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EML-FCRPC Paper 02｜外部場容器與中央計算機：邊界發射、控制同步、物理演化與結果讀取

english_title

External Field Containers and Central Computers: Boundary Emission, Coordinated Control, Physical Evolution, and Verified Readout

series

EveMissLab Field-Container and Reconfigurable Physical Computing

series_abbreviation

EML-FCRPC

paper

02 / External Field Container Architecture and Readout Contract

version

0.1

date

2026-10-22

status

Public-facing research draft; not yet published or submitted

author

Neo.K

research_assistance

Aletheia (AI-assisted research synthesis and drafting)

institution

EveMissLab／一言諾科技有限公司，台灣

document_class

Engineering Concept / Research Agenda / Interface Specification (E/R)

evidence_level

E0 for the proposed EML-FCRPC field-container integration; cited external technologies have independent evidence

language

zh-TW

canonical_format

UTF-8 Markdown; inline math $...$ and display math $$...$$ only

license

Undecided; explicit author approval required before publication

EML-FCRPC Paper 02

外部場容器與中央計算機

邊界發射、控制同步、物理演化與結果讀取的概念產品架構

External Field Containers and Central Computers: Boundary Emission, Coordinated Control, Physical Evolution, and Verified Readout

研究聲明：本文提出一種由中央計算機指揮、以有限外部物理場承擔特定轉換並回收結果的概念產品。本文不宣稱已實作自由空間通用光學電腦、將光永久封閉的無形盒子、奈米 AI 計算群，或已完成的場容器硬體驗收。光束相交、視覺亮點與外部運算成立必須分別驗證。

關鍵字：外部場容器；中央計算機；邊界發射；受控物理計算；閉環控制；聲光耦合；光子資訊處理；空間校準；時間同步；結果讀取；證據契約；DNGP；GCCFT；TCE；LaserCPU。

作者： Neo.K
機構： EveMissLab／一言諾科技有限公司，台灣
日期： 2026-10-22
版本： 0.1

摘要

本文承接 EML-FCRPC Paper 00 對「場容器」的概念定義，以及 Paper 01 對三維格子、體素資訊和裝置中立空間程式介面的區分，進一步回答一個系統工程問題：若中央計算機只持有程式語義、任務目標、配置、啟動、協調與驗證責任，而把某些運算交給外部三維物理場，中央機與場域之間究竟必須具備什麼可檢查的邊界？

作者構想中的「一台被投影的盒子」可理解為一個由外圍發射器、調變器、致動設備、感測器和必要的物理防護界定的三維有效作用域。最外緣的裝置殼層提供資訊寫入、場形控制、監測與讀取；中間的物理介質可為空氣、玻璃、其他光學材料、受控聲光區域或遠期可重組介質；內部作用區域承載波動、干涉、傳播、耦合與時間演化。它可以同時形成可視三維投影，但是否形成影像與是否實際執行計算是不同的判定。

本文提出外部場容器的七個可分離職責：任務與語義、編碼與配置、邊界發射／致動、物理演化、量測與解碼、驗證與提交、安全與失敗處理；定義其空間—時間—配置三重版本契約，以及具備明確生命週期的 Field Task、Field Configuration、Calibration Evidence、Observation、Execution Receipt 與 Result Verdict。中央 AI 可以在設定範圍內提出優化候選，卻不得僭越裝置獨立的安全聯鎖、版本審查或結果正確性判定。

就物理機制而言，本文只把現有的自由空間光學邏輯、玻璃內三維光子運算、氣體聲光調變與聲學體積顯示當成各自獨立的先例。在近似線性介質中，光束交叉本身不會自動形成資料依賴或非線性邏輯；干涉圖樣、可編程光學變換、讀出閾值與介質非線性必須明確建模。超音波可作為可變折射率或場控制來源，但不能因為形成聲場就推論已獲得任意光學計算能力。幾何體素、光場採樣點和邏輯資訊單元亦不得一對一混同。

本文最後提出以軟體場模擬器與低風險類比計算參照先行的最小原型路線、資料接口與驗證閘門。所有具危害的光學及聲學裝置都留在專業安全評估後的獨立實驗階段。本篇的新增貢獻是中央—邊界—場域—讀出—驗證的端到端契約與失敗語義，不是對既有光學、聲學或類比運算原理的發明主張。

0. 本篇的研究定位

0.1 從「外部盒子」到真正可呼叫的計算域

在本系列的語境中，中央計算機既不是單純的投影播放器，也不是永遠必須把每一步場演化轉成 CPU/GPU 的數值模擬。它可以決定任務、輸入編碼與驗證條件，委託外部物理場產生特定變換，之後取回讀數並判定是否採用。

但「委託」不能只是一個敘事比喻。假如中央系統已把完整答案算好，再讓投影盒子播放答案，外部場域便沒有承擔必要計算。反之，若外部物理場在受控條件下對輸入產生可重現的、與任務相關的非平凡映射，中央機即使仍負責編碼、讀取與校驗，也可以合理將其中的某個子函數標記為物理後端執行。

最小分工為：

Canonical Task + Reference Semantics
       ↓
Central Planner / AI Candidate Generator
       ↓
Validator + Physical Capability Registry
       ↓
Boundary Configuration + Emission / Actuation
       ↓
Finite Physical Interaction Region
       ↓
Observation / Calibration / Decoding
       ↓
Independent Result Verification
       ↓
Accepted Result / Rejected Result / Uncertain Result

這是一個待實作的目標架構；上方的每一個箭頭代表未來需要驗證的接口，並非表示既有 DNGP、LaserCPU 或 EveAtelier 已提供全部功能。

0.2 與前兩篇的分工

• Paper 00：建立場容器概念、介質多樣性、研究等級與端到端成本原則 [I1]。
• Paper 01：建立 ProgramUnit、空間格子、顯示體素、物理場位置和語義深度之間的類型與身份邊界 [I2]。
• 本篇 Paper 02：只針對中央機和一個可配置外部場域之間的物理控制面、時間與結果接口提供規格草案。
• Paper 03／04：分別深入光學資訊運算、聲光調變與可變場機制；此處只提供它們共同需要的外部契約。
• Paper 05／06／07：處理實體單元重組、類比計算基準以及跨後端編譯與調度。

