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lm-003857 · 2026-09

計算不等於觀察 v0.2

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計算不等於觀察 v0.2

全域演化、局部物化、解析度相對計算與多時序投影

Computation Is Not Observation: Global Evolution, Local Materialization, Resolution-Relative Computation, and Multi-Order Projection

  • 系列:Global Computation Methodology Series
  • 文件編號:Paper-04
  • 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、Paper-03 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

Global Computation Methodology(GCM)第一輪已提出:

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

然而,若此命題只停留在「UI 不等於後端」的工程直覺,仍不足以支撐 heterogeneous Runtime。真正需要形式化的是:canonical World state、Runtime control state、Observer state、active compute support、materialized representation、projection output、compute resolution、observer resolution、physical scale、domain-local clock、Runtime scheduling order、commit order 與 history order,究竟如何彼此區分,又如何合法耦合。

本文將 Paper-01 的 state-plane separation 與 Paper-03 的 typed operation / route contract 向 read-side semantics 推進。本文令 WνW_\nu 表示指定 Foundation version 下第 ν\nu 個 canonical committed World-state presentation, Ξμ\Xi_\mu 表示 Runtime control state, OωO_\omega 表示 Observer state。純 observation transaction 可寫為:

(Wν,Ξμ,Oω)Observe(q)(Wν,Ξμ,Oω,Yq),\boxed{ (W_\nu,\Xi_\mu,O_\omega) \xrightarrow{\mathsf{Observe}(q)} (W_\nu,\Xi_{\mu'},O_{\omega'},Y_q), }

其中允許 projection cache、materialization cache、viewport、focus 或 observer-local metadata 改變,因此可以有:

ΔΞ0,ΔO0,\Delta\Xi\neq0, \qquad \Delta O\neq0,

但若 request 未被 explicit typed 為 World intervention,則必須保持:

ΔW=0.\boxed{ \Delta W=0. }

本文進一步將「未觀察」拆為 epistemically hidden、unmaterialized、resolution-compressed、access-restricted、stale、deferred 與 physically unobservable 等不同原因,指出 POMDP / partial-observation verification 所處理的 epistemic uncertainty,只是 GCM visibility semantics 的一個子類。本文同時區分 compute resolution ρC\rho^C 、observer resolution ρO\rho^O 、materialization Mat\mathsf{Mat} 與 domain-specific spacetime scale λST\lambda^{ST}

ρCρOMatλST.\boxed{ \rho^C \neq \rho^O \neq \mathsf{Mat} \neq \lambda^{ST}. }

Resolution 不被假定為單一線性 scalar;本文以 typed preorder 表示不同 representation / fidelity requirement 的 refinement 關係。這使 high-fidelity hidden computation 與 coarse observation、high-resolution observation 與 cached / reconstructed representation、以及 domain-relative adaptive computation可以並存,而不必複製 canonical World。

本文亦將第一輪使用的單一 tt 拆解。GCM 不把 commit index ν\nu 、Runtime scheduling relation σ\sigma 、World/domain clock τW\tau^W 、Observer timestamp τO\tau^O 、presentation freshness 與 history partial order H\prec_H 偷換成同一個「時間」。因此:

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

且:

World EvolutionRuntime SchedulingObservation TimeCommit OrderHistory Order.\boxed{ \text{World Evolution} \neq \text{Runtime Scheduling} \neq \text{Observation Time} \neq \text{Commit Order} \neq \text{History Order}. }

本文對 POMDP / partial observability、materialized views、adaptive mesh refinement、variable / multi-resolution modeling、computational steering 與 FMI clocked/scheduled execution 做公平定位。GCM 不宣稱發明 partial observation、adaptive resolution、materialization 或 multi-clock execution;本文的研究主張是將它們放入同一個 World-relative Runtime semantics 中,並建立 read-side projection、representation realization 與 World mutation 之間的 typed boundary。


關鍵詞

Global Computation Methodology;observation;materialization;projection;partial observability;compute resolution;observer resolution;multi-resolution modeling;adaptive resolution;World state;Runtime state;Observer state;multi-clock;commit order;read-side semantics


1. 問題設定:看見世界,不等於世界因為被看見才存在

對小型互動程式而言,工程流程常被簡化為:

state
  ↓
render
  ↓
user sees state

在這種情況下,「rendered state」與「system state」可能短暫看起來幾乎等價。

但對下列系統,這種等價會迅速失效:

  • heterogeneous simulation;
  • recursive World;
  • large graph / database Runtime;
  • AI-native multi-agent systems;
  • distributed simulation;
  • multi-resolution numerical computation;
  • digital twins;
  • event-sourced systems;
  • multi-user virtual worlds;
  • partially materialized knowledge systems。

更合理的流程通常接近:

World / committed state
        ↓
heterogeneous evolution
        ↓
reconcile / verify / commit
        ↓
Runtime representation support
        ↓
projection / filtering / aggregation
        ↓
materialized presentation
        ↓
Observer

如果把最後幾層誤認成 World 本身,就會出現一組常見錯誤:

  1. 切換 viewport 被當成 World transition;
  2. zoom in 被當成「創造」細節;
  3. zoom out 被當成「刪除」細節;
  4. hidden state 因沒有 render 而停止 canonical evolution;
  5. cache eviction 被當成 entity deletion;
  6. 同一 World 被不同 Observer 重複複製;
  7. UI frame rate 反過來決定 World ontology;
  8. presentation timestamp 被錯當 physical time;
  9. stale projection 被錯當 current World;
  10. query / observation request 被偷偷升格成 state mutation。

本文因此不只主張「前端與後端分離」,而是建立一組 typed semantic layers。


2. 本文不主張什麼

為避免過度延伸,先固定邊界。

本文不主張:

  1. 所有 World 都具有低成本精確 projection;
  2. partial observation 可以無損還原 hidden state;
  3. coarse representation 一定可以從 fine representation 唯一導出;
  4. fine representation 一定比 coarse representation「更真」;
  5. 所有 resolution 都能排成單一線性尺度;
  6. 所有未 materialize 的細節都已經以 full microstate 形式存在;
  7. Observer 永遠不能影響 World;
  8. computational steering 不存在合法的觀察—介入閉環;
  9. Global Computation 需要 global clock;
  10. Domain 必然是 physical spatial region;
  11. materialized view、AMR、POMDP、MRM 或 scheduled execution 是 GCM 首創;
  12. GCM 的「Observer」等同控制理論中的 state observer / estimator。

GCM 的主張更窄:

對 World、Runtime、Observer、representation 與 ordering semantics 進行 typed separation,並要求跨層作用必須 explicit。


3. 既有研究與 GCM 的位置

3.1 Partial observability 與 POMDP

POMDP 長期研究 agent 在不能完整取得 environment state 時的決策問題。Kaelbling、Littman 與 Cassandra 系統化描述 stochastic partially observable domains;後續研究亦處理 belief state、verification、controller synthesis 與 dense-time partially observable probabilistic systems。

GCM 接受其核心事實:

ObservationUnderlying State.\text{Observation} \neq \text{Underlying State}.

