}. }

3. 既有研究與 GCM 的位置

3.1 Heterogeneous task runtime 已相當成熟

StarPU 已將 heterogeneous scheduling、task dependencies、data transfer 與 asynchronous execution 整合進 CPU/GPU 等異質架構的 Runtime。[1] 2026 年 Boné 等人的 task-based data-flow methodology 進一步展示同一應用中協調 SYCL、Triton、OpenMP offload 與 vendor libraries 的實際方法。[2]

De Matteis 等人也研究 dataflow architecture 上的 streaming task graph scheduling。[3]

因此:

Heterogeneous Resource Scheduling is prior art.\boxed{ \text{Heterogeneous Resource Scheduling} \text{ is prior art}. }

GCM 不以「可以把 task 派到不同 accelerator」作為新主張。


3.2 Heterogeneous Models of Computation 也不是新事物

Ptolemy II 長期允許 hierarchy 中不同層級使用不同 director/Model of Computation,並研究不同 domain 的 heterogeneous composition。[4,5]

因此:

Different Local Semantics Can Coexist is prior art.\boxed{ \text{Different Local Semantics Can Coexist} \text{ is prior art}. }

GCM 的 route contract 必須在此基礎上再處理 World boundary、authority、configuration address、resource reachability、representation bridge、global verification 與 history lineage。


3.3 Privilege 與 coherence 已存在成熟 Runtime 模型

Legion 的 logical-region programming model 將 region privilege 與 coherence 放進 task launch requirements,並限制 child task 所要求的 privilege 必須是 parent authority 的子集。[6,7]

這是重要 prior art,因為它直接表明:

Task Can RunTask May Access Arbitrary State.\boxed{ \text{Task Can Run} \neq \text{Task May Access Arbitrary State}. }

GCM 的 authority model 更一般化到 Observe、Compute、Materialize、ModifyState、Commit、ModifyRule、ModifyFoundation,但不宣稱 least privilege 或 privilege inheritance 是本文首創。


3.4 External scheduler 與 clocks 已有標準化接口

FMI 3.0.2 的 Scheduled Execution 允許 importer/external scheduler 啟動 model partitions,並以 Clocks、priority 與 activation time 管理執行。[8]

因此 Paper-03 不把「外部 Runtime 可以驅動多個 partition」當作新發明。完整 clock/time semantics 將由 Paper-04 處理。


3.5 Conversion legality 與 rollback 已有成熟工程先例

MLIR Dialect Conversion 具備 conversion target、legal/dynamic/illegal operation、TypeConverter、materialization,以及 conversion rollback 等機制。[9]

GCM representation bridge 不等於 MLIR lowering,但其工程教訓很重要:

表示轉換不能只看「能不能轉」,還要問 target legality、type contract、materialization 與 failure semantics。


3.6 Reachability、contract composition 與 authority 皆有既有理論

控制理論中的 reachability analysis 研究從初始集合在 admissible inputs 下可到達的狀態集合。[10] Assume--guarantee contracts 長期用於 compositional verification;近期研究仍在利用 subsystem contracts 降低 interconnected-system verification 複雜度。[11]

Capability-based security 與 Principle of Least Authority 亦早已研究「某 component 應只取得完成任務所需的最小 authority」。[12]

GCM 借用這些成熟思想,但重新放進 Runtime route contract:

Reachability,Admissibility,Authority,Execution,Commit\boxed{ \text{Reachability}, \text{Admissibility}, \text{Authority}, \text{Execution}, \text{Commit} }

是不同 predicate,不能以單一 score 取代。


4. Canonical 前置分層

Paper-03 完全承接 Series-00 與 Paper-01:

W=World primitive,\mathbf W = \text{World primitive}, Wν=canonical executable World state,W_\nu = \text{canonical executable World state}, Ξν=Runtime control state,\Xi_\nu = \text{Runtime control state}, Oν=Observer state,O_\nu = \text{Observer state}, F(v)=Foundation version.\mathcal F^{(v)} = \text{Foundation version}.

因此:

MGW.\boxed{ \mathcal M_G \neq \mathbf W. }

Paper-03 的 Router 屬於:

Ξν,\Xi_\nu,

不是:

W.\mathbf W.

Router 可以改變:

  • route plan;
  • resource binding;
  • scheduler state;
  • candidate configuration;
  • bridge selection;
  • cache;
  • queue;
  • retry policy。

但普通 routing decision 不得因此自動修改:

F(v).\mathcal F^{(v)}.

5. Operation request 必須先 typed

定義 operation request:

ω=id,type,target,scope,input,desiredEffect,post,requester.\boxed{ \boldsymbol\omega = \left\langle \mathsf{id}, \mathsf{type}, \mathsf{target}, \mathsf{scope}, \mathsf{input}, \mathsf{desiredEffect}, \mathsf{post}, \mathsf{requester} \right\rangle. }

其中:

type{Observe,Compute,Materialize,ModifyState,Commit,ModifyRule,ModifyFoundation}.\mathsf{type} \in \{ \mathsf{Observe}, \mathsf{Compute}, \mathsf{Materialize}, \mathsf{ModifyState}, \mathsf{Commit}, \mathsf{ModifyRule}, \mathsf{ModifyFoundation} \}.

這一步不能省略。

如果 operation 沒有型別,Runtime 就無法可靠判定:

  • authority;
  • effect boundary;
  • invariant obligations;
  • commit permission;
  • history class;
  • rollback requirement。

因此:

Untyped Request⇏Executable Route.\boxed{ \text{Untyped Request} \not\Rightarrow \text{Executable Route}. }

6. Domain resolution

對 operation ω\boldsymbol\omega,先建立 domain resolution:

ResolveDomainν(ω,Wν)DωDν.\boxed{ \mathsf{ResolveDomain}_{\nu} (\boldsymbol\omega,W_\nu) \rightarrow \mathcal D_{\boldsymbol\omega} \subseteq \mathcal D_\nu. }

一個 operation 可以只涉及單一 domain:

Dω={Di},\mathcal D_{\boldsymbol\omega} = \{D_i\},

也可以跨多 domain:

Dω>1.|\mathcal D_{\boldsymbol\omega}|>1.

注意:

Di⇏physical spatial region.D_i \not\Rightarrow \text{physical spatial region}.

它可以是:

  • simulation subsystem;
  • graph region;
  • task scope;
  • service boundary;
  • database partition;
  • agent scope;
  • hardware-local region;
  • physical region。

7. 從結構可能到可尋址候選

最新可供性研究指出:結構中存在某條路,並不代表 embedded agent 能定址、導航或控制它。GCM 將這一點抽象為:

Structurally Possible⇏Addressable.\boxed{ \text{Structurally Possible} \not\Rightarrow \text{Addressable}. }

結構性 possibility 可以來自 World model、registered law、formal relation 或 domain theory;addressability 則是 Runtime 是否具有 stable identifier、configuration description、interface 與 contract reference。兩者不是同一層。

因此 Paper-03 的 route lifecycle 可以從:

Structurally PossibleAddressableReachableAdmissibleAuthorizedExecutableReconciledCommittable\boxed{ \text{Structurally Possible} \rightarrow \text{Addressable} \rightarrow \text{Reachable} \rightarrow \text{Admissible} \rightarrow \text{Authorized} \rightarrow \text{Executable} \rightarrow \text{Reconciled} \rightarrow \text{Committable} }