0.3 預定讀者與證據層級

本文是對外可閱讀的工程概念研究草稿，對象包含計算機架構、物理計算、光學、控制工程、可重構運算與程式語言領域。EML-FCRPC 整合裝置仍是 E0 提案；本文引用的外部實驗僅支持它們確實測得的特定現象，不可借用外部裝置性能當成本計畫性能。

1. 第一原則：有邊界不等於能封閉光，有畫面不等於能計算

1.1 三種必須區分的盒子

視覺盒子能成為操作外部場域的儀表介面，但看見光的亮點或光束交錯，不表示存在可辨識的邏輯位元。物理作用盒子也可能只在做光學投影、照明或受控實驗，尚未達到可呼叫的計算盒子定義。

1.2 「容器的最外部」具有多層含義

作者提出的裝置可想成最外部環繞一圈發射器、感測器與調控組件，向內建立三維物理場。這裡的「最外部」至少需要四個不同的工程界面：

1. 幾何界面：宣告有效作用域、禁止區域、設備相對位姿與感測視角。
2. 物理界面：光、聲、電、磁或介質變化得以進出、反射、散射或被吸收的條件。
3. 資訊界面：傳送的編碼、接收的觀測、封包、時間戳與身份版本。
4. 安全界面：防護、聯鎖、可接近區域、故障停止與應急控制。

四者可以由同一硬體外殼支撐，也可能由分散設備構成，但不應被宣稱為一塊單純的虛擬立方體表面。

1.3 「光束打結」在本篇的審慎解釋

兩個光束路徑在投影圖上交叉，可能僅是兩條幾何線段重疊。相干電磁場可產生干涉；受控介質可造成耦合；特殊結構光可具有拓樸特徵。然而：

幾何交叉 != 物理能量交換
干涉強度圖 != 非線性邏輯閘
光場拓樸結 != 程式中已提交的關係邊
可視體素 != 可獨立尋址的計算位元

若主張某種交會事件執行一次運算，必須先說明在該裝置中何者為輸入、何者為物理狀態轉換、何者為輸出，以及採用哪個讀出模型來判定「一次」運算。這部分將在 Paper 03 詳述。

2. 外部場容器的最小形式系統

2.1 形式定義

定義外部場容器候選模型：

其中：

• $\Omega$：有限有效物理作用域，不要求幾何形狀為立方體；
• $\partial\Omega$：作用邊界，可能包含實體構件、開放孔徑與可施加的場條件；
• $\mathcal S$：物理載體種類（光、聲光、電、機械等）；
• $\mathcal B$：邊界設備及其具有型別的發射、致動、感測與保護接口；
• $\Theta$：配置、材料、場參數、幾何與校準狀態；
• $X$：物理動態狀態空間；
• $F$：給定配置與輸入時的物理演化規則；
• $\mathcal O$：有限的可觀測集合與測量窗口；
• $H$：測量映射，包括感測器響應、有限解析度及雜訊；
• $\mathcal K$：安全、資源、功率、權限、精度與時限約束。

這一表示兼容但不等同 Paper 00 的較短場容器形式；新增的 $\Theta$ 、 $\mathcal O$ 和 $\mathcal B$ 用於落實物理控制契約，不替代 Paper 00 的母定義。

2.2 邊界設備的型別化分解

設：

其中：

• $E$：Emitters，輸入或發射設備；
• $A$：Actuators／Modulators，改變介質與場配置的設備；
• $M$：Measurements／Receivers，收集觀測的設備；
• $S_f$：Safety Facilities，與一般運算通道獨立的安全機制。

對應的系統責任：

2.3 受控演化與觀測模型

對某一個已明確指定介質的連續時間近似模型，可用：

其中 $u$ 是合法編碼輸入與致動， $w$ 是未控制擾動， $z$ 是原始觀測， $\eta$ 是量測雜訊。這是可測系統的一般描述，並非所有光學問題都應直接用有限維常微分方程處理；若涉及波傳播與空間場，需要使用適當的 Maxwell 方程、波動方程、偏微分方程或相應的近似模型。

對一個完整任務 $q$，定義有限的外部物理子函數：

其中 $E_{\varphi}$ 是輸入編碼、 $\Phi_{\theta,T}$ 是在指定時間窗口 $T$ 內的物理演化、 $H_\theta$ 是實際感測、 $D_\psi$ 是預先規定的解碼。只有在輸入集合、允許配置、容差與誤差判準被固定後，才能檢驗 $\widehat f_q$ 是否符合目標函數 $f_q$。

2.4 物理場的「狀態」與「結果」必須分開

外部場可能有大量連續變數，而結果只能是幾個感測器讀數。內部狀態的高維數，不等於輸出有相同數量的獨立資訊位元。 有效可讀自由度受限於可達性、可觀測性、訊號／雜訊比、頻寬、感測配置和解碼。這些限制在規模化計畫中比場域看起來有多少亮點更重要。

3. 中央計算機：保留權威，而不是保留全部計算

3.1 中央計算機的七項責任

中央計算機（Central Host / Coordinator）保有：

1. 語義權威：持有任務目標、輸入輸出型別、正典版本和受允許副作用。
2. 編譯與路由：將部分任務映射到合法外部場後端，或退回數位後端。
3. 候選配置：由確定式求解器、人工規則或 AI 產生配置建議。
4. 核驗與校準：判斷硬體能力、有效配置、校準是否仍在期限內。
5. 時序編排：以外部可驗證時間戳將發射、致動、讀取和控制事件連成單次任務。
6. 結果仲裁：讀取、解碼、檢驗誤差並標記接受、拒絕或不確定。
7. 歷史與追溯：保存原始測量、配置版本、成本、異常與結果採納證據。