但 GCM 不把所有「看不到」都解釋成 epistemic uncertainty。

一個 domain 可能不可見,只因:

  • 沒有 materialize;
  • 解析度被壓縮;
  • access policy 禁止;
  • view intentionally filters;
  • Runtime 延遲;
  • bandwidth budget;
  • representation 尚未建立;
  • physically unsensed;
  • epistemically unknown。

因此 partial observability 是本文的重要 prior art,但不是 visibility-cause taxonomy 的全部。

3.2 Programming under partial observability

Atkinson 與 Carbin 的 belief programming 將 partial observations、environment model 與 belief-state reasoning 帶入 programming methodology,並建立 Epistemic Hoare Logic。

GCM 與此方向交集在於:Runtime 應知道 observation 與 hidden state 的語義差異。

差異在於,本文更關注:

hidden because unknownhidden because unmaterialized / filtered / stale.\text{hidden because unknown} \neq \text{hidden because unmaterialized / filtered / stale}.

3.3 Materialized views

Database research 已長期研究 materialized view selection、maintenance、refresh、incremental recomputation 與 eviction。Gupta 與 Mumick 的經典 survey 已建立 materialized-view maintenance 的完整問題分類;後續甚至以 machine learning / reinforcement learning 選擇 opportunistic materialization。

GCM 借用的是一般工程洞見:

derived representation 可以被持久化,也可以不被持久化;是否持久化不等於 base state 是否存在。

但 GCM 的 materialization 範圍更廣,可包含 scene representation、cached graph expansion、compiled local structure、projection artifact 或 interactive view,不只 relational database view。

3.4 Adaptive mesh refinement

Berger 與 Oliger 的 adaptive mesh refinement 已證明高解析度 numerical support 不必均勻覆蓋整個 computational domain;refinement 可以依 local error dynamically activate / remove,且可形成遞歸細化結構。

本文不把 adaptive computation 當新事物,而是抽象其結構性教訓:

High Resolution Somewhere⇏High Resolution Everywhere.\boxed{ \text{High Resolution Somewhere} \not\Rightarrow \text{High Resolution Everywhere}. }

3.5 Variable / multi-resolution modeling

Davis、Bigelow、Zeigler 等人的 variable / multi-resolution modeling 研究長期處理同一問題的不同 resolution models、integrated model families、cross-resolution consistency 與 model validity。近期 review 仍將 multiple-resolution modeling 視為 distributed simulation 的重要問題。

GCM 因此不宣稱「同一 World 可以有多解析度 representation」是新發現。本文的新增義務是把 compute resolution、observer resolution、materialization 與 physical scale 分離,並將其接回 World / Runtime / Observer typed states。

3.6 Computational steering

Computational steering 已研究 simulation、visualization 與 user intervention 的互動閉環。這正好證明「觀察介面」可以合法地包含 control action。

GCM 的要求不是禁止 steering,而是:

ObserveIntervene.\boxed{ \mathsf{Observe} \neq \mathsf{Intervene}. }

同一 UI 可以同時提供兩者,但 operation type、authority、effects、verification 與 commit path 必須分開。

3.7 Multi-clock / scheduled execution

FMI 3.0.2 已正式提供 Clocks、model partitions 與 Scheduled Execution,使 external scheduler 可以控制 partition activation;不同 clocks 可以表達不同 event / time semantics。

因此 GCM 不把「異質 clock domain」視為首創。本文只要求:不要把 Runtime scheduling order、World-model time、Observer presentation time 與 commit index 壓成同一個未型別化 tt


4. Canonical state planes

承接 Paper-01,GCM 第二輪固定:

W=World primitive,\mathbf W = \text{World primitive}, Wν=canonical committed executable World-state presentation,W_\nu = \text{canonical committed executable World-state presentation}, Ξμ=Runtime control state,\Xi_\mu = \text{Runtime control state}, Oω=Observer state,O_\omega = \text{Observer state}, F(v)=Foundation version.\mathcal F^{(v)} = \text{Foundation version}.

注意這裡故意使用三種 index:

  • ν\nu:World commit / version index;
  • μ\mu:Runtime-control revision index;
  • ω\omega:Observer-state revision index。

它們不宣稱同步,也不宣稱是 physical time。

因此:

νμωas typed roles.\boxed{ \nu \neq \mu \neq \omega \quad\text{as typed roles}. }

數值上偶爾相等沒有語義意義。


5. Read-side observation transaction

令 observation request 為:

q=A,Sq,ProjReq,ρqO,Modality,FreshReq,EvidenceReq,q = \left\langle A, S_q, \mathsf{ProjReq}, \rho_q^O, \mathsf{Modality}, \mathsf{FreshReq}, \mathsf{EvidenceReq} \right\rangle,

其中:

  • AA:requesting observer / agent;
  • SqS_q:requested scope;
  • ProjReq\mathsf{ProjReq}:projection contract;
  • ρqO\rho_q^O:observer-side resolution request;
  • Modality\mathsf{Modality}:text / graph / image / numerical / symbolic / other representation mode;
  • FreshReq\mathsf{FreshReq}:freshness requirement;
  • EvidenceReq\mathsf{EvidenceReq}:provenance / approximation metadata requirement。

純 observation transaction 定義為:

(Wν,Ξμ,Oω)Observe(q)(Wν,Ξμ,Oω,Yq).\boxed{ (W_\nu,\Xi_\mu,O_\omega) \xrightarrow{\mathsf{Observe}(q)} (W_\nu,\Xi_{\mu'},O_{\omega'},Y_q). }

其核心 invariant:

ΔW=0.\boxed{ \Delta W=0. }

但允許:

ΔΞ0,\Delta\Xi\neq0,

例如建立 cache、materialized view、index 或 projection artifact;也允許:

ΔO0,\Delta O\neq0,

例如改變 focus、viewport、selected layer 或 observer-local query context。

這是本文最重要的形式分離之一。


6. Observer operation 與 World operation

Observer-side operation:

UO:OωOω.\mathsf U_O: O_\omega \rightarrow O_{\omega'}.

例子包括:

  • zoom;
  • pan;
  • focus;
  • filter;
  • layer toggle;
  • sort;
  • change projection modality;
  • change history window;
  • request finer presentation;
  • change local annotation。

World operation 則必須走 Paper-03 的 typed route / commit path:

UW:WνWν+1.\mathsf U_W: W_\nu \rightsquigarrow W_{\nu+1}.

注意這裡使用 \rightsquigarrow,因為 local operation 本身仍只是 proposal;真正 Wν+1W_{\nu+1} 必須經 reconciliation、verification 與 commit。

因此:

UOUW.\boxed{ \mathsf U_O \neq \mathsf U_W. }

同一個按鈕、gesture、API call 或自然語言 request 可以被 UI 接收,但 Runtime 必須先判斷 operation type。


7. Observation 可以觸發 Runtime work,但不能因此偷改 World

重要邊界不是「觀察絕不能導致任何計算」。

一個 observation request 可能需要:

  • query planning;
  • decompression;
  • index lookup;
  • local representation conversion;
  • cache fill;
  • lazy materialization;
  • projection computation;
  • aggregation;
  • rendering;
  • permission check;
  • provenance lookup。

所以:

Observe⇏Zero Runtime Work.\boxed{ \mathsf{Observe} \not\Rightarrow \text{Zero Runtime Work}. }

真正的約束是:

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

若觀察要求的 representation 不存在,Runtime 可以建立 representation support;但若建立它必須改變 canonical World semantics,就必須轉成 explicit World operation,而不能留在 read-side transaction 中。


8. Projection 的語義

定義 semantic projection family:

Π(v)={Πk(v)}k.\Pi^{(v)} = \{\Pi_k^{(v)}\}_k.

