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EML-FCRPC Paper 07｜AI 原生跨介質計算編譯器：語義保持、能力映射、物理執行與證據化回退

english_title

AI-Native Cross-Media Computing Compiler: Semantic Preservation, Capability-Aware Mapping, Physical Execution, and Evidence-Bound Fallback

series

EveMissLab Field-Container and Reconfigurable Physical Computing

series_abbreviation

EML-FCRPC

paper

07 / AI-Native Cross-Media Compiler and Verifiable Physical Routing

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 source analysis, systems design and drafting)

institution

EveMissLab／一言諾科技有限公司，台灣

document_class

Engineering Concept / Compiler Architecture / Interface Proposal / Falsifiable Research Agenda (E/R/T)

evidence_level

E0 for the integrated cross-media compiler design; prior public research and separately validated software 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 07

AI 原生跨介質計算編譯器

語義保持、能力映射、物理執行與證據化回退：從程式空間到異質物理計算後端

AI-Native Cross-Media Computing Compiler: Semantic Preservation, Capability-Aware Mapping, Physical Execution, and Evidence-Bound Fallback

公開研究與證據聲明：本文提出的是跨介質編譯、規劃、部署與驗證的概念產品介面及工程研究議程。它不是已製成的全域邏輯計算機、商用光場編譯器、奈米群體運算機、已接通實體設備的 FCEI 平台，也不是已有實測加速數據的軟體產品。文中 JSON、演算法與部署樣例均屬規格設計；除明確標明既有數學原理外，不將提案冒稱為測試通過。AI 提議不等於安全授權，硬體配置不等於執行，量測數據不等於結果驗證，執行結束不等於對正典狀態的提交。

關鍵詞：AI 原生編譯器；跨介質計算；場容器執行介面；FCEI；DNGP；TCE；GCCFT；GCM；GCCWT；異質硬體；多層中介表示；型別系統；能力協商；物理量綱；驗證式部署；數位回退；可重構類比計算；光場邏輯；聲光調制；可重組實體單元；物理量測；證據血統；計算權限。

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

EML-FCRPC Paper 00–06 已依序提出場容器概念架構、三維格子與體素程式表示、外部場域與中央計算機的控制契約、三維光學場邏輯、聲光動態調控、可重組實體邏輯單元，以及可重構類比運算原型。本篇處理其間尚未閉合的關鍵工程問題：如何使同一個具有明確輸入、輸出、精度、權限與證據要求的計算任務，在不同物理計算介質之間進行可檢查的語義降階、規劃、執行與結果比較？

本篇提出候選 AI 原生跨介質計算編譯器（AI-Native Cross-Media Computing Compiler，簡稱 CMC）。CMC 並非一個由大型語言模型直接對裝置發指令的控制系統，而是把 AI 限定在可驗證的候選搜尋與模型輔助估計位置。其必要層次為：來源綁定、任務契約、型別與效果檢查、合法重寫、後端能力協商、物理／數位適配、獨立驗證、失效回退，以及由權限所有者採納結果。

CMC 建議以 FCR-IR（Field-Container Routing Intermediate Representation） 作為候選的介質中立路由描述。FCR-IR 不是新程式語言的正典，不取代 DNGP SIR/EIR，不取代 TCE TopoIR，也不取代 Paper 02 的 FCEI；它只在已選定的語義任務與可用執行後端之間，表示任務可觀測契約、後端候選、配置版本、數值不確定性、操作副作用、控制權、讀出方法與驗證義務。後端包括數位解算、SPICE／類比模擬、合格的類比實體裝置、受限制的光學／聲光模擬，以及遠期合格的物理微型單元；任何能力未被證明的後端必須拒絕真實部署，而不是由 AI 補齊不存在的能力。

本篇提出三種結果關係：嚴格語義等價、任務與誤差界相對的觀測等價，以及不得稱為等價的探索性近似。對物理介質，完整成本包含編譯、配置、校準、等待、轉換、量測、驗證、失敗回復與牆插能耗；傳播時間短、具有三維結構或高度並行，皆不直接保證端到端效能優勢。第一代 MVP 建議完全使用 simulation_only 模式，先建立 固定 CPU 數值參照 × SPICE 類比解算 × 介質能力拒絕測試的可重播流程，再評估是否引入實體設備。

本文建立可證偽假說 H07-01 至 H07-10、最小 FCR-IR／FCEI 交換契約、完整錯誤模型及逐層 Gate。整合架構目前為 E0；只有具備可下載程式、實際日誌、原始輸出、獨立判決及版本化證據時，方可依實際範圍提高證據等級。