來閱讀;其中箭頭表示判定階段,不表示前一階段邏輯蘊涵下一階段。


7.1 Addressability:Runtime 是否知道候選是什麼

Paper-02 已建立 versioned configuration registry。

令:

Addr(v)(γ)=1\mathsf{Addr}^{(v)}(\gamma)=1

表示 full Runtime configuration γ\gamma 可由 canonical registry 在 version vv 下解析。

對 operation ω\boldsymbol\omega,candidate generation 先得到:

Kνaddr(ω)={ζAddr(v)(ζ)=1}.\boxed{ \mathcal K_\nu^{\mathrm{addr}} (\boldsymbol\omega) = \left\{ \boldsymbol\zeta \mid \mathsf{Addr}^{(v)}(\boldsymbol\zeta)=1 \right\}. }

這裡 ζ\boldsymbol\zeta 表示 candidate route record,而不是單一 24/72 cell。

因此:

Basis CellRoute Candidate.\boxed{ \text{Basis Cell} \neq \text{Route Candidate}. }

8. Candidate route record

本文定義最小 route candidate:

ζ=Dω,γ,E,Br,q,σ,χ.\boxed{ \boldsymbol\zeta = \left\langle \mathcal D_{\boldsymbol\omega}, \gamma, E, \mathsf{Br}, q, \sigma, \chi \right\rangle. }

其中:

  • Dω\mathcal D_{\boldsymbol\omega}:target domain set;
  • γG(v)\gamma\in\mathfrak G^{(v)}:full Runtime configuration;
  • EE:executor or executor family;
  • Br\mathsf{Br}:representation bridge or bridge chain;
  • qQνq\in\mathcal Q_\nu:resource binding;
  • σ\sigma:scheduling / ordering metadata;
  • χ\chi:composition contract reference。

這個 record 可以在未執行前存在。

因此:

ζ exists⇏ζ is legal.\boxed{ \boldsymbol\zeta \text{ exists} \not\Rightarrow \boldsymbol\zeta \text{ is legal}. }

9. Reachability:目前 Runtime 是否真的到得了

9.1 Runtime reachability

定義:

Reachν(A,ζ){0,1}.\boxed{ \mathsf{Reach}_\nu (A,\boldsymbol\zeta) \in \{0,1\}. }

它表示 Agent/Runtime AA 在目前 control state Ξν\Xi_\nu 下,是否真正能取得並調用 route 所需的:

  • executor;
  • representation bridge;
  • device;
  • service;
  • memory;
  • network path;
  • dataset;
  • model;
  • compiler/runtime support;
  • required control interface。

因此:

Structurally Available⇏Currently Reachable.\boxed{ \text{Structurally Available} \not\Rightarrow \text{Currently Reachable}. }

9.2 Reachable set

定義:

Arun,ν(A)={ζReachν(A,ζ)=1}.\boxed{ \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu}(A) = \left\{ \boldsymbol\zeta \mid \mathsf{Reach}_\nu(A,\boldsymbol\zeta)=1 \right\}. }

它不是常數。

resource state:

Qν\mathcal Q_\nu

改變時,reachable set 可能改變。

例如新增 GPU:

Arun,ν+1Arun,ν,\mathfrak A_{\mathrm{run},\nu+1} \supset \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu},

但 device failure、quota exhaustion、network partition、service revocation、model removal、bridge failure 亦可能造成:

Arun,ν+1Arun,ν.\mathfrak A_{\mathrm{run},\nu+1} \subset \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu}.

因此:

ν2>ν1⇏Arun,ν1Arun,ν2.\boxed{ \nu_2>\nu_1 \not\Rightarrow \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_1} \subseteq \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_2}. }

這是從「動態技術可達性」研究回投到 GCM 的一般化版本。


10. Admissibility:做得到不代表合法

對 World boundary BWB_W 、Foundation F(v)\mathcal F^{(v)} 與 constraints Cν\mathcal C_\nu,定義:

AdmBW,ν(v)(ω,ζ){0,1}.\boxed{ \mathsf{Adm}_{B_W,\nu}^{(v)} (\boldsymbol\omega,\boldsymbol\zeta) \in \{0,1\}. }

最低 admissibility obligations 可以包含:

TypeOK,\mathsf{TypeOK}, DomainOK,\mathsf{DomainOK}, LawOK,\mathsf{LawOK}, InvariantPreOK,\mathsf{InvariantPreOK}, BridgePreOK,\mathsf{BridgePreOK}, EffectBoundaryOK,\mathsf{EffectBoundaryOK}, FoundationOK.\mathsf{FoundationOK}.

因此:

Reachν(A,ζ)=1⇏AdmBW,ν(v)=1.\boxed{ \mathsf{Reach}_\nu(A,\boldsymbol\zeta)=1 \not\Rightarrow \mathsf{Adm}_{B_W,\nu}^{(v)}=1. }

一個 Runtime 可能技術上能寫某個 state、呼叫某個 solver 或轉換某種 representation,但 Foundation 不允許該 effect。


11. Authority:合法 operation 也不代表 caller 有權執行

依 Series-00,定義:

Authν(A,o,S)\boxed{ \mathsf{Auth}_\nu(A,o,S) }

表示 Agent AA 在 scope SS 對 operation oo 具有 authority。

最小 authority profile:

AuthProfile(A)=Pobserve,Pcompute,Pmaterialize,Pstate,Pcommit,Prule,Pfoundation.\boxed{ \mathsf{AuthProfile}(A) = \left\langle P_{\mathrm{observe}}, P_{\mathrm{compute}}, P_{\mathrm{materialize}}, P_{\mathrm{state}}, P_{\mathrm{commit}}, P_{\mathrm{rule}}, P_{\mathrm{foundation}} \right\rangle. }

因此:

Pobserve=1⇏Pstate=1,P_{\mathrm{observe}}=1 \not\Rightarrow P_{\mathrm{state}}=1, Pstate=1⇏Pcommit=1,P_{\mathrm{state}}=1 \not\Rightarrow P_{\mathrm{commit}}=1, Pcommit=1⇏Prule=1,P_{\mathrm{commit}}=1 \not\Rightarrow P_{\mathrm{rule}}=1, Prule=1⇏Pfoundation=1.P_{\mathrm{rule}}=1 \not\Rightarrow P_{\mathrm{foundation}}=1.

11.1 Operation control contract

最新時空控制/管理研究提出 manager contract:target、scope、must-keep kernel、allowed modification、verification、rollback 與 permission 必須一起表達。GCM 將其抽象為一般 operation control contract:

Cop=T,S,Ikeep,Δallow,AdmReq,VerifyReq,RollbackReq,PermReq.\boxed{ \mathfrak C_{\mathrm{op}} = \left\langle T, S, \mathcal I_{\mathrm{keep}}, \Delta_{\mathrm{allow}}, \mathsf{AdmReq}, \mathsf{VerifyReq}, \mathsf{RollbackReq}, \mathsf{PermReq} \right\rangle. }

其中:

  • TT:target;
  • SS:scope;
  • Ikeep\mathcal I_{\mathrm{keep}}:必須保持的 invariants;
  • Δallow\Delta_{\mathrm{allow}}:允許 effects;
  • AdmReq\mathsf{AdmReq}:admissibility obligations;
  • VerifyReq\mathsf{VerifyReq}:verification obligations;
  • RollbackReq\mathsf{RollbackReq}:rollback / recovery obligations;
  • PermReq\mathsf{PermReq}:required authority classes。