對 observation request qq

Zq=Πq(v)(Wν,Oω).Z_q = \Pi_q^{(v)}(W_\nu,O_\omega).

ZqZ_q 是 semantic projected content;它不必已經被 physical / visual / cached representation 實現。

最終 presentation 可以寫成:

Yq=Realize(Zq,Ξμ,MatPolicy,ρqO).Y_q = \mathsf{Realize} \left( Z_q, \Xi_{\mu'}, \mathsf{MatPolicy}, \rho_q^O \right).

因此本文將:

Projection SemanticsRepresentation Realization.\boxed{ \text{Projection Semantics} \neq \text{Representation Realization}. }

這個分界可避免「算出該看到什麼」與「建立讓 Observer 看到的 artifact」混成同一件事。


9. Projection 通常不是 injective

對兩個不同 canonical states:

WaWb,W_a \neq W_b,

完全可能:

Πq(Wa)=Πq(Wb).\Pi_q(W_a) = \Pi_q(W_b).

因此:

Yq(Wa)=Yq(Wb)⇏Wa=Wb.\boxed{ Y_q(W_a)=Y_q(W_b) \not\Rightarrow W_a=W_b. }

這可由:

  • hidden transition;
  • filtered field;
  • sub-resolution dynamics;
  • invariant-preserving movement;
  • equal aggregate;
  • stale view;
  • information loss;
  • observer scope;
  • identical endpoint but different history;

造成。

所以:

Observed Endpoint Equality⇏No Computation.\boxed{ \text{Observed Endpoint Equality} \not\Rightarrow \text{No Computation}. }

這亦為 Paper-06 的 history semantics 留下必要接口。


10. 「未觀察」需要 reason typing

令 visibility reason 為:

VisReason(x,q)Vreason.\mathsf{VisReason}(x,q) \in \mathcal V_{\mathrm{reason}}.

至少可區分:

Vreason{EpistemicHidden,Unmaterialized,ResolutionCompressed,AccessRestricted,Filtered,Deferred,Stale,PhysicallyUnobservable}.\mathcal V_{\mathrm{reason}} \supseteq \{ \mathsf{EpistemicHidden}, \mathsf{Unmaterialized}, \mathsf{ResolutionCompressed}, \mathsf{AccessRestricted}, \mathsf{Filtered}, \mathsf{Deferred}, \mathsf{Stale}, \mathsf{PhysicallyUnobservable} \}.

這建立:

UnobservedUnknownNonexistent.\boxed{ \text{Unobserved} \neq \text{Unknown} \neq \text{Nonexistent}. }

其中 AccessRestricted 的權限判定由 Paper-03 authority model 負責;Paper-04 只要求 observation receipt 不應把 denial、absence 與 epistemic ignorance 混為同一狀態。


11. Materialization 的 GCM 定義

本文將 materialization 定義為:

將某個 semantic object / projection / computationally required structure,實現為目前 Runtime 可直接使用或 presentation pipeline 可直接消費的 representation support。

記:

Matμ(x,ρ,c)\mathsf{Mat}_\mu(x,\rho,c)

表示在 Runtime revision μ\mu,object xx 於 resolution / contract context (ρ,c)(\rho,c) 下存在某種 materialized realization。

這不是說 materialization 等於 persistent storage;它可以是:

  • in-memory cache;
  • GPU buffer;
  • expanded graph neighborhood;
  • AST;
  • rendered scene node;
  • materialized database view;
  • compiled kernel representation;
  • temporary local mesh;
  • serialized projection artifact。

12. Materialization 不等於 existence

若 object xx 在 canonical state / dependency structure 中具有合法 semantic existence:

xWν,x\sqsubseteq W_\nu,

不能因:

¬Matμ(x,ρ,c)\neg\mathsf{Mat}_\mu(x,\rho,c)

就推出:

¬(xWν).\neg(x\sqsubseteq W_\nu).

因此:

¬Mat(x)⇏¬x.\boxed{ \neg\mathsf{Mat}(x) \not\Rightarrow \neg x. }

反過來,一個 materialized artifact 也不一定就是 current canonical state;它可能是:

  • stale;
  • approximate;
  • speculative;
  • observer-specific;
  • derived;
  • cached from older World version。

所以:

Mat(x)⇏Canonical(x).\boxed{ \mathsf{Mat}(x) \not\Rightarrow \mathsf{Canonical}(x). }

13. Materialization 不等於 computation start

第一輪核心命題保留並升級:

MaterializationComputation Start.\boxed{ \text{Materialization} \neq \text{Computation Start}. }

一個尚未以 fine representation materialize 的 domain,仍可能透過:

  • aggregate state;
  • sufficient statistic;
  • low-resolution model;
  • checkpoint;
  • seed;
  • scheduled event;
  • dependency edge;
  • compressed latent state;
  • transition summary;
  • symbolic constraint;

參與 canonical computation。

因此:

Global DependencyFull Materialization.\boxed{ \text{Global Dependency} \neq \text{Full Materialization}. }

Paper-05 將進一步處理 dormant / active support lifecycle;本文只建立語義分界。


14. Active compute support、materialized representation 與 Observer output

令:

Actμ=active compute support,\mathsf{Act}_\mu = \text{active compute support}, Matμ=materialized representation support,\mathsf{Mat}_\mu = \text{materialized representation support}, Yq=Observer presentation.Y_q = \text{Observer presentation}.

三者可以部分重疊,但不等價:

ActμMatμYq.\boxed{ \mathsf{Act}_\mu \neq \mathsf{Mat}_\mu \neq Y_q. }

例子:

  1. hidden high-fidelity solver 正在 active compute,但沒有 UI materialization;
  2. cached scene 已 materialize,但 underlying solver 暫時 dormant;
  3. Observer 只看到 aggregate chart,雖然 fine simulation 正在 active;
  4. Observer 看到 stale cached representation,而 canonical World 已前進。

這是 04 與 05 的核心接口。


15. Compute resolution 與 Observer resolution

第二輪 canonical namespace 固定:

ρC=compute resolution,\rho^C = \text{compute resolution}, ρO=observer / projection resolution.\rho^O = \text{observer / projection resolution}.

對 domain family Dν\mathcal D_\nu,可定義:

ρνC:DνRC,\rho_\nu^C: \mathcal D_\nu \rightarrow \mathcal R_C,

以及對 Observer state:

ρωO:DνRO.\rho_\omega^O: \mathcal D_\nu \rightharpoonup \mathcal R_O.

一般情況:

ρCρO.\boxed{ \rho^C \neq \rho^O. }

例如:

  • high-fidelity compute + coarse dashboard;
  • coarse predictive model + high-resolution visualization of interpolated data;
  • local fine compute + global coarse projection;
  • multi-resolution compute + single summary view。

16. Resolution 不應預設為單一 scalar

第一輪用 λ\lambda 直觀表示 resolution,但第二輪不再假定所有 resolution 都能排成:

0<λ1<λ2<.0<\lambda_1<\lambda_2<\cdots.