0. 研究問題、系列位置與新增貢獻

0.1 一個計算任務，為何可能有多種物理實現？

傳統編譯器可以把同一種程式語義降階至不同處理器與機器指令。現代異質編譯器也能將特定子圖映射至 CPU、GPU 與加速器。本文進一步研究的介質不再只包含電子數位計算，而可能含連續電壓、光場波動、聲光受控介質與有限物理單元重組。

然而，這不是把 CPU 的每條指令各自翻譯成一束光或一個體素即可成立。物理計算後端可能不具備通用存取、確定性分支、任意精度、隨機存取記憶與零成本重配置。編譯器必須先確認任務的可觀測功能與允許誤差，然後才能搜尋在指定後端能力下合法的實現。

0.2 與前六篇的非重複分工

0.3 本篇正式提案

1. 提出 FCR-IR：只處理跨介質路由契約，不重建另一套程式本體。
2. 將合法等價重寫與物理近似分離，建立可拒絕的降階規則。
3. 建立有量綱、誤差界、校準與安全條件的能力描述符。
4. 明確區分 AI 候選、規則驗證、硬體授權、實際量測與正典採納。
5. 建立跨後端試驗的回執與未知狀態處理，不讓失敗回退悄悄造成重複物理作用。
6. 提出可公平比較 CPU 數位參照、SPICE、類比、光學模擬與遠期實體介質的研究協定。

0.4 本篇刻意不主張

• AI 具有自動保證正確或找到全域最優計畫的能力。
• 任意 DNGP 程式均能編譯至任何物理介質。
• 高維光學／體素編碼等於已達到相同數目的可靠數位位元。
• 物理介質天然優於電子數位系統，或必然降低能源成本。
• 觀察到光學干涉、聲學調制或機械重組就等於完成指定任務。
• 現有 DNGP、TCE、GCCFT 與 FCEI 已完成產品級跨介質整合。

1. 文獻基線：哪些機制已經存在？

1.1 MLIR：可擴充語義與合法轉換的工程基礎

MLIR 允許多個 dialect 在同一模組內共存，並能以型別、操作與轉換模式將來源 IR 合法降階至目標 IR。其 Dialect Conversion 提供 conversion target、rewrite patterns 與 type converter，這是本篇參考的成熟編譯工程機制，而不是 EveMissLab 的原創演算法 [E1][E2]。

CMC 不必取代 MLIR。對數位後端，可以選擇輸出現有 IR；對類比與物理後端，則另以 FCR-IR 表示 MLIR 常見資料型別之外的介質、校準、觀測與授權契約。是否實作為真正的 MLIR dialect，應在驗證需求與工具成本後決定。

1.2 e-graph 與等價飽和：搜尋不等於證明

egg 所代表的 e-graph／equality saturation 技術，已能在有限規則下有效維護大量等價程式候選 [E3]。它可協助搜尋圖重寫和成本較低的形式；但物理後端產生的近似、噪聲及非線性效應，不能只因在 e-graph 中有一條圖轉換路徑就宣稱嚴格等價。

1.3 TVM 與 IREE：異質後端選擇的既有技術

Apache TVM 的 Bring Your Own Codegen 提供依模式分割子圖並轉交外部 codegen 的機制 [E4]。IREE 的編譯目標與 Runtime HAL 分離示範同一上層運算如何由不同裝置驅動 [E5]。這些是可實際學習的工程先例，並非自由空間聲光計算或奈米重組單元已被它們原生支援的證據。

1.4 Khronos SPIR-V：能力宣告與目標拒絕

SPIR-V 明示 module 的 capability，並允許消費端拒絕不支援的能力 [E6]。本篇把這種「不支援就拒絕」原則延伸為包含數值、物理單位、校準、感測、致動授權與回執的更嚴格跨介質契約；兩者不可誤稱使用相同格式。

1.5 PROV-O：讓資料血統有可互通的參考概念

W3C PROV-O 使用 Entity、Activity 與 Agent 描述資料來源和活動關係 [E7]。FCR-IR 可借鑑這個結構以描述候選由誰／何規則提出、誰執行、何種資料被使用、何結果被生成；但真實證據仍須有不可隨意改寫的原始記錄與完整雜湊。

1.6 本系列的新增處不在於重新命名現有編譯器

本篇可能形成研究貢獻的範圍是：在不同物理介質之間建立可拒絕、可回退、具完整量測邊界、保持來源身份與權限分離的介面與驗證框架。其可行性與價值應由未來完整原型與基線比較裁決。