中央機可以從結果中學習新的場配置，卻不能事後更改原始測量來符合預期值。

3.2 AI 層與權威層不應混成一個模型

建議控制權分為：

AI Proposal Surface
    - suggests configuration
    - estimates uncertainty / cost
    - can request simulation and comparison
               ↓
Deterministic Contract Validator
    - schema, provenance, revision, capability
    - numerical bounds and observed calibration
    - requested operation and resource authorization
               ↓
Independent Safety Controller
    - hardware-safe configuration
    - interlocks / emergency stop / safe-off
    - never overridden by AI inference
               ↓
Execution Coordinator
    - issues commands under active authorization
    - logs timestamps, receipts, results

若 AI 提出的配置與物理邊界不相容，正確行為是拒絕或要求新的候選，而不是讓模型在控制時限內自行嘗試未知物理條件。這一設計與作者 TCE 對「候選等價重寫必須驗證」及 DNGP 對「觀察／提議／提交分離」的規則一致 [I3–I5]。

3.3 「計算外包」的嚴格歸因

應記錄一張工作量分工帳本：

如果光學或類比場只執行恆等映射，其他全部由 CPU 完成，該場可被記錄為展示或傳輸設備，但不能聲稱「中央機把主要計算交給場容器」。對這一點應採用實際任務的操作計數、誤差與成本，而非形容詞。

4. 外緣發射、內部控制與結果回收的空間配置

4.1 場容器不必是六面均有雷射的封閉立方體

三維立方體是方便理解的概念外觀；實際設備可因材料、可達性、安全與可觀測性使用不同的幾何配置。與其先把裝置固定為六面照射，不如建立一張可描述合法位置、方向、遮擋及功率限制的「邊界能力清單」。

一個邊界節點最少應具有：

BoundaryPort
  port_id                 stable physical identity
  kind                    emitter | modulator | actuator | sensor | safety
  medium_profile          declared physical interface
  physical_frame_id       calibrated device coordinate frame
  allowed_modes           registered capabilities only
  observable_or_control   what this port actually changes or measures
  timing_profile          timestamp origin and uncertainty model
  calibration_ref         versioned calibration record
  safety_state            verified by independent protection subsystem

「發射器在外，運算在內」是幾何配置意圖，不是對能量、磁場或光子能否永久停留在內部的承諾。

4.2 五類實體區域

為了釐清發射、作用與量測的空間差異，建議將裝置區分為：

• 外部設備區 $\Omega_{dev}$：包含發射器、驅動、控制、供電、散熱與獨立保護元件。
• 傳播與導引區 $\Omega_{path}$：光、聲或其他作用量可能到達的路徑；可能部分位於有效演算區外。
• 有效作用區 $\Omega_{act}$：定義任務相關物理演化與耦合的區域。
• 觀測區 $\Omega_{obs}$：感測器可辨識且校準有效的空間或模式集合。
• 人員可接近區 $\Omega_{human}$：由安全規範與隔離設計定義，不得與高風險光束路徑任意重疊。

一般情況下：

只是有可能成立的配置關係，不是每種感測方式都要求感測器直接位於作用區內。例如間接感測可在區域之外觀測其傳播結果；正式系統的幾何約束應依後端分別定義。

4.3 邊界配置與場配置是兩種版本

即使程式任務不變，移動一個感測器也可能改變讀出映射；變動聲場控制參數則會改變介質響應。故至少分別紀錄：

• boundary_revision：設備幾何、型別、連線、位置與安全邊界；
• field_configuration_revision：可調變的物理場、時間程式與介質設定；
• calibration_revision：位置映射、感測與參考狀態的有效證據；
• task_revision：函數、輸入編碼、解碼及接受準則；
• observation_revision：實際採樣資料與讀出過程。

任一必要版本不符，都不能默默把舊的測量貼到新的配置上。

4.4 畫布座標到物理座標

承接 Paper 01 的裝置中立規則，視圖中的格子位置不得直接視為物理發射位置。對三維點採用齊次座標時可建立：

其中所有轉換皆具有框架身分、長度單位、軸向、矩陣順序、有效時間和校準版本。若所用座標模型、裝置追蹤或精度不允許可靠定位，就應保留為虛擬佈置，不可直接驅動物理硬體。

5. 可控場域：光學、聲光及其他物理載體的共同界面

5.1 共同控制接口不意味共同物理定律

同樣的中央 API 可以操作不同的受限後端，但 backend-specific dynamics 不可被一個萬用波動方程假裝統一。例如：

其中最後一類目前只作為遠期接口設想。本文不把每個物理單元稱為已存在的奈米 AI，也不推論由大量簡單單元組合便必然出現智能。

5.2 線性光學：交叉、干涉與讀出的差異

若兩個相干光場在適當的線性區域疊加，總場可寫成：

對平方律強度測量，其交叉項為：

這說明交會可形成與相對相位、偏振及可干涉條件相關的觀測差異；但在理想線性介質中，這不代表兩束光自動永久改寫彼此狀態。如果布林判決是在光電感測器或電子閾值器完成，就應如實標記為異質光電讀出，而不是純粹由空氣交點完成的非線性邏輯。

2026 年自由空間繞射光學研究展示了受設計的邏輯、加減算子與並行讀出 [E1]。它支持針對具體場配置定義函數，不支持把任意相交點當作可級聯、無誤差且獨立的邏輯閘。

5.3 複數場狀態與強度讀數間存在資訊損失

假設某個光學近似為：

其中 $H_{\theta}$ 是受配置決定的複數傳播／耦合算子。感測可能只能取得：

$|\cdot|^{\odot 2}$ 表示逐分量模長平方。若只能量測強度而沒有額外相位參考與量測設計，一般不能直接重建原本的全部複數場資訊。因此不能用光場的理論自由度數量推算無誤的可讀位元數。