更一般地,令:

(RC,C)(\mathcal R_C,\preceq_C)

與:

(RO,O)(\mathcal R_O,\preceq_O)

為 typed resolution preorders。

ρaρb\rho_a\preceq\rho_b 可依 contract 表示「 ρb\rho_b 至少在指定 fidelity dimensions 上不比 ρa\rho_a 粗」。

但若兩個 resolution profiles 強調不同維度,它們可以不可比較:

ρaρb.\rho_a \parallel \rho_b.

例如一個 representation 具有高 temporal resolution 但低 spatial resolution,另一個相反。

因此:

ResolutionOne Universal Scalar.\boxed{ \text{Resolution} \neq \text{One Universal Scalar}. }

17. Resolution refinement 不等於 World mutation

Observer zoom:

ρωOρωO\rho^O_\omega \rightarrow \rho^O_{\omega'}

可以同時保持:

Wν=Wν.\boxed{ W_\nu=W_\nu. }

Compute refinement:

ρνC(Di)ρνC(Di)\rho^C_\nu(D_i) \rightarrow \rho^{C\prime}_\nu(D_i)

亦不必改變 World primitive W\mathbf W ;它可能只改變 Runtime 如何近似、求解或 representation-bind 同一 World semantics。

若 refinement 會改變 canonical World interpretation,則它不再是 ordinary compute-resolution tuning,而必須提升到 rule / Foundation revision。

所以:

Resolution Change⇏Ontology Change.\boxed{ \text{Resolution Change} \not\Rightarrow \text{Ontology Change}. }

18. Physical / spacetime scale 不是 GCM resolution

對具有 physical spacetime binding 的 World,可另外定義:

λST=physical / spacetime scale.\lambda^{ST} = \text{physical / spacetime scale}.

但:

ρCρOMatλST.\boxed{ \rho^C \neq \rho^O \neq \mathsf{Mat} \neq \lambda^{ST}. }

例如將 simulation mesh 細化:

ΔρC0\Delta\rho^C\neq0

不代表真實物理尺度本身改變:

ΔλST=0.\Delta\lambda^{ST}=0.

同理,Observer zoom 也不代表 physical spacetime 被縮放。

這條分界對任何將 GCM 用於物理模擬、數位孿生或時空研究的 implementation 都是必要的。


19. Domain 不等於 physical space

承接 Series-00:

DiDD_i\in\mathcal D

是 typed computational / semantic / operational scope。

因此:

Di⇏UiMST.\boxed{ D_i \not\Rightarrow U_i\subseteq\mathcal M_{ST}. }

Domain 可以是:

  • database shard;
  • agent subsystem;
  • graph neighborhood;
  • compiler component;
  • task scope;
  • semantic region;
  • numerical spatial patch;
  • physical region。

只有當 World ontology 明確提供 spacetime binding,才定義:

βiST:DiUi.\beta_i^{ST}: D_i \rightharpoonup U_i.

因此 DGW geometry 是一種 executable realization,不是 GCM 的 necessary ontology。


20. Multi-resolution World 不等於多份 World

若同一 canonical World state 具有多個 representation levels:

R(1)(Wν),R(2)(Wν),,R(k)(Wν),R^{(1)}(W_\nu), R^{(2)}(W_\nu), \ldots, R^{(k)}(W_\nu),

不需要推出存在:

Wν(1),Wν(2),,Wν(k)W_\nu^{(1)}, W_\nu^{(2)}, \ldots, W_\nu^{(k)}

作為彼此獨立的 canonical Worlds。

因此:

Multiple Representations⇏Multiple Canonical Worlds.\boxed{ \text{Multiple Representations} \not\Rightarrow \text{Multiple Canonical Worlds}. }

當然,某些 application 可能真的維護 multiple hypotheses / branches / replicas;但那是另外的 World-state semantics,不應由 resolution 自動推出。


21. Cross-resolution mapping 可能是 partial / lossy

令:

Liftab:RaRb,\mathsf{Lift}_{a\rightarrow b}: R_a \rightharpoonup R_b, Reduceba:RbRa.\mathsf{Reduce}_{b\rightarrow a}: R_b \rightharpoonup R_a.

一般不保證:

ReducebaLiftab=id.\mathsf{Reduce}_{b\rightarrow a} \circ \mathsf{Lift}_{a\rightarrow b} = \operatorname{id}.

也不保證 coarse representation 唯一決定 fine state。

因此 cross-resolution conversion 必須攜帶:

  • loss class;
  • approximation metadata;
  • valid scope;
  • invariant preservation;
  • provenance;
  • uncertainty / ambiguity。

Paper-03 的 typed representation bridge 提供一般 bridge contract;Paper-04 則限定 resolution-specific semantics。


22. Local Observation 不推出 Local-only Computation

若 Observer 只要求:

Sq=Di,S_q=D_i,

則:

Yq=Πq(Wν)Di.Y_q = \Pi_q(W_\nu)|_{D_i}.

但這不能推出:

ΦG=Φi.\Phi_G = \Phi_i.

DiD_i 的 observable state 可能依賴:

  • remote constraints;
  • hidden domains;
  • global normalization;
  • shared resources;
  • delayed causal chains;
  • cross-domain reconciliation;
  • history state;
  • global invariants。

因此第一輪 invariant 保留:

Local Observation⇏Local-only Computation.\boxed{ \text{Local Observation} \not\Rightarrow \text{Local-only Computation}. }

23. Observer-visible all 不等於 World-global

令:

VisibleAll(O,q)\mathsf{VisibleAll}(O,q)

表示 Observer 在其 view contract 中看見「全部」。

這仍不等於:

GlobalBW(x).\operatorname{Global}_{B_W}(x).

因為:

  • Observer scope 可能小於 World boundary;
  • view 可能 aggregate hidden structure;
  • inaccessible fields 可能不存在於 presentation;
  • materialized support 可能只覆蓋 selected representation;
  • Observer 自己甚至不知道被隱藏了什麼。

所以:

VisibleAllOGlobalBW.\boxed{ \mathsf{VisibleAll}_O \neq \operatorname{Global}_{B_W}. }

UI 的「show all」不是理論上的 Global Computation。


24. 多 Observer 是常態,不是例外

令:

Oω={O1,,Om}.\mathcal O_\omega = \{O_1,\ldots,O_m\}.

同一 WνW_\nu 可產生:

Yq1,Yq2,,Yqm,Y_{q_1}, Y_{q_2}, \ldots, Y_{q_m},

其中每個 Observer 可有不同:

  • scope;
  • access;
  • resolution;
  • freshness requirement;
  • modality;
  • focus;
  • history window;
  • approximation tolerance。

並且:

YqiYqjY_{q_i} \neq Y_{q_j}

仍然可以來自同一:

Wν.W_\nu.