2. 四個既有理論與一個新薄型路由層

2.1 DNGP：正典結構是來源，不是硬體配置

DNGP 將 ProgramUnit、Relation、Interior、版本與權限視為正典程式結構，文字、網格、三維投影與 debugger 只是不同顯示及選擇性物化。操作位置、顯示 Z 軸、語義深度、硬體位址及物理距離，均不應被自動等同。DNGP 參考程式的已知核心仍以有限深度、明示候選與交易流程作為工程基線；本文不宣稱已有完整三維編譯器。

2.2 TCE：合法表示、重寫與部署計畫

作者《拓撲約束執行引擎 v2.0》將 TopoIR、等價重寫、因果閉包、資源圖、異質執行候選與證據約束組織為一套研究架構。TCE 的角色是搜尋合法的計算結構及執行映射，而不是直接把每一種場物理視為完全相同的指令機器 [I1]。

2.3 GCCFT：耦合、相位、活躍域與觀測分離

GCCFT 描述 active computational entities、局部狀態、耦合關係、動態計算界限與相位。這可幫助規劃器理解：某個物理後端是局部有限活動域，並非任何時刻都能全量 materialize；但 GCCFT 本身不是雷射／聲學／類比裝置的安全控制器 [I2]。

2.4 GCM／GCCWT：異質資源與時間—因果的約束背景

GCM、GCCWT 與 CTCL 的研究方向，涉及多資源身份、異質計算協調、時間對齊、資源調度與失效域。本文只借用「各載體保留自己的身份與權限」這項必要原則，不宣稱它們已構成普遍性的共用實體時鐘與全域單一權威 [I3]。

2.5 FCR-IR：新增的不是第五個正典宇宙

FCR-IR 是 TCE／來源系統與 FCEI 之間的一個可序列化的任務—能力—證據契約層。其設計限制如下：

Canonical Program / DNGP ProgramUnit
             |
             v
    SIR or Equivalent Task Contract
             |
             v
    TCE candidate rewrite & mapping
             |
             v
    FCR-IR (this paper: proposed)
             |
             v
    Backend-specific FCEI Profile
             |
             v
    Digital / Analog / Optical / Acoustic / Physical-Unit Executor
             |
             v
    Raw Evidence + Independent Verdict
             |
             v
    Authorized Result Adoption

• FCR-IR 不擁有 ProgramUnit 的正典 ID。
• FCR-IR 不創建硬體通道，也不授予授權。
• FCR-IR 不將觀測結果自行寫回 source of truth。
• FCR-IR 可被替換、重新產生或審計，不應使原始程式身份改變。

2.6 核心邊界總結

3. 最小形式化：任務、載體、耦合與候選計畫

3.1 任務是一個可觀察的契約

定義一個待求解任務：

其中：

• $\mathcal I$ 、 $\mathcal O$：可接受輸入與輸出集合，含型別與單位；
• $f$：規定的目標運算或可接受關係；
• $\mathcal Q$：輸入分布、測試集合或前提條件；
• $\ell$：損失或差異計量；
• $\varepsilon$：事前規定的可接受誤差；
• $\mathcal E$：任務到載體輸入的編碼；
• $\mathcal D$：觀測結果的解碼；
• $\mathcal C$：時間、效應、資源、證據與治理約束。

輸入分布與驗收規則不得在看到某個後端結果之後任意修改。對精確布林運算，可令 $\mathcal Q$ 為完整真值表；對連續物理運算，可令它為宣告的取樣域、刺激集合與量測窗口。

3.2 後端及物理執行域

定義後端能力快照：

其中 $K_b$ 為可支援運算族， $P_b$ 為端口與型別， $S_b$ 為狀態／頻率／解析度限制， $U_b$ 為輸入及控制方式， $O_b$ 為可觀測量， $A_b$ 為裝置權限／聯鎖能力， $V_b$ 為版本和資格證據。

對物理執行域，可抽象為：

這是一般受控動態系統描述，不意味著所有物理後端均可化為平滑常微分方程。具有離散跳轉、代數約束、隨機過程、量子通道或非局部場方程的載體，須換成相符的模型與求解器。

3.3 候選部署是部分函數而非全能映射

令 $\mathfrak B$ 為已登錄後端集合。合法映射：

其中部分箭號意指任務可能沒有任何合格後端。若無滿足型別、效應、誤差、校準與安全的可用路徑，正確結果是 NO_LEGAL_BACKEND，而非臆測出未知計算能力。

3.4 候選計畫與約束

定義候選計畫：

其中 $r$ 為重寫和任務分解， $\mu$ 為後端映射， $\kappa$ 為參數及配置快照， $\sigma$ 為時間和同步， $\omega$ 為讀出配置， $\nu$ 為驗證策略， $\phi$ 為回退策略。