因此 route candidate 中的 χ\chi 應引用一份 operation / composition contract,而不是只放一個自由文字 policy 名稱。

對 operation ω\boldsymbol\omega,定義 required authority set:

ReqAuth(ω){Observe,Compute,Materialize,ModifyState,Commit,ModifyRule,ModifyFoundation}.\boxed{ \mathsf{ReqAuth}(\boldsymbol\omega) \subseteq \{ \mathsf{Observe}, \mathsf{Compute}, \mathsf{Materialize}, \mathsf{ModifyState}, \mathsf{Commit}, \mathsf{ModifyRule}, \mathsf{ModifyFoundation} \}. }

再定義:

AuthOKν(A,ω,S):=aReqAuth(ω)Authν(A,a,S).\boxed{ \mathsf{AuthOK}_\nu (A,\boldsymbol\omega,S) := \bigwedge_{a\in\mathsf{ReqAuth}(\boldsymbol\omega)} \mathsf{Auth}_\nu(A,a,S). }

這允許一個 executor 在只有 Compute authority 時產生隔離 proposal,但若 operation 要把 proposal 寫入 canonical World,仍可額外要求 ModifyState 與 Commit authority。

因此:

Authority to ProposeAuthority to Commit.\boxed{ \text{Authority to Propose} \neq \text{Authority to Commit}. }

11.2 Reachability 與 authority 互相獨立

可能:

Reachν(A,o)=1,\mathsf{Reach}_\nu(A,o)=1,

但:

Authν(A,o,S)=0.\mathsf{Auth}_\nu(A,o,S)=0.

例如 Runtime 擁有一個 filesystem writer,但 caller 只有 read authority。

反過來也可能:

Authν(A,o,S)=1,\mathsf{Auth}_\nu(A,o,S)=1,

但:

Reachν(A,o)=0.\mathsf{Reach}_\nu(A,o)=0.

例如 caller 合法擁有 GPU execution 權限,但 GPU 當下離線。

因此:

Can ExecuteMay Execute.\boxed{ \text{Can Execute} \neq \text{May Execute}. }

11.3 Router 不得自行提升 authority

對 ordinary routing operation:

AuthOutAuthInExplicitDelegation.\boxed{ \mathsf{AuthOut} \preceq \mathsf{AuthIn} \oplus \mathsf{ExplicitDelegation}. }

其中 \preceq 表示 authority 不得超過已持有或被明確授予的範圍。

因此:

Route Search⇏Privilege Escalation.\boxed{ \text{Route Search} \not\Rightarrow \text{Privilege Escalation}. }

AI planner、optimizer、scheduler、executor registry 都不能因「找到更有效的方法」就自行取得更深層 authority。


12. Pre-execution gate

把前述條件合併,定義:

PreExecOKν(v)(A,ω,ζ):=Addr(v)(ζ)Reachν(A,ζ)AdmBW,ν(v)(ω,ζ)AuthOKν(A,ω,S)ExecContractOKν(ζ)BridgeOKν(ζ).\boxed{ \begin{aligned} &\mathsf{PreExecOK}_{\nu}^{(v)} (A,\boldsymbol\omega,\boldsymbol\zeta) \\ &:= \mathsf{Addr}^{(v)}(\boldsymbol\zeta) \land \mathsf{Reach}_\nu(A,\boldsymbol\zeta) \land \mathsf{Adm}_{B_W,\nu}^{(v)}(\boldsymbol\omega,\boldsymbol\zeta) \land \mathsf{AuthOK}_\nu(A,\boldsymbol\omega,S) \land \mathsf{ExecContractOK}_\nu(\boldsymbol\zeta) \land \mathsf{BridgeOK}_\nu(\boldsymbol\zeta). \end{aligned} }

安全候選集合為:

Kνsafe(ω,A)={ζKνaddrPreExecOKν(v)=1}.\boxed{ \mathcal K_\nu^{\mathrm{safe}} (\boldsymbol\omega,A) = \left\{ \boldsymbol\zeta \in \mathcal K_\nu^{\mathrm{addr}} \mid \mathsf{PreExecOK}_{\nu}^{(v)}=1 \right\}. }

如果:

Kνsafe=,\mathcal K_\nu^{\mathrm{safe}}=\varnothing,

Runtime 不應假造一條 route。

它應進入 Defer、Refuse 或 Escalate。


13. Admissibility First,Optimization Second

假設 route policy 有 objective:

J(ζ)=αLL+αCC+αEE+αFF+αRR,J(\boldsymbol\zeta) = \alpha_L L + \alpha_C C + \alpha_E E + \alpha_F F + \alpha_R R,

可代表 latency、cost、energy、fidelity loss、risk 等。

GCM 不允許:

argminζKνaddrJ\arg\min_{\boldsymbol\zeta\in\mathcal K_\nu^{\mathrm{addr}}}J

直接繞過 legality。

合法的 optimization 是:

ζargminζKνsafeJ(ζ).\boxed{ \boldsymbol\zeta^* \in \arg\min_{\boldsymbol\zeta\in\mathcal K_\nu^{\mathrm{safe}}} J(\boldsymbol\zeta). }

但即使沒有 JJ,Runtime 仍可以使用:

  • deterministic rule;
  • static priority;
  • human-selected route;
  • theorem-proved route;
  • table lookup;
  • planner;
  • search;
  • learned router;
  • bandit;
  • heuristic。

因此:

RoutingOptimization Only.\boxed{ \text{Routing} \neq \text{Optimization Only}. }

以及:

MathematicsOptimization.\boxed{ \text{Mathematics} \neq \text{Optimization}. }

14. Local Executor Contract

每個 executor EiE_i 必須暴露最小 contract:

Ei=idi,Capi,Ini,Outi,Prei,Effi,Invi,Resi,Costi,Faili,Histi.\boxed{ \mathfrak E_i = \left\langle \mathsf{id}_i, \mathsf{Cap}_i, \mathsf{In}_i, \mathsf{Out}_i, \mathsf{Pre}_i, \mathsf{Eff}_i, \mathsf{Inv}_i, \mathsf{Res}_i, \mathsf{Cost}_i, \mathsf{Fail}_i, \mathsf{Hist}_i \right\rangle. }

其中:

  • Capi\mathsf{Cap}_i:supported configuration / operation capabilities;
  • Ini\mathsf{In}_i:input schema;
  • Outi\mathsf{Out}_i:output schema;
  • Prei\mathsf{Pre}_i:preconditions;
  • Effi\mathsf{Eff}_i:possible effects;
  • Invi\mathsf{Inv}_i:executor-local invariants;
  • Resi\mathsf{Res}_i:resource requirements;
  • Costi\mathsf{Cost}_i:cost envelope / model;
  • Faili\mathsf{Fail}_i:failure semantics;
  • Histi\mathsf{Hist}_i:minimum provenance semantics。

Executor contract 不是 executor implementation 本身。

因此:

Contract InterfaceInternal Algorithm.\boxed{ \text{Contract Interface} \neq \text{Internal Algorithm}. }

GCM 允許 black-box executor,只要其 contract 足以支援 required validation。


15. Executor output 是 proposal,不是 commit

承接 Paper-01:

Ei:(WνDi,Ξν,γi,input)δi.\boxed{ E_i: \left( W_\nu\vert_{D_i}, \Xi_\nu, \gamma_i, \mathsf{input} \right) \rightarrow \delta_i. }

其中:

δi=candidate effect proposal.\delta_i = \text{candidate effect proposal}.