因此 multi-user、human/AI co-observation、multi-agent monitoring 都不要求每個 Observer 擁有自己的 canonical World clone。


25. Observation request 與 authority

Observation 本身也可能有 authority requirement,例如:

Auth(A,Observe,Sq).\mathsf{Auth}(A,\mathsf{Observe},S_q).

但本文遵守 Paper-03:

Observation Authority⇏World Modification Authority.\boxed{ \text{Observation Authority} \not\Rightarrow \text{World Modification Authority}. }

同理:

Materialization Authority⇏Commit Authority.\text{Materialization Authority} \not\Rightarrow \text{Commit Authority}.

如果某 Observer 有權看 high-resolution projection,不代表它有權要求 canonical World 以更高 resolution 重新求解;若那個 request 需要 expensive compute 或 World-affecting intervention,必須另走 route contract。


26. Computational steering 的 typed 分解

一個合法的 steering loop 可以是:

ObserveInferProposeInterventionAuthorizeExecuteVerifyCommitObserve.\mathsf{Observe} \rightarrow \mathsf{Infer} \rightarrow \mathsf{ProposeIntervention} \rightarrow \mathsf{Authorize} \rightarrow \mathsf{Execute} \rightarrow \mathsf{Verify} \rightarrow \mathsf{Commit} \rightarrow \mathsf{Observe}.

這裡 observation 與 intervention 當然可以形成閉環,但它們不是同一 operation。

所以:

Observer Can Influence World⇏Observation Is World Mutation.\boxed{ \text{Observer Can Influence World} \not\Rightarrow \text{Observation Is World Mutation}. }

這一分界允許 interactive simulation、human-in-the-loop control、AI-assisted steering,同時保留 operation auditability。


27. 從單一 tt 退出:World evolution 與 Runtime ordering

第一輪常寫:

Wt+1=ΦG(Wt).W_{t+1}=\Phi_G(W_t).

第二輪保留其直觀 lineage,但 canonical writing 改為:

Wνproposal / reconcile / verify / commitWν+1.W_\nu \xRightarrow{\text{proposal / reconcile / verify / commit}} W_{\nu+1}.

ν\nu 是 commit/version index,而非預設 physical time。

對 domain DiD_i,若 World model 有自己的 clock / temporal coordinate,應另寫:

τiW.\tau_i^W.

Runtime scheduling 使用:

σi.\sigma_i.

Observer presentation 可有:

τjO.\tau_j^O.

history relation 由 Paper-06 定義:

H.\prec_H.

因此:

ν,τW,σ,τO,H are distinct typed temporal / ordering roles.\boxed{ \nu, \tau^W, \sigma, \tau^O, \prec_H \text{ are distinct typed temporal / ordering roles.} }

28. Global coherence 不需要 global clock

不同 domains 可以具有:

τiWτjW,\tau_i^W \neq \tau_j^W,

或:

σiσj.\sigma_i \neq \sigma_j.

只要跨-domain contracts、causal constraints、reconciliation 與 commit semantics 能維持指定 World boundary 的 coherence,就不要求 single global barrier。

因此:

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

也因此:

Shared World Boundary⇏Shared Clock Type.\boxed{ \text{Shared World Boundary} \not\Rightarrow \text{Shared Clock Type}. }

29. Scheduling order 不等於 physical time

若 Runtime 執行:

D1σD2,D_1 \prec_\sigma D_2,

只表示 scheduling relation / dependency order;它不自動推出:

τW(D1)<τW(D2).\tau^W(D_1)<\tau^W(D_2).

同樣,serialization order、priority order、batch order 都不能直接解釋成 physical causality。

因此:

Scheduling OrderPhysical Time Order.\boxed{ \text{Scheduling Order} \neq \text{Physical Time Order}. }

這對 distributed simulation、co-simulation、event-driven Runtime 與 replay 尤其重要。


30. Observer time 也不是 World time

Observer receipt 可能具有:

  • request time;
  • projection start;
  • projection completion;
  • display time;
  • based-on World version;
  • source model time;
  • freshness window。

例如一個 view 在 wall-clock 12:00 顯示的,可能是:

Wν3W_{\nu-3}

的 projection。

所以:

τOτWν.\boxed{ \tau^O \neq \tau^W \neq \nu. }

沒有 typed timestamp,就無法可靠判斷「我現在看到的是什麼時候的世界」。


31. Projection freshness

定義 projection freshness metadata:

Fresh(Yq)=νbase,νhead,lag,status.\mathsf{Fresh}(Y_q) = \left\langle \nu_{\mathrm{base}}, \nu_{\mathrm{head}}, \mathsf{lag}, \mathsf{status} \right\rangle.

其中:

status{Fresh,Stale,Approximate,Speculative,Partial}.\mathsf{status} \in \{ \mathsf{Fresh}, \mathsf{Stale}, \mathsf{Approximate}, \mathsf{Speculative}, \mathsf{Partial} \}.

注意:

Approximate\mathsf{Approximate}

與:

Stale\mathsf{Stale}

不是同一件事。

一個 projection 可以是 current-but-approximate,也可以是 exact-but-stale。


32. Observation receipt

每個可審計 observation 可產生:

RO=ObserverID,νbase,μ,ω,Sq,ρO,ProjectionID,MatSupport,VisibilityReason,Freshness,Approximation,EvidenceRef.\mathfrak R_O = \left\langle \mathsf{ObserverID}, \nu_{\mathrm{base}}, \mu, \omega, S_q, \rho^O, \mathsf{ProjectionID}, \mathsf{MatSupport}, \mathsf{VisibilityReason}, \mathsf{Freshness}, \mathsf{Approximation}, \mathsf{EvidenceRef} \right\rangle.

這回答:

「這個 Observer 到底看到了哪個 World version、用什麼 resolution、哪些欄位被壓縮或遮蔽、這個 view 是否 stale?」

但 observation receipt 仍不等於 full World history。

Paper-06 會把它掛入更完整的 provenance / history graph。


33. Projection cost

令:

CΠ(q,Wν,Ξμ)C_\Pi(q,W_\nu,\Xi_\mu)

表示 observation / projection cost。

本文不宣稱所有 World 都能做到低成本 projection,但提出工程設計目標:

CΠ should primarily scale with required visible / derived support, not total dormant World size, when contracts permit.\boxed{ C_\Pi \text{ should primarily scale with required visible / derived support, not total dormant World size, when contracts permit.} }

更具體地,可要求在特定 class 中存在:

CΠf(Sq,MatNeed(q),Cbridge,Caggregate,Δfresh),C_\Pi \le f \left( |S_q|, |\mathsf{MatNeed}(q)|, C_{\mathrm{bridge}}, C_{\mathrm{aggregate}}, \Delta_{\mathrm{fresh}} \right),

而不是必然:

CΠW.C_\Pi \propto |W|.