5.4 聲學調控光，不等於聲場是光學記憶體

對某些特定材料及小擾動條件，介質折射率的局部改變可抽象寫為：

其中 $\delta p$ 是聲學壓力擾動， $\kappa$ 是需依介質、頻率與熱力學狀態確定的有效響應係數。上式只用於說明場控制與介質回應可耦合，不作跨材料的普遍比例定律。

已發表的氣體聲光研究實證使用超音波調節空氣中的光傳播 [E3]；它並不證明空氣本身已具通用邏輯、長期記憶或任意三維光子囚禁能力。聲學控制的響應時標、光傳播時標與控制器更新時標必須分別量測。Paper 04 將對時變聲光模型另立完整問題。

5.5 可見體積顯示是輸出介面，不自動是運算

聲學懸浮粒子並以彩色光照亮的體積顯示已有文獻先例 [E4]。即使一個盒子能在空中呈現旋轉、伸縮的三維畫面，也不表示每一個視覺點都能維持一位邏輯狀態、參與拓樸連接或執行邏輯閘。

這個區分是作者遠期「現實投影中的三維體素位元程式語言」必須保留的主要工程界限：顯示體素、編碼狀態、物理觀測點與計算單元並非預設的同一實體。

6. 時間、相位與事件對齊

6.1 「同時」在不同層級具有不同含義

中央機控制外部場時至少面臨四個時間尺度：

1. 任務時間：從提交任務到接收可驗證結果的總延遲。
2. 裝置命令時間：發射器、致動器與感測設備的調用、等待和硬體觸發。
3. 物理演化時間：光學、聲學、介質或機械作用所需時間。
4. 採樣時間：量測曝光、積分、取樣、解碼及結果形成的窗口。

不能以光傳播非常快，直接宣稱完整場容器一個任務具有同等低延遲。若聲場需要建立穩態或硬體需要重新校準，端到端延遲可能由其他階段決定。

6.2 共用事件時間坐標，不保證共用光學相位

假設發射事件、致動事件與讀取事件各自有時間戳：

任務需要定義一個合法的因果窗口 $W_q$，而不是單純要求三個時間戳在字串上相等：

$\Delta t_i$ 表示時間戳精度、觸發抖動或校準後的不確定度預算。可採用既有精密時鐘同步系統作為分散設備的時間參照，例如 IEEE 1588-2019 定義的網路測量與控制時鐘同步標準 [E6]。然而封包時鐘同步不代表相干光源的光學載波相位已同步；光學相位穩定需額外的物理參照、控制和實測。

6.3 因果關係、聲場建立與量測窗口

一個合理的任務協調器必須知道：

Config accepted
 -> Calibrated
 -> Physical actuation at declared epoch
 -> Allowed settling / interaction window
 -> Measurement window opened
 -> Raw data captured
 -> Decoding and verification

若在聲學尚未建立指定場配置時量測，結果只能被標為錯誤時窗或不適用實驗，不能把測得的資料當成對原定場配置的證明。

6.4 控制時序應獨立於 AI 回答速度

中央 AI 可用於跨試驗選擇參數，但高時序精度的控制不應倚賴文字模型在任意時刻輸出下一個 token。建議把定時驅動、觸發與關閉責任交由確定式控制系統或合格儀控硬體；AI 的決策在可檢查的事前配置或明確的慢迴路中提供。

若引入運行中 AI 自適應控制，每次配置變更及其感測來源都必須留痕，並先指定合法的控制包絡與停止條件。否則單次實驗中的函數可能悄悄改變，導致結果無法歸因或重現。

7. 觀測、解碼與結果判決

7.1 原始測量必須先於期望答案獨立保存

建立以下分離：

Raw Observation (immutable)
   -> Calibrated Measurement
   -> Decode with frozen rule
   -> Candidate Result
   -> Independent Verification
   -> Result Verdict
   -> Commit Receipt if authorized

不可直接把「期望答案」寫到量測資料的 value 欄位，也不能將 AI 對影像的主觀描述當成正式感測器證據。對非可逆的解碼（例如亮度閾值化），應保留原始資料並記錄資訊損失。

7.2 原始觀測與解碼函數

令物理觀測為 $z$，解碼後結果為：

其中 $\psi$ 包含讀出窗口、校準、增益修正、閾值或其他受限參數。$\psi$ 必須在測試集評估前凍結或由與評估樣本分離的校準程序決定。如果每次觀察到錯誤結果就修改閾值，得到的僅是事後擬合，並非對原先函數規格的驗證。

7.3 可拒絕與可保留不確定

結果至少有四種不同語義：

另應提供 ABORTED_SAFE 表示保護系統中止；COMMIT_UNKNOWN 只能描述提交過程的不確定結果，不可用來掩蓋物理觀測的未知狀態。系統不應用單一布林 success 壓縮這些差別。

7.4 三種常被混淆的「輸出」

1. 物理輸出：場的振幅、相位相關讀數、粒子位置或電信號。
2. 程式輸出：根據指定函數與解碼得到的數值、類別或資料結構。
3. 畫面輸出：Spatial Canvas 或體積投影顯示給人的觀測視圖。

同一量測可以有多個合法呈現方式，但畫面中有動畫，不得取代數位結果校驗；程式輸出為正確，也不保證顯示設備的三維幾何正確。

7.5 不確定度與拒絕區域

對連續輸出可建立容許損失函數 $\ell$：

$\epsilon_q$ 在試驗前固定。若存在接近判定閾值的灰區，可事先定義不確定區間而非迫使所有讀數硬轉成 $0$ 或 $1$。原始分布、置信區間估計及重複試驗結果，應與通過／未通過的標籤同時保留。