因此:

Executor OutputWν+1.\boxed{ \text{Executor Output} \neq W_{\nu+1}. }

這使 speculative execution、parallel local solver、retry、rollback、reconciliation 與 global verification 都成為可能。


16. Representation Bridge 必須 typed

第一輪使用:

Bpq:SpSq.B_{p\rightarrow q}:S_p\rightarrow S_q.

第二輪為避免和 World boundary BWB_W 混淆,canonical notation 改為:

Brpq:SpSq.\boxed{ \mathsf{Br}_{p\rightarrow q}: S_p \rightharpoonup S_q. }

使用 partial map 是因為並非所有 source state 都有合法 target representation。


16.1 Bridge contract

最小 bridge contract:

CpqBr=Sp,Sq,Pre,Post,InvKeep,ϵ,Rev,Cost,Fail.\boxed{ \mathfrak C^{\mathrm{Br}}_{p\rightarrow q} = \left\langle S_p, S_q, \mathsf{Pre}, \mathsf{Post}, \mathsf{InvKeep}, \epsilon, \mathsf{Rev}, \mathsf{Cost}, \mathsf{Fail} \right\rangle. }

其中:

  • Pre\mathsf{Pre}:source admissibility;
  • Post\mathsf{Post}:target guarantees;
  • InvKeep\mathsf{InvKeep}:必須保留的 invariants;
  • ϵ\epsilon:loss / error description;
  • Rev\mathsf{Rev}:reversibility class;
  • Cost\mathsf{Cost}:conversion cost;
  • Fail\mathsf{Fail}:failure semantics。

16.2 Lossless、lossy、unknown

若:

BrqpBrpq=I\mathsf{Br}_{q\rightarrow p} \circ \mathsf{Br}_{p\rightarrow q} =I

在 specified contract domain 上成立,可視為 lossless round trip。

更一般地:

d(x,Brqp(Brpq(x)))ϵ,d \left( x, \mathsf{Br}_{q\rightarrow p} (\mathsf{Br}_{p\rightarrow q}(x)) \right) \le \epsilon,

表示有界 loss。

若連 error semantics 都未知:

BridgeStatus=Unknown,\mathsf{BridgeStatus} = \mathsf{Unknown},

就不能因「程式碼可以轉型」而宣稱 route semantically safe。

因此:

Representable⇏Semantically Preserved.\boxed{ \text{Representable} \not\Rightarrow \text{Semantically Preserved}. }

17. Bridge chain

跨多種 representation 時:

S0Br01S1Br12Brn1nSn.S_0 \xrightarrow{\mathsf{Br}_{0\to1}} S_1 \xrightarrow{\mathsf{Br}_{1\to2}} \cdots \xrightarrow{\mathsf{Br}_{n-1\to n}} S_n.

整條 chain 的合法性不是每段「能跑」的簡單 conjunction。

還必須檢查:

  • intermediate type compatibility;
  • accumulated loss;
  • invariant preservation;
  • provenance;
  • cost;
  • round-trip requirements;
  • failure / rollback path。

因此:

ComposeBridgesConcatenateFunctions.\boxed{ \operatorname{ComposeBridges} \neq \operatorname{ConcatenateFunctions}. }

18. Route graph:跨 domain routing 是一張圖,不是一條線

對一組 operations,可建立 route graph:

Gνroute=(Vν,Eν).\boxed{ \mathcal G_\nu^{\mathrm{route}} = (V_\nu,E_\nu). }

每個 vertex 可以代表:

  • executor invocation;
  • bridge;
  • materialization request;
  • verification stage;
  • synchronization point;
  • external service call。

edge 可以至少分成:

data,dependency,resource,bridge,ordering.\mathsf{data}, \quad \mathsf{dependency}, \quad \mathsf{resource}, \quad \mathsf{bridge}, \quad \mathsf{ordering}.

完整 causal / history edge typing 由 Paper-06 處理。

因此:

RoutingScheduling.\boxed{ \text{Routing} \supset \text{Scheduling}. }

Scheduling 主要回答 when / where;GCM routing 還回答 what configuration、what law、what representation、what authority、what bridge 與 what commit obligations。


19. Global composition:Compose 不等於 Concatenate

即使 executor:

EaE_a

與:

EbE_b

各自成功,也不能直接推出:

EbEaE_b\circ E_a

在 World boundary BWB_W 下合法。

可能存在:

  • write/write conflict;
  • resource conflict;
  • invariant conflict;
  • incompatible representation;
  • noncommutative operation;
  • domain overlap;
  • stale read;
  • incompatible local clocks;
  • authority mismatch;
  • Foundation-derived prohibition。

因此:

ComposeConcatenate.\boxed{ \operatorname{Compose} \neq \operatorname{Concatenate}. }

20. Reconciliation 與 global commit

本文不重新發明 Paper-01 的 commit semantics,而是把 route execution 接入既有 core。

Local proposals:

Δν={δ1,,δk}.\Delta_\nu = \{\delta_1,\ldots,\delta_k\}.

Reconciliation:

ReconcileBW,Cν:(Wν,Δν)W~ν+1.\mathsf{Reconcile}_{B_W,\mathcal C_\nu} : (W_\nu,\Delta_\nu) \rightharpoonup \widetilde W_{\nu+1}.

Global verification:

VerifyBW(v)(Wν,W~ν+1).\mathsf{Verify}^{(v)}_{B_W} (W_\nu,\widetilde W_{\nu+1}).

若通過:

Wν+1:=W~ν+1.W_{\nu+1} := \widetilde W_{\nu+1}.

否則:

Wν+1=WνW_{\nu+1}=W_\nu

仍是合法 outcome。

因此:

Local Execution Success⇏Global Commit.\boxed{ \text{Local Execution Success} \not\Rightarrow \text{Global Commit}. }

21. Committability 是 post-execution predicate

Addressability、reachability、admissibility、authority 多數可以在 execution 前判定或近似判定。

但 committability 可能取決於真正產生的 proposals。

定義:

CommitOKBW,ν(v)(Δν,W~ν+1){0,1}.\boxed{ \mathsf{CommitOK}_{B_W,\nu}^{(v)} (\Delta_\nu,\widetilde W_{\nu+1}) \in \{0,1\}. }

因此:

PreExecOK=1⇏CommitOK=1.\boxed{ \mathsf{PreExecOK}=1 \not\Rightarrow \mathsf{CommitOK}=1. }

這是 speculative / optimistic execution 可以存在的形式空間。


22. Route disposition 不只有 Execute

本文正式保留第一輪的五態 disposition:

Disposition{Execute,Defer,Refuse,Idle,Escalate}.\boxed{ \mathsf{Disposition} \in \{ \mathsf{Execute}, \mathsf{Defer}, \mathsf{Refuse}, \mathsf{Idle}, \mathsf{Escalate} \}. }

22.1 Execute

存在可接受 route:

Kνsafe.\mathcal K_\nu^{\mathrm{safe}} \neq \varnothing.