是否能成立取決於 World representation、index、summary、cache、dependency structure 與 Paper-05 的 active-support policy。


34. Projection boundedness 不是免費得到的

語義分離正確,不代表 implementation 自動有效率。

一個 Runtime 完全可能形式上正確地維持 WνW_\nuYqY_q 分離,卻仍每次 observation 都:

  • traverse entire recursive World;
  • rebuild full scene graph;
  • expand all ancestors;
  • recompute all hidden summaries;
  • serialize everything。

因此:

Semantic Separation⇏Bounded Projection Cost.\boxed{ \text{Semantic Separation} \not\Rightarrow \text{Bounded Projection Cost}. }

這與 Series-00 的:

Bounded Active SemanticsBounded Runtime Cost\text{Bounded Active Semantics} \neq \text{Bounded Runtime Cost}

一致。


35. Observer-driven materialization policy

Materialization 可以被 Observer demand 影響:

MatPolicy=f(q,ρO,FreshReq,Cost,PredictedReuse,SafetyCriticality).\mathsf{MatPolicy} = f \left( q, \rho^O, \mathsf{FreshReq}, \mathsf{Cost}, \mathsf{PredictedReuse}, \mathsf{SafetyCriticality} \right).

但:

Observer Demand⇏Unbounded Materialization Obligation.\boxed{ \text{Observer Demand} \not\Rightarrow \text{Unbounded Materialization Obligation}. }

Runtime 可以:

  • refuse;
  • defer;
  • return coarse view;
  • return stale-but-marked cache;
  • ask for authority / budget escalation;
  • schedule background-safe representation work;
  • return partial result。

這裡的 disposition 與 Paper-03 route semantics 一致。


36. Compute-resolution adaptation 可以 Observer-aware,但不能 Observer-owned

Observer demand 可以成為 compute-resolution adaptation 的一個輸入,例如:

ρC=f(ρC,q,error,resource,dependency).\rho^{C\prime} = f \left( \rho^C, q, \mathsf{error}, \mathsf{resource}, \mathsf{dependency} \right).

qq 不是唯一因子,也不自動擁有 authority。

因此:

Observer-aware Compute AdaptationObserver-owned Compute Semantics.\boxed{ \text{Observer-aware Compute Adaptation} \neq \text{Observer-owned Compute Semantics}. }

AMR 的 refinement criterion 可以是 local error;database materialization 可以依 query workload;AI Runtime 可以依 predicted need。GCM 只要求這些 policy 與 World semantics 分層。


37. 「Compute Globally, Observe Selectively」的第二輪精確化

第一輪 slogan:

Compute Globally, Observe Selectively.\boxed{ \text{Compute Globally, Observe Selectively}. }

第二輪必須避免誤讀。

它不表示:

每個 domain、每個 microstate、每個 resolution 都永遠 full compute。

它表示:

指定 World boundary 的 dependency、constraints、cross-domain effects、commit semantics 與 provenance 由 global coherent Runtime 管理;Observer 只 materialize / project 其 contract 所需部分。

更精確地:

Globally Coherent Computation+Selective Observation+Selective Materialization.\boxed{ \text{Globally Coherent Computation} + \text{Selective Observation} + \text{Selective Materialization}. }

38. Hidden computation 與 visible stasis

若:

Yq(ν)=Yq(ν+1),Y_q(\nu)=Y_q(\nu+1),

仍可能有:

WνWν+1.W_\nu\neq W_{\nu+1}.

甚至可能:

Wν=Wν+1W_\nu=W_{\nu+1}

但 history 不同:

HνHν+1.\mathcal H_\nu\neq\mathcal H_{\nu+1}.

例如 reversible / canceling operation、loop、proposal-reject cycle 或 hidden transaction。

因此「畫面沒變」不是「沒有 computation」的證據。


39. Visible change 也不一定是 World change

反過來:

Yq(ω)Yq(ω)Y_q(\omega) \neq Y_q(\omega')

也不推出:

WνWν.W_\nu\neq W_{\nu'}.

因為可能只是:

  • zoom;
  • projection policy change;
  • color mapping;
  • sort order;
  • history window;
  • modality switch;
  • cache refresh;
  • new derived statistic;
  • different access view。

所以:

Visible Change⇏World Change.\boxed{ \text{Visible Change} \not\Rightarrow \text{World Change}. }

這是 Observer / World separation 的另一半。


40. Read-side consistency classes

對 observation request,可依需求選擇 consistency class:

ConsClass(q){ExactAtCommit,BoundedStale,EventuallyFresh,ApproximateCurrent,Speculative}.\mathsf{ConsClass}(q) \in \{ \mathsf{ExactAtCommit}, \mathsf{BoundedStale}, \mathsf{EventuallyFresh}, \mathsf{ApproximateCurrent}, \mathsf{Speculative} \}.

例如 safety-critical query 可能要求:

ExactAtCommit(ν),\mathsf{ExactAtCommit}(\nu),

而 dashboard 只要求 bounded staleness。

這些是 read-side contracts,不應被偷換成 World semantics。


41. Observation consistency 與 global commit consistency 不同

Paper-01 / 03 的 global commit consistency 決定:

哪些 proposals 可以成為 canonical Wν+1W_{\nu+1}

Paper-04 的 read-side consistency 決定:

Observer 看到的 projection 與哪個 committed / approximate / speculative state 有什麼關係?

因此:

Commit ConsistencyObservation Consistency.\boxed{ \text{Commit Consistency} \neq \text{Observation Consistency}. }

一個 World commit 可以完全合法,但 Observer view 暫時 stale;反之,一個 presentation 也可能看起來 internally consistent,卻不是 canonical committed state。


42. 最小 Projection Contract

本文建議 Reference Runtime 至少暴露:

CΠ=S,InputVersion,ProjectionSemantics,ρO,ConsistencyClass,ApproxBound,VisibilityPolicy,EvidencePolicy.\mathfrak C_\Pi = \left\langle S, \mathsf{InputVersion}, \mathsf{ProjectionSemantics}, \rho^O, \mathsf{ConsistencyClass}, \mathsf{ApproxBound}, \mathsf{VisibilityPolicy}, \mathsf{EvidencePolicy} \right\rangle.

這使 projection 不只是一個任意 UI callback,而是一個可驗證 contract。


43. 最小 Materialization Contract

最小 materialization contract:

CMat=x,RepresentationType,ρ,SourceVersion,Freshness,CostClass,Evictability,Provenance.\mathfrak C_{\mathsf{Mat}} = \left\langle x, \mathsf{RepresentationType}, \rho, \mathsf{SourceVersion}, \mathsf{Freshness}, \mathsf{CostClass}, \mathsf{Evictability}, \mathsf{Provenance} \right\rangle.

Paper-05 將擴充 lifecycle、pin / evict / recompute 與 active horizon;本文只要求 materialized artifact 知道自己「代表什麼、來自哪裡、現在還新不新」。


44. 最小 Observer API

Reference Runtime 可以提供概念 API:

observe(request) -> projection_receipt
materialize(request) -> materialization_receipt
refresh(view_id) -> projection_receipt
inspect_provenance(view_id) -> evidence
change_observer_state(observer_patch) -> observer_receipt
propose_intervention(operation) -> route_request

特別注意:

observe(...)

與:

propose_intervention(...)