8. 一次物理計算的生命週期

8.1 任務狀態機

提出以下參考狀態，具體硬體控制器須自行驗證適配性：

DRAFT
  ↓ schema and semantic validation
CONFIGURED
  ↓ capability, geometry, revision and resource checks
CALIBRATED
  ↓ independent safe-state and authorization check
ARMED
  ↓ deterministic hardware trigger
RUNNING
  ↓ settled / observation interval reached
OBSERVED
  ↓ raw data freeze + provenance seal
DECODED
  ↓ reference verification and confidence assessment
VERIFIED / REJECTED / INDETERMINATE
  ↓ explicit authorized adoption only
COMMITTED or RETAINED_AS_EVIDENCE

Any stage -> SAFE_ABORT if protection invariant fails

ARMED 對真實裝置是安全相關的硬體狀態，不能由 AI 文字提議直接觸發。模擬器若採用相同狀態名稱，必須明顯標示 simulation_only，避免混淆為實際光學或聲學裝置已取得啟動許可。

8.2 候選、驗證與執行彼此獨立

系統在配置階段可生成多個候選，但只有一個候選被明確選定並綁定於某次執行。任何正式輸出需要至少指向：

task_id + task_revision
configuration_id + configuration_revision
boundary_revision
calibration_id + calibration_revision
backend_id + backend_capability_version
execution_id + timing_epoch
observation_id + digest
verdict_id + verifier_version

如果在一次實驗中途修改配置，該 run 的狀態要依控制協定重新分段，或標記失效，不能把改變前後的資料合成一份「固定配置」測量。

8.3 冪等、重送與物理副作用

當通訊中斷時，中央計算機不知道裝置是否已經執行過某個發射命令。對具有物理副作用的操作，不應依 HTTP 或訊息層重試便自動再次執行。要求：

• 每次執行有穩定 execution_id 與不可重用的 run 令牌；
• 裝置代理可回報 NOT_STARTED、RUNNING、COMPLETED、ABORTED 或 UNKNOWN；
• 不明狀態優先查詢現有執行，不得無條件重放發射；
• 重試讀取與重試物理動作必須分開；
• 原始量測與狀態轉移以 append-only 或等價可稽核方式保存。

這不是聲稱可提供跨硬體的原子交易；這是最小的重複執行風險控制。

8.4 安全失敗先於計算成功

獨立聯鎖、安全停止、裝置溫度、未授權人員進入與其他已宣告危害，不應被「快要得到答案」覆寫。任何保護條件不成立，現實硬體應進入經設備專業安全評估的安全狀態；任務結果可保留但不自動視為有效。

9. FCEI：場容器執行介面草案

9.1 不與 DNGP／TCE 的正典模型競爭

建議新增薄型契約：FCEI（Field-Container Execution Interface），功能是把已經合法決定的任務與物理場後端交換資訊。它不是另一套程式語言，不宣稱替代 DNGP Semantic IR，也不試圖重新定義作者 TCE 的等價重寫模型。

DNGP / Other Canonical Source
        ↓ source-bound task intent
TCE / GCCFT-inspired planner (optional)
        ↓ validated execution request
FCEI Task Gateway
        ↓ typed physical backend contract
Physical Field Backend / Simulation Backend
        ↓ raw observations and immutable receipts
FCEI Evidence Gateway
        ↓ verified result with explicit uncertainty
Canonical Result Adoption or Fallback

只有經獨立許可的來源，才能採納結果或寫回程式狀態。AI 與畫布 UI 可同時觀察 FCEI 的執行快照，但不得因視圖操作默默更改硬體配置。

9.2 參考操作集合

9.3 Field Task 範例（僅供模擬；不含真實硬體設定）

以下 JSON 是本文提案的機讀契約示例，非現有 FCEI API 輸出：

{
  "schema": "eml-fcrpc/field-task/v0.1",
  "task_id": "task:demo:0002",
  "task_revision": 1,
  "source": {
    "system": "DNGP",
    "canonical_unit_id": "program-unit:demo:17",
    "canonical_revision": 12
  },
  "function_contract": {
    "function_id": "demo:two-input-logic",
    "input_encoding_ref": "encoding:demo:binary-v1",
    "output_decoding_ref": "decoder:demo:threshold-frozen-v1",
    "acceptance_ref": "acceptance:demo:logic-truth-table-v1"
  },
  "execution_request": {
    "backend_id": "digital-field-simulator",
    "backend_capability_version": "demo-1",
    "configuration_id": "config:demo:003",
    "configuration_revision": 2,
    "boundary_revision": 1,
    "calibration_revision": 4,
    "mode": "simulation_only"
  },
  "governance": {
    "actor_role": "researcher",
    "ai_proposal_only": true,
    "physical_actuation_authorized": false,
    "requires_verification_before_adoption": true
  }
}

以上 ID 是示例，DNGP 來源僅表示未來可以綁定真實 canonical ID；並不宣稱 DNGP 參考程式已經提供這個 API。模擬後端可在無真實發射器與超音波驅動器的環境下完成首次契約驗證。

9.4 Configuration Snapshot 範例

{
  "schema": "eml-fcrpc/field-configuration/v0.1",
  "configuration_id": "config:demo:003",
  "revision": 2,
  "backend_id": "digital-field-simulator",
  "medium": "dimensionless-wave-demo",
  "coordinate_frame": {
    "id": "field:demo:local",
    "length_unit": "normalized-unit",
    "time_unit": "normalized-unit"
  },
  "boundaries": {
    "region_kind": "finite-domain",
    "emitter_ports": ["virtual-emitter:A", "virtual-emitter:B"],
    "sensor_ports": ["virtual-sensor:out"],
    "actuator_ports": [],
    "human_access": "simulation-only"
  },
  "field_model": {
    "model_id": "linear-superposition-demo",
    "model_revision": "v1",
    "assumption_set": "declared-in-simulator"
  },
  "safety": { "physical_emission": false },
  "validation_status": "candidate"
}

normalized-unit 明確表示這不是真實的公尺、秒、功率或具危害裝置參數，亦不提供高功率雷射或聲場實驗的建造步驟。實體後端必須另有具單位的物理限制、裝置資格、獨立安全與測量模型。