22.2 Defer

操作理論上可接受,但暫時:

  • resource 不足;
  • dependency 未完成;
  • required bridge 尚未 materialize;
  • external service unavailable;
  • required evidence 未到齊。

Defer 不代表永久拒絕。


22.3 Refuse

存在 hard violation,例如:

  • Foundation prohibition;
  • authority failure;
  • invariant violation;
  • explicitly illegal bridge;
  • disallowed effect。

22.4 Idle

目前沒有需要執行的 operation,或 policy 明確選擇不動作。

Idle 不是 failure。


22.5 Escalate

Runtime 無權自行決定,但存在更高 authority、human review、special verifier 或 explicit Foundation-governance path 可處理。

因此:

Uncertain⇏Guess and Execute.\boxed{ \text{Uncertain} \not\Rightarrow \text{Guess and Execute}. }

23. Configuration switching 也必須走 route contract

Paper-02 定義:

Γν(Di)=γi,\Gamma_\nu(D_i) = \gamma_i^{-},

切換為:

Γν+1(Di)=γi+.\Gamma_{\nu+1}(D_i) = \gamma_i^{+}.

Paper-03 補充:configuration switch 是一種 typed Runtime operation。

最少需要:

SwitchOKν(v)(Di,γi,γi+)\boxed{ \mathsf{SwitchOK}^{(v)}_\nu (D_i,\gamma_i^{-},\gamma_i^{+}) }

檢查:

  • target configuration addressability;
  • bridge availability;
  • state migration legality;
  • invariant preservation;
  • authority;
  • resource reachability;
  • rollback path;
  • history receipt。

因此:

Configuration SwitchingUnvalidated Mode Flip.\boxed{ \text{Configuration Switching} \neq \text{Unvalidated Mode Flip}. }

24. Resource-aware routing

令 current resource state:

Qν.\mathcal Q_\nu.

對 route ζ\boldsymbol\zeta,resource cost 可以包含:

ComputeCost(ζ),\mathsf{ComputeCost}(\boldsymbol\zeta), CommCost(ζ),\mathsf{CommCost}(\boldsymbol\zeta), BridgeCost(ζ),\mathsf{BridgeCost}(\boldsymbol\zeta), ReconcileCost(ζ),\mathsf{ReconcileCost}(\boldsymbol\zeta), HistoryCost(ζ).\mathsf{HistoryCost}(\boldsymbol\zeta).

因此 global cost:

CG=Cexec+Ccomm+Cbridge+Creconcile+Cverify+Chistory.\boxed{ C_G = C_{\mathrm{exec}} + C_{\mathrm{comm}} + C_{\mathrm{bridge}} + C_{\mathrm{reconcile}} + C_{\mathrm{verify}} + C_{\mathrm{history}}. }

只把最快 local kernel 選出來,不保證 global runtime 最快。


25. Resource reachability 與 resource optimization 必須分離

如果 GPU memory 不足:

Reachν(A,ζGPU)=0.\mathsf{Reach}_\nu(A,\boldsymbol\zeta_{\mathrm{GPU}})=0.

這不是「GPU route 分數比較差」。

它是 route 不在 current reachable set。

因此:

UnavailableSuboptimal.\boxed{ \text{Unavailable} \neq \text{Suboptimal}. }

同理,authority failure 也不能被 performance score 抵消。


26. Asynchronous routing,但 Global 不等於 Global Barrier

不同 domain 可以具有不同 execution cadence:

Di:σi,D_i:\sigma_i, Dj:σj,D_j:\sigma_j,

且:

σiσj.\sigma_i \neq \sigma_j.

這裡 σ\sigma 是 scheduling / ordering metadata,不宣稱是 physical time。

因此:

Global Coherence⇏Global Synchronization.\boxed{ \text{Global Coherence} \not\Rightarrow \text{Global Synchronization}. }

Runtime 可以採:

  • strong barrier;
  • dependency-triggered execution;
  • bounded staleness;
  • causal ordering;
  • batch commit;
  • asynchronous local progress;
  • event-driven reconciliation。

Paper-04 將正式區分 World evolution、Runtime clock、Observer time、commit order 與 materialization/resolution semantics。


27. Observer-aware routing,但 Observer 不持有 World

Observer request 可以影響:

  • requested projection;
  • requested output format;
  • observer resolution;
  • query scope;
  • priority;
  • presentation materialization。

但:

ΔO⇏ΔW.\boxed{ \Delta O \not\Rightarrow \Delta W. }

如果 Observer 只發出:

Observe\mathsf{Observe}

或:

Materialize\mathsf{Materialize}

operation,Router 不得偷偷將其升格成:

ModifyState.\mathsf{ModifyState}.

因此:

Observer-sensitive RoutingObserver-owned World Evolution.\boxed{ \text{Observer-sensitive Routing} \neq \text{Observer-owned World Evolution}. }

28. AI-native Router 的正確位置

AI 可以作為 candidate generator、ranker、planner 或 explanation generator。

例如:

AIPlan:(ω,Wν,Ξν,Hν)K^ν.\mathsf{AIPlan} : (\boldsymbol\omega,W_\nu,\Xi_\nu,\mathcal H_{\le\nu}) \rightarrow \widehat{\mathcal K}_\nu.

但 AI output 只是 proposal。

正式流程:

AI ProposesRuntime ValidatesExecutor Produces ProposalWorld Commit Gate Decides.\boxed{ \text{AI Proposes} \rightarrow \text{Runtime Validates} \rightarrow \text{Executor Produces Proposal} \rightarrow \text{World Commit Gate Decides}. }

因此:

AI ConfidenceAuthorityAdmissibility Proof.\boxed{ \text{AI Confidence} \neq \text{Authority} \neq \text{Admissibility Proof}. }

AI 也不得自行修改:

F(v).\mathcal F^{(v)}.

29. Foundation revision 不屬 ordinary routing

若 operation type 為:

ModifyFoundation,\mathsf{ModifyFoundation},

則 ordinary Router 不應把它當一般 route 執行。

它必須轉交 explicit governance path:

ReviseFoundation:F(v)F(v+1).\boxed{ \mathsf{ReviseFoundation}: \mathcal F^{(v)} \rightarrow \mathcal F^{(v+1)}. }

最低要求:

  • explicit revision intent;
  • version bump;
  • migration specification;
  • compatibility analysis;
  • authority proof;
  • audit record;
  • rollback / fallback policy;
  • affected World-state classification。

因此:

Adaptive RuntimeSelf-Rewriting Foundation by Default.\boxed{ \text{Adaptive Runtime} \neq \text{Self-Rewriting Foundation by Default}. }

30. Route receipt

Paper-03 定義 route receipt 最小欄位:

RouteReceiptν=requestId,routeId,domains,configuration,executor,bridge,resource,gateResults,disposition,proposalRefs,commitStatus,cost,failure,parentRefs.\boxed{ \mathsf{RouteReceipt}_\nu = \left\langle \mathsf{requestId}, \mathsf{routeId}, \mathsf{domains}, \mathsf{configuration}, \mathsf{executor}, \mathsf{bridge}, \mathsf{resource}, \mathsf{gateResults}, \mathsf{disposition}, \mathsf{proposalRefs}, \mathsf{commitStatus}, \mathsf{cost}, \mathsf{failure}, \mathsf{parentRefs} \right\rangle. }

Paper-03 只要求 route provenance 足以 audit。

完整:

  • partial-order history;
  • causal edge;
  • replay semantics;
  • history quotient;
  • compression;
  • retention;
  • Foundation lineage;

由 Paper-06 處理。

因此本文不再用 RtR_t 同時表示 route、receipt 或 archive status。


31. Full Runtime pipeline

第二輪 canonical pipeline 可寫成:

1. Parse / Type Operation
2. Resolve World Boundary and Domain Scope
3. Enumerate Addressable Configurations
4. Construct Candidate Routes
5. Check Current Reachability
6. Check Admissibility
7. Check Authority
8. Validate Executor / Bridge Contracts
9. Select Route Policy
10. Schedule / Order
11. Execute Local Executors
12. Produce Local Proposals
13. Reconcile Cross-Domain Effects
14. Verify Global Invariants
15. Commit / Reject / Rollback
16. Emit Route / Commit Receipts
17. Project / Materialize for Observers

注意:implementation 可以對無副作用的 pure checks 重新排序以降低成本。

但語義上:

Optimization May Not Override a Failed Hard Gate.\boxed{ \text{Optimization May Not Override a Failed Hard Gate}. }

32. 最小形式演算法

Input:
    operation request omega
    requester A
    world state W_nu
    runtime state Xi_nu
    observer state O_nu
    foundation F^(v)
    constraints C_nu
    resource state Q_nu

D = ResolveDomain(omega, W_nu)
K_addr = EnumerateAddressableRoutes(omega, D, Gamma_nu)

K_safe = {}

for zeta in K_addr:
    if not Reachable(A, zeta, Xi_nu, Q_nu):
        continue
    if not Admissible(omega, zeta, W_nu, F^(v), C_nu):
        continue
    if not Authorized(A, omega, scope(omega)):
        continue
    if not ExecutorContractOK(zeta):
        continue
    if not BridgeOK(zeta):
        continue
    K_safe.add(zeta)

if K_safe is empty:
    return Defer / Refuse / Escalate / Idle

zeta_star = SelectByPolicy(K_safe)
proposals = ExecuteAsProposals(zeta_star)

candidate = Reconcile(W_nu, proposals, C_nu)

if candidate is undefined:
    EmitRejectReceipt()
    return Reject / Retry / Escalate

if Verify(candidate, W_nu, F^(v), C_nu) == PASS:
    W_(nu+1) = Commit(candidate)
    EmitCommitReceipt()
else:
    W_(nu+1) = W_nu
    RollbackOrDiscard(proposals)
    EmitRejectReceipt()

ProjectOrMaterialize(W_(nu+1), O_nu)

這個演算法不是唯一實作。

它只是最小 conformance skeleton。


33. Route policy 與 Foundation semantics 必須分離

Route policy:

Sν\mathcal S_\nu

可以改變:

  • priority;
  • heuristic;
  • learned model;
  • cost weights;
  • cache strategy;
  • placement;
  • retry policy。

但:

SνF(v).\boxed{ \mathcal S_\nu \neq \mathcal F^{(v)}. }

因此 policy tuning:

SνSν+1\mathcal S_\nu \rightarrow \mathcal S_{\nu+1}

不自動意味:

F(v)F(v+1).\mathcal F^{(v)} \rightarrow \mathcal F^{(v+1)}.

這一條對 AI-adaptive Runtime 特別重要。


34. Failure modes

34.1 Configuration thrashing

若 route 每個 commit 都切換 configuration:

γaγb\gamma_a \leftrightarrow \gamma_b

可能造成 bridge / warmup / cache cost 大於收益。

可用 hysteresis、minimum residency 或 switch penalty。


34.2 Bridge explosion

多種 representation 兩兩直接轉換,可能出現:

O(n2)O(n^2)

bridge family。

需要 canonical intermediate representation、bridge graph planning 或 domain-specific hubs。


34.3 Reconciliation bottleneck

Local executor 很快,但:

CreconcileCexec.C_{\mathrm{reconcile}} \gg C_{\mathrm{exec}}.

此時增加 local parallelism 可能無法增加 global throughput。


34.4 Authority confusion

把「executor 存在」誤當成「caller 有權使用」,會造成 ambient authority 或 privilege escalation。


34.5 Foundation leakage

Router、AI planner 或 optimizer 因 local failure 自行修改 invariants / Foundation,會破壞 GCM 的 version boundary。


34.6 Stale reachability

Registry 認為 resource 存在,但 device / service 已失效。

因此 reachability 必須能被重新驗證,而不是永久 cache。


34.7 Hidden history cost

Router 若每次 decision 都掃描完整:

H,\mathcal H,

即使 active task 很少,也可能產生不可接受的 hidden cost。

Paper-05、06 將處理 bounded active support 與 history representation。


34.8 Observer-triggered recomputation

單純 zoom / inspect / query 導致 World solver 重跑,是 observation / computation leakage。

Paper-04 將正式處理。


34.9 Policy score laundering

將 hard violation 變成 weighted penalty,例如:

J=latency+0.001×illegalPenalty,J = \text{latency} + 0.001\times\text{illegalPenalty},

可能讓 optimizer 選出「便宜但違法」route。

因此 hard gate 不應被一般 weighted objective 稀釋。


35. Canonical invariants for Paper-03

本文新增或強化以下 invariants。

I-03-01 Addressability Separation

Addressable⇏Reachable.\boxed{ \text{Addressable} \not\Rightarrow \text{Reachable}. }

I-03-02 Reachability / Authority Separation

Reach(A,o)⇏Auth(A,o).\boxed{ \mathsf{Reach}(A,o) \not\Rightarrow \mathsf{Auth}(A,o). } Auth(A,o)⇏Reach(A,o).\boxed{ \mathsf{Auth}(A,o) \not\Rightarrow \mathsf{Reach}(A,o). }

I-03-03 Hard-Gate Priority

¬PreExecOKNo Ordinary Execute.\boxed{ \neg\mathsf{PreExecOK} \Rightarrow \text{No Ordinary Execute}. }

I-03-04 Admissibility Before Optimization

Optimization operates only within legal candidate sets.\boxed{ \text{Optimization} \text{ operates only within legal candidate sets}. }

I-03-05 Proposal / Commit Separation

Executor OutputCanonical World Commit.\boxed{ \text{Executor Output} \neq \text{Canonical World Commit}. }

I-03-06 Local Success Is Insufficient

Local Success⇏Global Commit.\boxed{ \text{Local Success} \not\Rightarrow \text{Global Commit}. }

I-03-07 Authority Non-Escalation

AuthOutAuthInExplicitDelegation.\boxed{ \mathsf{AuthOut} \preceq \mathsf{AuthIn} \oplus \mathsf{ExplicitDelegation}. }

I-03-08 Foundation Constancy

Ordinary routing must preserve:

F(v)F(v).\boxed{ \mathcal F^{(v)} \rightarrow \mathcal F^{(v)}. }

I-03-09 Bridge Explicitness

若 representation 改變:

SpSq,S_p \rightarrow S_q,

則必須有 explicit bridge / proof obligation;不能只靠 implicit coercion。


I-03-10 Reachability Non-Monotonicity

ν2>ν1⇏Arun,ν1Arun,ν2.\boxed{ \nu_2>\nu_1 \not\Rightarrow \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_1} \subseteq \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu_2}. }

I-03-11 Globality Does Not Imply Barrier

Global Coherence⇏Global Barrier.\boxed{ \text{Global Coherence} \not\Rightarrow \text{Global Barrier}. }

I-03-12 Observer Safety

Observe⇏ModifyState.\boxed{ \mathsf{Observe} \not\Rightarrow \mathsf{ModifyState}. }

36. 形式命題

命題 A:Candidate Insufficiency

若:

ζKνaddr,\boldsymbol\zeta \in \mathcal K_\nu^{\mathrm{addr}},

不能推出:

ζKνsafe.\boldsymbol\zeta \in \mathcal K_\nu^{\mathrm{safe}}.