不是同一 endpoint 的隱式 mode。


45. Paper-04 Canonical Invariants

I-04-01 Computation / Observation / Materialization Separation

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

I-04-02 Read-side World Constancy

若 operation 僅為 typed observation:

ΔW=0.\boxed{ \Delta W=0. }

I-04-03 Runtime Work Is Allowed

Observe⇏ΔΞ=0.\boxed{ \mathsf{Observe} \not\Rightarrow \Delta\Xi=0. }

I-04-04 Materialization / Existence Separation

¬Mat(x)⇏¬x.\boxed{ \neg\mathsf{Mat}(x) \not\Rightarrow \neg x. }

I-04-05 Materialization / Computation-Start Separation

MaterializationComputation Start.\boxed{ \text{Materialization} \neq \text{Computation Start}. }

I-04-06 Local Observation Insufficiency

Local Observation⇏Local-only Computation.\boxed{ \text{Local Observation} \not\Rightarrow \text{Local-only Computation}. }

I-04-07 Resolution Separation

ρCρOMatλST.\boxed{ \rho^C \neq \rho^O \neq \mathsf{Mat} \neq \lambda^{ST}. }

I-04-08 Resolution Is Typed

ResolutionOne Universal Scalar.\boxed{ \text{Resolution} \neq \text{One Universal Scalar}. }

I-04-09 Domain / Physical Space Separation

DomainPhysical Space.\boxed{ \text{Domain} \neq \text{Physical Space}. }

I-04-10 Global Coherence / Global Clock Separation

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

I-04-11 Temporal-role Separation

World EvolutionRuntime SchedulingObserver TimeCommit OrderHistory Order.\boxed{ \text{World Evolution} \neq \text{Runtime Scheduling} \neq \text{Observer Time} \neq \text{Commit Order} \neq \text{History Order}. }

I-04-12 Visible Equality Is Insufficient

Ya=Yb⇏Wa=Wb.\boxed{ Y_a=Y_b \not\Rightarrow W_a=W_b. }

I-04-13 Visible Change Is Insufficient

YaYb⇏WaWb.\boxed{ Y_a\neq Y_b \not\Rightarrow W_a\neq W_b. }

I-04-14 Observation Authority Is Non-Transitive to Mutation

Auth(A,Observe,S)⇏Auth(A,ModifyState,S).\boxed{ \mathsf{Auth}(A,\mathsf{Observe},S) \not\Rightarrow \mathsf{Auth}(A,\mathsf{ModifyState},S). }

I-04-15 Semantic Separation Does Not Guarantee Cheap Projection

Correct Projection Semantics⇏Bounded Projection Cost.\boxed{ \text{Correct Projection Semantics} \not\Rightarrow \text{Bounded Projection Cost}. }

46. 形式命題

命題 A:Pure Observation Non-Mutation

qq 被 type checker 判定為 pure observation,且所有 internal support operations 的 allowed effects 僅包含 Ξ\XiOO,則 successful observation transaction 不改變 canonical World state:

PureObs(q)Effects(q){Ξ,O}Wν=Wν.\mathsf{PureObs}(q) \land \mathsf{Effects}(q) \subseteq \{\Xi,O\} \Rightarrow W_{\nu'}=W_\nu.

命題 B:Projection Non-Injectivity

Πq\Pi_q 不是 injective,則存在:

WaWbW_a\neq W_b

而:

Πq(Wa)=Πq(Wb).\Pi_q(W_a)=\Pi_q(W_b).

故 observation equality 不足以證明 World equality。

命題 C:Resolution Independence

存在合法 Runtime,使:

ρC(Di)ρO(Di)\rho^C(D_i) \neq \rho^O(D_i)

而仍滿足 projection contract 與 World invariants。

命題 D:Materialization Independence

存在 object xx,使:

xWνx\sqsubseteq W_\nu

且:

¬Matμ(x,ρ,c).\neg\mathsf{Mat}_\mu(x,\rho,c).

因此 semantic existence 與 active materialization 可分離。

命題 E:Multi-clock Global Coherence

存在 domains Di,DjD_i,D_j,使:

τiWτjW,\tau_i^W\neq\tau_j^W,

且 Runtime 仍可透過 typed coupling / reconciliation / commit semantics 維持:

GlobalBW(Coherent).\operatorname{Global}_{B_W}(\mathsf{Coherent}).

命題 F:Observer-only Visual Change

存在:

OωOωO_\omega\neq O_{\omega'}

而:

Wν=Wν,W_\nu=W_\nu,

使:

YqYq.Y_q\neq Y_{q'}.

故 visible change 不足以推出 World change。


47. Reference Runtime MVP 實驗

Experiment A — Zoom Without World Mutation

固定 WνW_\nu,連續改變:

ρ1Oρ2Oρ3O.\rho^O_1 \rightarrow \rho^O_2 \rightarrow \rho^O_3.

要求:

ΔW=0.\Delta W=0.

允許 ΔO0\Delta O\neq0ΔΞ0\Delta\Xi\neq0

Experiment B — Two Observers, One World

同一 WνW_\nu 建立兩個不同 scope / resolution observers:

Yq1Yq2.Y_{q_1}\neq Y_{q_2}.

驗證沒有建立兩份 canonical World。

Experiment C — Hidden World Update

執行合法 World commit,使 hidden domain 改變,但固定 projection 無可見變化:

WνWν+1,W_\nu\neq W_{\nu+1}, Yq(ν)=Yq(ν+1).Y_q(\nu)=Y_q(\nu+1).

Experiment D — Materialize Without World Mutation

建立新的 representation cache:

ΔΞ0,\Delta\Xi\neq0,

同時:

ΔW=0.\Delta W=0.

Experiment E — Compute / Observe Resolution Mismatch

令:

ρCρO\rho^C\succ\rho^O

與另一 case:

ρOρC.\rho^O\succ\rho^C.

要求 receipt 正確標記 aggregation / interpolation / approximation。

Experiment F — Stale Projection

讓 World head 前進到 ν+3\nu+3,Observer 仍顯示基於 ν\nu 的 cache。

要求:

Freshness=Stale\mathsf{Freshness} = \mathsf{Stale}

且不能偽裝成 current World。

Experiment G — Same Projection, Different World

構造 WaWbW_a\neq W_b 但:

Πq(Wa)=Πq(Wb).\Pi_q(W_a)=\Pi_q(W_b).

驗證 Runtime 不用 projection equality 合併 canonical states。

Experiment H — Non-spatial Domain

以 database shard、agent subsystem 或 graph scope 作為 DiD_i,驗證 projection / resolution API 不要求 spatial coordinates。

Experiment I — Multi-clock / Multi-order Separation

建立:

τiW,σi,ν,τO\tau_i^W, \sigma_i, \nu, \tau^O

不同的測試系統,驗證 serialization / display time 不會被當成 physical time。

Experiment J — Projection Cost Regression

增加 dormant World depth,但固定 visible support,測量:

CΠ.C_\Pi.