9.5 Observation Receipt 範例

{
  "schema": "eml-fcrpc/observation-receipt/v0.1",
  "execution_id": "run:demo:0008",
  "task_id": "task:demo:0002",
  "task_revision": 1,
  "configuration_id": "config:demo:003",
  "configuration_revision": 2,
  "boundary_revision": 1,
  "calibration_revision": 4,
  "backend_id": "digital-field-simulator",
  "mode": "simulation_only",
  "observation_id": "obs:demo:0011",
  "raw_data_digest": "sha256:illustrative-placeholder-not-a-valid-hash",
  "decoder_ref": "decoder:demo:threshold-frozen-v1",
  "verdict": "INDETERMINATE",
  "verifier_ref": "verifier:demo:v1",
  "provenance_note": "Illustrative schema only; no run occurred."
}

真正驗收時，raw_data_digest 必須填入計算自實際資料的完整雜湊值，且 verdict 要依實際資料與預先固定的規則產生。此範例故意使用明確無效的 placeholder，避免被誤認為實測記錄。

9.6 版本一致與最小驗證條件

FCEI Gateway 至少拒絕：

• 無法解析的來源 canonical ID，或不被授權的物理目標；
• 過期 task、configuration、boundary 或 calibration 版本；
• 後端未明示支援的介質、運算與觀測型別；
• 沒有量測窗口、單位和不確定度聲明的結果；
• 把 simulation_only 誤當作真實硬體結果的狀態提升；
• 無法核對原始資料摘要、配置來源和獨立驗證器的正式結果；
• AI 候選試圖修改聯鎖、放寬安全上限或跳過授權。

10. 效能與成本：把邊界算進去

10.1 任務總延遲不等於光傳播時間

建立一次請求的端到端延遲帳本：

此加總適合表示各階段確實序列化的基準流程。若實作允許非同步或重疊執行，則應改由事件時序圖計算關鍵路徑時長，避免對重疊時間重複計算。

其中 $T_{physical}$ 可能很短，卻不代表任務在 $T_{physical}$ 內完成。真實延遲亦包括排隊、資料移動、相位校準、探測器積分、回授及安全授權。

10.2 全系統牆插能耗

這些項目應按量測邊界明確互斥，以免把某設備功率同時計入 source 和 control。建議另外記錄待機、配置、單次執行、關機與失敗回退成本。若研究報告只列場內傳播能量，而未列雷射電源、DAC/ADC、探測器和熱管理，就不能與 CPU/GPU 的完整任務能耗直接比較。

10.3 成本模型不只包含金錢

建議將後端成本向量寫為：

$V_{evidence}$ 代表證據完整性或可重現性要求，應是限制或品質軸，而非可用花錢無限交換的普通數值。系統可以採 Pareto 比較或以事前約束選擇合法後端；不假定 AI 能得知未知硬體的真實最優點。

10.4 同任務公平對照

對相同輸入分布、精度與接受規則比較：

若某個方案在考慮完整成本後不具優勢，這是有效的否證結果，不需要透過更改評估指標來「救回」假說。

11. 最小可驗證原型：不先買雷射，也能測試外包語義

11.1 第一階段：Software-Only Field Container Emulator

先建一個不控制實體發射器的軟體後端，用確定式數值模型和固定隨機種子提供：

• 有限場域與合法的邊界描述；
• 兩個以上虛擬輸入端口及一個以上虛擬感測端口；
• 明確的線性傳播或有限差分數值模型；
• 原始觀測、量測雜訊與凍結解碼器；
• 版本一致性、錯誤與不確定 verdict；
• 完整 execution receipt 與可重播測試。

這個 emulator 的價值在於驗證中央機與外部後端之間的資料與控制契約，而不在於證明自己創造了某種新的光物理。

11.2 三項最小測試任務

任務 A：固定線性映射。 將兩個有限幅度輸入通道送入已知矩陣變換，檢查觀測器讀出與數值參照在固定誤差內一致。這項測試只驗證線性傳播與讀出，不需宣稱布林邏輯閘。

任務 B：同一配置的重複輸入。 在相同模型與種子規格下重播多次，檢查輸出變異、資料版本、時序標記與 deterministic replay。把噪聲關閉與開啟的實驗分開，避免以確定性模式冒充真實裝置的抗噪能力。

任務 C：同一輸入的配置切換。 在兩組已知不同的合法場參數下，測試輸出函數是否依事前模型改變；計算配置切換時間、回到原配置後的可重複性與錯誤恢復。這只證明 emulator 可以重配置，不證明光學硬體已完成動態拓樸變更。

11.3 必須故意注入的失效

11.4 第二階段：可重構類比計算參照

因可重構類比電路可把接線和參數映射到不同函數，Paper 06 將以數位 SPICE 或等價電路模擬進行 A/B 實驗：固定拓樸、變參數拓樸、動態切換拓樸。先以簡單線性／低階非線性任務測量重配置的實際成本，再評估是否有必要上硬體。此階段不需要高功率雷射或人員暴露的開放光路。

11.5 第三階段：受控物理觀測（不提供建造參數）

實體光學與聲光實驗只在具適當法規、實驗室安全、合格設備與操作人員的環境中進行；以已完成風險評估的封閉或合規裝置為起點。本文不提供雷射能量、聚焦、開放光路、聲學高壓驅動或其他可直接套用於高危害光學設備的施工設定。研究目標是可辨識的輸入—作用—讀出鏈，並非追求最大功率或最醒目的三維畫面。

12. 驗證閘門與可否證條件

12.1 首輪最低驗收矩陣

12.2 可被推翻的四項假說

H1：接口可用性。 在不修改 canonical 程式本體的情況下，FCEI 能對同一項有限任務交換至少兩種後端的配置、執行與觀測資料。若每次換後端都必須改寫任務語義，則共同接口未成立。