這是 Paper-02 與 Paper-03 的責任邊界。


命題 B:Can / May Independence

一般不存在:

Reach(A,o)Auth(A,o).\mathsf{Reach}(A,o) \Leftrightarrow \mathsf{Auth}(A,o).

因此任何將 capability matching 與 authorization 合併成單一布林的 Runtime,都可能喪失必要語義。


命題 C:Optimization Cannot Legalize

若:

Adm(ζ)=0,\mathsf{Adm}(\boldsymbol\zeta)=0,

則任何有限 objective improvement:

J(ζ)<J(ζ)J(\boldsymbol\zeta)<J(\boldsymbol\zeta')

都不能推出:

Adm(ζ)=1.\mathsf{Adm}(\boldsymbol\zeta)=1.

命題 D:Route Success Does Not Entail Commit

即使:

PreExecOK=1\mathsf{PreExecOK}=1

且 executor 正常完成,也可能:

CommitOK=0.\mathsf{CommitOK}=0.

命題 E:Configuration Switching Is a Controlled Operation

Γν(Di)Γν+1(Di)\Gamma_\nu(D_i) \neq \Gamma_{\nu+1}(D_i)

不代表 switching 可以跳過 bridge、authority、verification 與 receipt。


命題 F:Dynamic Reachability Can Contract

若 current resource/capability set 縮小:

Qν+1Qν,\mathcal Q_{\nu+1} \subset \mathcal Q_\nu,

則可能:

Arun,ν+1Arun,ν.\mathfrak A_{\mathrm{run},\nu+1} \subset \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu}.

所以 Runtime 不能假設 capability accumulation 永遠單調。


37. Reference Runtime 的最低模組

Paper-03 對未來 TW-02 建議至少以下模組:

Operation Type Registry
Domain Resolver
Configuration Registry
Executor Registry
Bridge Registry
Reachability Engine
Admissibility Validator
Authority Engine
Route Planner / Selector
Resource Manager
Scheduler
Proposal Collector
Reconciliation Engine
Global Verifier
Commit / Reject / Rollback Gate
Route Receipt Emitter

其中:

PlannerValidatorCommit Gate.\boxed{ \text{Planner} \neq \text{Validator} \neq \text{Commit Gate}. }

此分離對 AI-native Runtime 尤其重要。


38. 最小 API 契約

resolve_operation(request) -> typed_operation
resolve_domains(typed_operation, world_state) -> domain_set
enumerate_routes(operation, domain_set, registry) -> candidate_routes
check_reachability(agent, route, runtime_state, resources) -> result
check_admissibility(operation, route, foundation, constraints) -> result
check_authority(agent, operation, scope) -> result
validate_executor_contract(route) -> result
validate_bridge_contract(route) -> result
select_route(safe_routes, policy) -> route | disposition
execute_as_proposal(route, inputs) -> proposal_set
reconcile(world_state, proposal_set, constraints) -> candidate_state | conflict
verify(candidate_state, foundation, constraints) -> pass | fail
commit(candidate_state) -> new_world_state
rollback(proposal_set) -> rollback_result
emit_route_receipt(...) -> receipt_ref

這裡沒有要求 AI。

因此 deterministic MVP 完全可以實作 GCM。


39. 與 Paper-04 的邊界

Paper-03 使用:

  • scheduling relation;
  • local cadence;
  • compute resolution field;
  • materialization request;
  • Observer context。

但不在本文定義其完整 temporal / spatial semantics。

Paper-04 將處理:

ComputationObservationMaterialization,\text{Computation} \neq \text{Observation} \neq \text{Materialization},

以及:

World EvolutionRuntime ClockObserver TimeCommit Order.\text{World Evolution} \neq \text{Runtime Clock} \neq \text{Observer Time} \neq \text{Commit Order}.

因此本文避免把 σ\sigma 偷偷解讀為 physical time。


40. 與 Paper-05 的邊界

Paper-03 會查 resource reachability,但不完整處理:

  • active horizon;
  • dormant region;
  • bounded active support;
  • recursive expansion;
  • eviction / pinning;
  • resource envelope over unbounded Worlds。

這些由 Paper-05 處理。


41. 與 Paper-06 的邊界

Paper-03 會 emit route receipt,但不完整定義:

H.\mathcal H.

Paper-06 將處理:

  • noncommutative history;
  • typed receipt DAG;
  • causal / execution / commit edge;
  • replay;
  • rollback lineage;
  • history equivalence;
  • retention / compression。

因此:

Route ReceiptComplete History Theory.\boxed{ \text{Route Receipt} \neq \text{Complete History Theory}. }

42. MVP 實驗設計

Experiment A — Addressable but Unreachable

註冊 GPU route,但 runtime 移除 GPU。

預期:

Addr=1,Reach=0,\mathsf{Addr}=1, \qquad \mathsf{Reach}=0,

且不得 Execute。


Experiment B — Reachable but Unauthorized

executor 與 resource 都存在,但 caller 無 ModifyState authority。

預期:

Reach=1,Auth=0,\mathsf{Reach}=1, \qquad \mathsf{Auth}=0,

結果為 Refuse 或 Escalate。


Experiment C — Authorized but Unreachable

caller 有 authority,但 resource offline。

預期 Defer,而不是 authority failure。


Experiment D — Illegal Bridge

continuous state 要切到 discrete representation,但缺少合法 bridge contract。

預期 route 被拒於 execution 前。


Experiment E — Lossy Bridge

建立有界 ϵ\epsilon 的 bridge,測試不同 invariant tolerance 下 route 是否可接受。


Experiment F — Local Success / Global Reject

兩個 executor 各自成功,但 proposal write/write conflict。

預期:

LocalSuccess=1,\mathsf{LocalSuccess}=1,

但:

CommitOK=0.\mathsf{CommitOK}=0.

Experiment G — Dynamic Configuration Switch

Runtime 在 deterministic / stochastic 或 continuous / discrete configuration 間切換,檢查 switch receipt、bridge 與 rollback。


Experiment H — AI Proposal Rejected by Validator

AI Router 提出 latency 最低 route,但該 route authority 不足。

預期 deterministic validator 拒絕。


Experiment I — Reachability Contraction

運行中撤除 accelerator 或 remote service。

驗證:

Arun,ν+1Arun,ν.\mathfrak A_{\mathrm{run},\nu+1} \subset \mathfrak A_{\mathrm{run},\nu}.

Experiment J — No Global Barrier

不同 domain asynchronous execution,在 dependency / reconciliation boundary 才同步。

驗證 global coherence 不要求每步全域 barrier。


43. 評估指標

MVP 不應只測 throughput。

至少測:

RouteDecisionLatency,\mathsf{RouteDecisionLatency}, ExecutorUtilization,\mathsf{ExecutorUtilization}, BridgeCost,\mathsf{BridgeCost}, ReconcileCost,\mathsf{ReconcileCost}, VerificationCost,\mathsf{VerificationCost}, SwitchRate,\mathsf{SwitchRate}, RejectPrecision,\mathsf{RejectPrecision}, UnauthorizedExecutionCount,\mathsf{UnauthorizedExecutionCount}, RollbackSuccessRate,\mathsf{RollbackSuccessRate}, ReceiptOverhead.\mathsf{ReceiptOverhead}.