若成本隨 dormant depth 不必要地線性爆炸,標記為 implementation regression,而不是語義必然。


48. 評估指標

建議 MVP 至少記錄:

  1. pure observation 的 World-mutation violations;
  2. materialization cache hit / miss;
  3. projection latency;
  4. projection bytes / nodes / records touched;
  5. visible-support size;
  6. dormant-depth sensitivity;
  7. freshness lag;
  8. approximation status accuracy;
  9. unauthorized observation rejection;
  10. observation / intervention misclassification count;
  11. resolution-conversion loss metadata completeness;
  12. multi-observer canonical-state duplication;
  13. stale-view mislabel count;
  14. projection receipt completeness。

49. Failure modes

49.1 Observer-triggered World mutation

Zoom、pan、inspect、refresh 直接推進 canonical World。

49.2 Materialization-as-existence fallacy

cache / scene node 被 evict 後,系統誤判 entity 已不存在。

49.3 Resolution laundering

將 interpolated / reconstructed presentation 說成 high-fidelity canonical compute。

49.4 Timestamp laundering

把 display time、wall-clock、simulation time、commit order 混成單一 timestamp。

49.5 Global-view fallacy

Observer 看見「全部畫面」就宣稱掌握 global World state。

49.6 Hidden-state starvation

沒有被觀察的 domain 因 UI focus 而停止必要 evolution。

49.7 Full-materialization trap

任何 local query 都遞歸 materialize entire World。

49.8 Stale-cache masquerading

舊 view 沒有 freshness metadata,被誤認為 current state。

49.9 Observer-authority escalation

read permission 被偷偷提升成 compute / modify / commit permission。

49.10 Geometry leakage

因 DGW demonstration 使用 geometry,就把所有 GCM domains 假設成 spatial regions。


50. 與 Paper-05 的邊界

本文定義:

  • materialization semantics;
  • active support / materialization / projection 的分離;
  • Observer-demanded representation;
  • projection cost interface。

但不完整處理:

  • active horizon Horν\mathsf{Hor}_\nu
  • dormant lifecycle;
  • pin / evict / recompute;
  • resource envelope;
  • bounded active support;
  • unbounded recursive expansion;
  • budget-relative realizability。

這些由 Paper-05 正式處理。


51. 與 Paper-06 的邊界

本文定義:

  • observation receipt;
  • base World version;
  • freshness;
  • visible endpoint inequality / equality 的不足性。

但不完整處理:

  • history DAG;
  • causal order;
  • execution order;
  • commit order;
  • replay;
  • rollback lineage;
  • history equivalence;
  • history compression。

這些由 Paper-06 正式處理。


52. Open problems

  1. Resolution preorder 應如何在不同 domain 間組合?
  2. coarse / fine representations 的 semantic equivalence 應採 bisimulation、approximate simulation、error bound 還是 application-specific contract?
  3. projection contract 的 minimal sufficient metadata 是什麼?
  4. materialized artifact 的 freshness / invalidation 能否與 Paper-06 receipt DAG 統一?
  5. Observer query 是否可以在不暴露 hidden canonical state 的情況下提供可驗證證明?
  6. access-restricted observation 如何與 zero-knowledge / privacy-preserving computation 接軌?
  7. multi-observer concurrent materialization 如何避免 cache duplication 與 priority inversion?
  8. observer-driven adaptive resolution 何時會造成 thrashing?
  9. projection boundedness 的充分條件是什麼?
  10. 在無限 / recursive World 中,哪些 aggregate summaries 足以維持 local projection correctness?
  11. multi-clock domain 的 read consistency 如何與 distributed snapshots、causal consistency 接軌?
  12. speculative projection 在 commit reject 後應如何撤銷?
  13. representation bridge 的 approximation error 如何沿 projection chain 累積?
  14. physical World 中 ρC\rho^CλST\lambda^{ST} 的對應何時可以被理論保證?

53. 本文的研究貢獻

本文的研究貢獻不在於發明 partial observability、adaptive resolution、materialized views 或 computational steering,而在於將第一輪 GCM 的直觀分離升級為可供 Runtime / conformance test 使用的 typed semantics:

53.1 Read-side transaction semantics

正式建立:

(Wν,Ξμ,Oω)Observe(Wν,Ξμ,Oω,Y).(W_\nu,\Xi_\mu,O_\omega) \xrightarrow{\mathsf{Observe}} (W_\nu,\Xi_{\mu'},O_{\omega'},Y).

53.2 Projection / realization separation

Projection SemanticsRepresentation Realization.\boxed{ \text{Projection Semantics} \neq \text{Representation Realization}. }

53.3 Visibility-cause typing

將 epistemic hidden、unmaterialized、compressed、restricted、stale 等原因分開。

53.4 Resolution typed separation

ρCρOMatλST.\boxed{ \rho^C \neq \rho^O \neq \mathsf{Mat} \neq \lambda^{ST}. }

53.5 Multi-order temporal separation

World EvolutionRuntime SchedulingObserver TimeCommit OrderHistory Order.\boxed{ \text{World Evolution} \neq \text{Runtime Scheduling} \neq \text{Observer Time} \neq \text{Commit Order} \neq \text{History Order}. }

53.6 Observer / intervention boundary

保留 computational steering,但要求 observe 與 intervene 走不同 typed operations。

53.7 Multi-observer canonicality

多個 Observer 可以共享一個 canonical World,而不需要由 presentation 反向創造多份 World。


54. 從第一輪到第二輪的關鍵升級

第一輪主要寫:

YO(t)=ΠO(Wt;λO,VO).Y_O(t) = \Pi_O(W_t;\lambda_O,V_O).

第二輪不否定這個直觀式,而是把其中混合的角色拆開。

新版 canonical form 更接近:

Zq=Πq(v)(Wν,Oω),Z_q = \Pi_q^{(v)}(W_\nu,O_\omega), Yq=Realize(Zq,Ξμ,MatPolicy,ρqO),Y_q = \mathsf{Realize} \left( Z_q, \Xi_\mu, \mathsf{MatPolicy}, \rho_q^O \right),

並明確聲明:

ντWτOσ.\nu \neq \tau^W \neq \tau^O \neq \sigma.

因此第一輪的 ttλ\lambda 被視為 compact notation lineage,而不是第二輪 canonical namespace。


55. 結論

Global Computation 的核心不是「所有地方都同時算」,也不是「Observer 看哪裡,世界才在哪裡存在」。

一個成熟 Runtime 必須能同時容納:

  • globally coherent dependencies;
  • local / heterogeneous computation;
  • selective materialization;
  • selective observation;
  • multi-resolution representations;
  • multiple observers;
  • asynchronous domains;
  • stale / approximate / speculative views;
  • explicit authority;
  • canonical commit semantics。

因此本文最終固定:

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

並進一步得到:

ProjectionRealizationWorld Mutation.\boxed{ \text{Projection} \neq \text{Realization} \neq \text{World Mutation}. }

以及:

Global Coherence+Selective Observation+Selective Materialization\boxed{ \text{Global Coherence} + \text{Selective Observation} + \text{Selective Materialization} }

可以共同成立。

這使 GCM 從「世界正在算什麼」與「Observer 現在看到什麼」的混淆中退出,也為下一篇 Paper-05 的核心問題留下乾淨接口:

既然 World 不必 full materialize、Observer 也不需要驅動全部 computation,那麼一個有限 Runtime 如何在可能無界或遞歸展開的 World 中維持有限 active support,卻仍保有 global dependency coherence?

這正是「有限活動實現與無界計算展開」要處理的問題。


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Canonical publication note

本文件為 GCM Paper-04 第二輪正式 canonical source。聊天畫面僅為 discussion/rendering view;正式原稿以此 UTF-8 Markdown 為準。

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