H2：外部轉換可辨識性。 在固定輸入編碼與解碼下，場或類比後端能實作預先指定的非平凡映射，且其物理／模擬輸出能獨立重現。若輸出只能由中央機先計算出答案再播放，則外部計算歸因失敗。

H3：結果可靠性。 在明確的不確定度和資料來源條件下，系統能區分有效失敗、無法判定與違約執行。若所有結果都被強制標成布林成功／失敗或無法回溯原始量測，則失敗語義未成立。

H4：重配置收益須連成本比較。 同任務下的可配置後端，只有在納入配置、校準、轉換、感測、驗證及回退成本後，才能主張特定性能收益。若只有場內轉換時間優於數位參考，不能宣稱完整系統優勢。

12.3 停止與降階條件

研究遇到下列情況時，應將結果降階或暫停硬體階段：

• 量測結果對校準漂移極為敏感，無法穩定區分函數輸出；
• 重配時間長於任務收益，且無具體工作負載可回收成本；
• 真實可用觀測模式遠少於視覺體素或理論模式數；
• AI 產生的候選頻繁違反裝置能力或授權限制；
• 讀出與後處理需要重做全部中央數位計算，無法辨識外部子函數；
• 實驗設計與安全要求無法兼容當前設備條件；
• 無法取得公開、可追蹤、可重複的核心測量。

失敗可促使縮小任務類型、改用受控波導或類比硬體，也可以證成這條路線不適合某種任務；不應把每個物理困難都解讀為「只差更強 AI」。

13. 證據、原創性與發表邊界

13.1 本文合理的新貢獻

本文嘗試建立：

1. 將作者「外緣發射—內部作用—中央回收」概念分解成可查驗的邊界設備責任模型。
2. 以獨立的幾何、物理、資訊、安全邊界描述三維場容器。
3. 將中央 AI 的配置候選權與實體裝置的安全授權及驗證權分離。
4. 用 FCEI 定義跨光學、聲光、類比與遠期實體介質的最小操作集合與結果契約。
5. 把配置版本、時間、校準與觀測來源綁定到一次物理任務，避免顯示與實測混淆。
6. 將軟體模擬、獨立物理先例和本計畫尚待建立的整合實驗分開標記。

這些是一套架構候選與可檢查實驗議程，並非對「全球首次場計算」或既有物理機制首創性的主張。

13.2 不主張的事項

• 不宣稱光束在空氣中交叉就自動完成任意計算；
• 不宣稱超音波能無條件形成囚禁光子的透明盒子；
• 不宣稱光學計算能完全取代電子記憶、分支與精確驗證；
• 不宣稱相干模態、波長、偏振或可視體素數量直接等於可靠數位位元容量；
• 不宣稱相位同步可僅靠封包時鐘同步完成；
• 不宣稱本文提出的 FCEI 已有可用的真實設備驅動；
• 不宣稱現有 DNGP／GCCFT／TCE 已具備本文的場容器物理接口；
• 不宣稱無限速、零耗能、無限高維、無錯誤讀出或突破可計算性邊界。

13.3 E0–E5 證據階梯

本文自身的場容器與 FCEI 集成仍是 E0。受引外部研究的實驗證據對其原始成果有效，但不會自動提升本系列的驗證等級。

13.4 工程安全與合規

在實體光學系統進行雷射相關實驗時，應由專業人員依裝置、用途及管轄地要求評估適用的雷射產品標準，例如 IEC 60825-1 [E7]。若將來涉及真正的雷射加工機械，需另確認 ISO 11553-1 的適用範圍，而不能把該標準直接當作所有光子計算設備的通用認證 [E8]。超音波、機械致動、電子高壓與其他環境危害亦有個別風險。本文所附模擬 JSON 不可直接作為實驗設備的控制程式。

14. 與作者既有理論的承接，但不強行合併本體

14.1 AetherGlass–LaserCPU

作者此前的 AetherGlass–LaserCPU v2.0 將光子運算定位為三維波導、耦合、線性代數、互連、感測、校準與電子精確提交共存的異質系統 [I3]。本篇的場容器可採用相同的「電子控制、物理介質執行、可校準讀出」原則；但開放三維光場不等於玻璃波導，也不應繼承波導的現有實驗成熟度。

14.2 TCE／GCCFT／GCCWT

TCE v2.0 可作為多後端資源映射、約束性圖重寫和驗證回退的概念來源 [I4]；GCCFT 可啟發「任務與耦合場的局部活動」模型 [I5]。然而 GCCFT 的抽象相位、計算域和物理光場中的電磁相位不是同一個量。GCCWT 的跨世界事件語義可作為同步研究背景，但本文不將其內部草稿直接轉成硬體規範。

14.3 DNGP／Spatial Canvas

Paper 01 的 Spatial Projection Contract 可以讓操作介面顯示設備、三維布局、任務與感測結果；它不成為光學正典狀態。DNGP 的 ProgramUnit、Relation、Interior 與正典版本可提供任務指涉；真正物理發射及感測由 FCEI 以獨立的設備身份承擔。

14.4 EveAtelier／Compositor／ORDR

Compositor 的圖層拉開和 EveAtelier 的結構化素材操作可成為場容器設計或結果可視化的介面；ORDR 可在自身世界模擬中使用部分場模型。這不表示影像圖層、DNGP 程式單元、ORDR 世界物件與外部物理感測點具有同一個 canonical ID，也不表示現有橋接已經完成真實光場運算控制。

15. 從場容器到產品：三個階段與接口繼承

15.1 P0：純軟體驗證（近期）

輸出目標：FCEI v0.1 schema、能力註冊、配置驗證、模擬執行、原始觀測、解碼與證據重播。用 CPU 或 GPU 數值模型讓外部場域以「獨立執行後端」語義被呼叫；這是接口與計算模型驗證，不是物理硬體驗證。