對 correctness-first reference implementation:

UnauthorizedExecutionCount=0\mathsf{UnauthorizedExecutionCount}=0

應比微小 throughput 增益更重要。


44. Open problems

  1. Reach\mathsf{Reach} 應採 binary predicate、confidence interval、proof object 還是 multi-valued state?
  2. 如何在 stale distributed resource registry 下安全計算 reachability?
  3. authority delegation 應如何形式化 expiry、revocation、scope narrowing 與 provenance?
  4. learned Router 如何提供可驗證 candidate rationale,而不把 confidence 當 proof?
  5. bridge accumulated error 如何跨多 domain 傳播?
  6. 多 bridge path 是否需要最短路、最低 loss、最低 risk 或 proof-carrying route?
  7. executor contract 如何描述 probabilistic failure 與 nondeterministic effects?
  8. global reconciliation 何時可以 incremental,而不必 scan 全 World?
  9. authority check 與 reachability check 在 distributed Runtime 中如何避免 TOCTOU race?
  10. configuration switch 的 state migration 如何建立 formal bisimulation / refinement obligation?
  11. asynchronous domains 的 stale proposal 何時仍可 commit?
  12. route cache 的 validity 如何跟 Foundation version、resource epoch 與 authority revision 綁定?
  13. speculative execution 可否在無 commit authority 下進行?其 side effects 如何隔離?
  14. external service executor 的 contract 要如何處理 unverifiable black-box behavior?
  15. representation bridge 是否需要 proof-carrying metadata?
  16. route disposition 中 Defer 與 Escalate 的 policy boundary 如何標準化?
  17. Foundation revision 是否需要獨立 multi-party governance?
  18. route receipt 應保存多少 policy internals 才兼顧 audit 與隱私?
  19. multi-agent Router 如何避免 authority laundering?
  20. GCM Conformance Suite 應要求哪些 minimum hard-gate tests?

45. 本文的研究貢獻

本文不把既有 scheduler、access control、contract verification 或 transaction 概念重新命名為新理論。

本文的貢獻集中在以下整合:

45.1 Route lifecycle typing

AddressableReachableAdmissibleAuthorizedExecutableReconciledCommittable.\boxed{ \text{Addressable} \rightarrow \text{Reachable} \rightarrow \text{Admissible} \rightarrow \text{Authorized} \rightarrow \text{Executable} \rightarrow \text{Reconciled} \rightarrow \text{Committable}. }

這是一組 semantic gates,不宣稱 implementation 必須照同一函式呼叫順序執行所有 pure checks。


45.2 Capability 與 authority 分離

Can ExecuteMay Execute.\boxed{ \text{Can Execute} \neq \text{May Execute}. }

這使 GCM 的 control plane 不只是 scheduler。


45.3 Configuration address 與 route legality 分離

Paper-02 的 finite configuration basis 可以保持開放且可尋址,而不承擔全部 correctness semantics。


45.4 Local execution 與 World commit 分離

Local ProposalCanonical World Mutation.\boxed{ \text{Local Proposal} \neq \text{Canonical World Mutation}. }

這把 heterogeneous execution、reconciliation、verification 與 rollback 放進同一 formal path。


45.5 Runtime reachability 的動態性

本文將「可達」從靜態 capability list 升級成 Runtime state-relative relation:

Reachν.\mathsf{Reach}_\nu.

45.6 Typed bridge contract

representation change 不能再以 implicit conversion 偷渡,必須具有 explicit legality、invariant、loss、failure 與 provenance semantics。


45.7 Foundation governance boundary

Router 可以自適應,但:

Adaptive Routing⇏Implicit Foundation Revision.\boxed{ \text{Adaptive Routing} \not\Rightarrow \text{Implicit Foundation Revision}. }

46. 從第一輪到第二輪的關鍵升級

第一輪可概括為:

Rt:(Di,Ti,Wt,Ct,Bt)(pi,i,λi,ri,τi).\mathcal R_t: (D_i,T_i,W_t,\mathcal C_t,\mathcal B_t) \mapsto (p_i,\ell_i,\lambda_i,r_i,\tau_i).

第二輪不直接延用此式,因為:

  • tt 不能混同 commit index 與 physical time;
  • λ\lambda 混合 resolution / materialization;
  • routing output 不應只是一組配置值;
  • authority 缺席;
  • reachability 缺席;
  • bridge contract 太弱;
  • executor output 與 commit 邊界不足;
  • Foundation version 未顯式。

第二輪因此改寫為 route relation:

Routeν(v):(A,ω,Wν,Ξν,Oν,F(v),Cν,Qν)(ζ,Disposition).\boxed{ \mathsf{Route}^{(v)}_\nu : (A,\boldsymbol\omega,W_\nu,\Xi_\nu,O_\nu, \mathcal F^{(v)},\mathcal C_\nu,\mathcal Q_\nu) \rightharpoonup (\boldsymbol\zeta,\mathsf{Disposition}). }

若 disposition 為 Execute,才進一步產生:

ζExecuteΔνReconcileW~ν+1VerifyCommit/Reject.\boldsymbol\zeta \xrightarrow{\mathsf{Execute}} \Delta_\nu \xrightarrow{\mathsf{Reconcile}} \widetilde W_{\nu+1} \xrightarrow{\mathsf{Verify}} \mathsf{Commit/Reject}.

因此 Dynamic Computational Routing 不再只是「挑一個 solver」。

它是:

A Typed Control Plane for Legally Composing Heterogeneous Computation.\boxed{ \text{A Typed Control Plane for Legally Composing Heterogeneous Computation}. }

47. 結論

Paper-02 讓 GCM 得到可尋址的 computational configuration space;Paper-03 則回答:

有了地址之後,Runtime 憑什麼走這條路?

答案不能只是一個 scheduler score。

真正的 route 必須同時面對:

Addressability,Reachability,Admissibility,Authority,Executor Contract,Bridge Contract,Resource State,Reconciliation,Verification,Commit.\boxed{ \text{Addressability}, \text{Reachability}, \text{Admissibility}, \text{Authority}, \text{Executor Contract}, \text{Bridge Contract}, \text{Resource State}, \text{Reconciliation}, \text{Verification}, \text{Commit}. }

因此:

SchedulingComputational RoutingGlobal Runtime Composition.\boxed{ \text{Scheduling} \subset \text{Computational Routing} \subset \text{Global Runtime Composition}. }

但更重要的是:

Routing SuccessWorld Commit Success.\boxed{ \text{Routing Success} \neq \text{World Commit Success}. }

GCM 的 Global Runtime 不是把不同計算方法混在一起就完成,而是要求異質 local computations 在指定 World boundary 中,經 explicit authority、contract、reconciliation 與 verification 後,才形成可追溯的 canonical commit。

這使下一篇 Paper-04 可以處理另一個長期被 Runtime 混寫的問題:

ComputationObservationMaterialization.\boxed{ \text{Computation} \neq \text{Observation} \neq \text{Materialization}. }

尤其當不同 domain、不同 observer、不同 resolution 與不同 clock 同時存在時,global computation 如何保持一致而不要求 full materialization 或 single global time。


參考文獻

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Canonical publication note

本文是 Global Computation Methodology Series 的正式 Paper-03 v0.2。本文中的 route / executor / bridge / authority semantics 應與 Series-00 v0.2、Paper-01 v0.2 與 Paper-02 v0.2 一致。後續若調整 route schema、authority types 或 bridge contracts,必須透過 explicit versioned specification 更新,不得以 ordinary Runtime policy change 偷偷修改 Foundation semantics。正式 source 必須保持 UTF-8 Markdown,數學只使用 $...$$$...$$ canonical delimiters。