15.2 P1：有限受控物理場（需專業條件）

輸出目標：至少一項受控物理作用映射、可回溯校準、完整安全記錄、重複讀數與系統成本。選擇真實物理裝置時先由安全與測量能力決定任務，不先要求任意高解析度真實立體投影。

15.3 P2：多後端可重配置系統（遠期）

輸出目標：同一任務經中央語義與驗證層可被映射到數位、類比、波導光子、自由空間光學、聲光或其他物理後端；每一後端明確聲明可支援的函數族、誤差、成本和危害。這不是一台可以免費兼容所有物理效應的全能盒子，而是一個可逐步增加受限能力的異質系統。

16. 結論

作者提出的「外部的外部是光束發射端，中間是受控場容器，中央計算機負責開啟、協調、接收結果」可被整理為一套嚴肅的、可分階段驗證的物理計算產品架構。其重要之處，不是讓光束在空氣中自然交叉時立即具有邏輯意義，而是建立一個中央系統能以明確函數契約呼叫、實際控制、讀取與驗證的外部物理運算域。

本文將場容器分解成邊界發射、介質演化、可配置場、同步觀測、安全控制與結果仲裁；在可變場、光學讀出與 AI 候選之間保持各自的物理和權限邊界。它使未來的三維體素程式語言不必綁死在某一代螢幕，也讓不同物理後端可以共享一種受控任務接口，而無須強行共享完全相同的物理定律。

近期最有價值的成果是以可重播模擬與類比計算測試建立 FCEI 的形式與驗證底盤；遠期是否值得建造實際自由空間聲光計算盒，應由具體物理映射、校準穩定性、完整成本與專業安全 Gate 決定。

本篇完成的是外部場容器之系統介面與概念產品研究規格，不是新物理運算裝置的實測論證。 下一篇 Paper 03 將直接進入三維光場資訊、傳播、干涉、可讀邏輯與結構光的具體機制；Paper 04 將另外處理聲光場控制及多時間尺度限制。

參考資料

作者與本系列先行研究

• [I1] Neo.K（2026）。《EML-FCRPC Paper 00：場容器與外部物理計算》，v0.1，2026-10-22。本系列概念總綱；為公開草稿、非實驗報告。
• [I2] Neo.K（2026）。《EML-FCRPC Paper 01：三維格子與體素位元程式表示》，v0.1，2026-10-22。裝置中立的 Spatial Projection Contract；為公開草稿、非硬體驗收。
• [I3] Neo.K（2026）。《AetherGlass–LaserCPU v2.0：三維玻璃光子與異質光電運算研究議程》，公開修訂版，2026-07-30。以異質光電與校準、成本作為長期光學運算的設計基線。
• [I4] Neo.K（2026）。《拓撲約束執行引擎 v2.0》，公開修訂版，2026-07-30。TCE 的編譯、候選重寫、資源映射與驗證回退原則。
• [I5] Neo.K × Aletheia（2026）。《GCCFT Paper 00：全域耦合計算場論的形式核心》，2026-09-22，既有研究草稿。引述概念而不公開其私人源碼或以內部模擬充當物理證據。
• [I6] Neo.K × Aletheia（2026）。《DNGP Paper 02：Depth Semantics》；《DNGP Paper 10：Projection & Materialization》；《DNGP Paper 12：Genesis Matrix / Agent-Native Programming Interface》，2026-09-23，既有 DNGP 研究。程式語義與可操作視圖不等於物理場位元。
• [I7] Neo.K（2026）。《計算機概念產品系列：全系列盤點 v0.1》，2026-07-29。系列母稿、修訂分類與證據紀律。

外部實驗研究與技術標準（2026-10-22 核對）

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• [E8] International Organization for Standardization. ISO 11553-1:2020 — Safety of machinery — Laser processing machines — Part 1: Laser safety requirements. https://www.iso.org/standard/67658.html 。僅對適用的雷射加工機械情境參考，不可直接宣稱覆蓋所有光學計算設備。
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附錄 A：場容器的最小術語表

附錄 B：完整任務記錄模板

Study ID:
Hypothesis / Claim ID:
Source program / canonical revision:
Task / function / input distribution:
Input encoder ref and revision:
Physical substrate and backend capability:
Boundary hardware or simulator snapshot:
Region geometry and coordinate frames:
Configuration ID and revision:
Calibration ID, time validity and uncertainty:
Safety authorizations (if physical):
Trigger and observation timeline:
Raw observation storage and digest:
Decoder ID, revision and calibration:
Verification rule and acceptable tolerance:
Result verdict and reason:
Whole-system latency and energy boundary:
Comparison baseline and input parity:
Exception / abort / rerun policy:
Evidence tier and verifier:
Reproduction artifact identifiers:
Publication and licensing constraints:

附錄 C：讀者可檢查的十項反例

1. 在空氣中兩條不相干雷射交叉，未觀測到有效訊號耦合，卻宣稱完成 XOR。
2. 相機顯示一個漂亮的 3D 立方體，卻沒有輸入編碼與輸出讀取契約。
3. 使用超音波控制光束方向，卻把偏轉實驗報告成通用可級聯光學電腦。
4. 把含相位的複數場直接縮減成強度影像，再聲稱未丟失任何資訊。
5. 將校準後生成的理想模擬曲線標記成真實探測器資料。
6. 在量測後反覆修正閾值，使每一個實驗都看似完全正確。
7. 將瞬時光傳播時間當作裝置的整體計算請求時間。
8. 將同一條執行命令在網路逾時後自動重播，未確認原物理動作是否已發生。
9. 將 AI 的安全評價當作獨立物理聯鎖，允許自行關閉裝置限制。
10. 只因外部研究已完成三維玻璃波導，便宣稱本文自由空間場容器裝置已被驗收。

附錄 D：正式提交前版本與授權檢查

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