其接受集合：

此處各 Gate 都有可拒絕的實作意義，不是替候選模型加上的裝飾性打分。

3.5 計算、配置與觀測分開

以下三件事不能互相證明：

其中 Configured 在物理後端還要區分「命令已下發」與「已可靠讀回設備狀態」。

4. 型別系統：跨介質不是把所有訊號變成一個 value

4.1 五種必須明示的型別家族

4.2 量綱與座標並非名稱相同就相容

位置可有 workspace-unit、公尺或設備自訂單位；相位可指光學場的弧度、聲波控制的弧度或 GCCFT 的計算相位。若沒有具體映射，三者不得被程式編譯器視為同一型別。

建議設計有型別的 Quantity：

Quantity = {
  kind,
  unit,
  coordinate_frame?,
  reference_frequency?,
  representation,
  value_domain,
  calibration_binding?,
  uncertainty_model?
}

型別合法不代表物理量測已正確。每個參數的參照頻率、測量位置、介質、溫度等影響結果時，應記入觀察環境與校準快照。

4.3 禁止隱式高風險型別轉換

以下類型預設不得自動轉換：

• 無單位數值 → 具有物理單位的致動器設定；
• 可見光點 → 已讀到一個光學計算位元；
• 圖像像素 → 真實空間中的物理位置；
• 顯示 Z 軸 → DNGP 的 semantic depth；
• AI 生成的「可信度」→ 感測器定義的量測不確定度；
• 模擬配置版本 → 物理配置已生效；
• 數位精確布林值 → 未校準類比信號的同等精確值。

4.4 效果系統：純計算、狀態修改與物理致動分開

規劃器至少須區分：

PURE_NUMERICAL
SIMULATED_STATE
CANONICAL_STATE_PROPOSAL
DEVICE_CONFIGURATION_REQUEST
PHYSICAL_ACTUATION
EXTERNAL_SIDE_EFFECT
RESULT_ADOPTION

不同效果需要不同權限。純數位測試與受控實體致動，不可共用一個隱含的 execute: true 欄位。

4.5 裝置端口不只是字串

合法連接端口至少需要 port_id、direction、quantity_type、unit、rate_or_bandwidth、range、reference_frame、drive_compatibility、readback_capability 等約束。對物理電路，還需合法電氣拓樸；對光路，還需傳播或介質模型；對群體單元，還需實體接點／訊號關係的區分。

5. FCR-IR：中介表示只保存路由契約，不侵占來源正典

5.1 FCR-IR 的三個構件

1. Task Segment：來源 ID、目標函數、輸入輸出、容許損失、效果與接受準則。
2. Capability-Bound Plan：候選後端、已檢查型別、配置快照、預算、校準與讀出條件。
3. Evidence Requirement：求解器／驅動器版本、原始資料、驗證器、拒絕碼、回退與採納規則。

這三者構成一個路由快照，不是新建 ProgramUnit 的替代品。

5.2 分層的中介表示候選

Source Program / Domain Specification
    |
    +-- DNGP ProgramUnit / Relation / Interior
    +-- Traditional language IR / Graph / Task API
    |
    v
[Semantic IR] preserve identity, effects, task meaning
    |
    v
[Rewrite IR] TCE-style legal alternatives and obligations
    |
    v
[FCR-IR] backend-independent task / capability / evidence contract
    |
    +-- [FCEI-Analog] component network and readout
    +-- [FCEI-Optical] field profile and optical observation
    +-- [FCEI-AO] acoustic control and light coupling
    +-- [FCEI-TC] unit connection and reconfiguration
    +-- [Digital] CPU numerical / symbolic reference
    |
    v
[Observation and Independent Verification]

5.3 新增的 FCR-IR 應可序列化與重播

重要的不是選擇 JSON、Protobuf 或其他容器，而是規格需固定：

• 欄位的合法範圍、可選／必填性、型別和版本；
• 未知欄位與未知 operation 的處理政策，預設 fail closed；
• 候選、後端能力與驗證器的快照版本；
• canonical serialization 和完整雜湊的規則；
• 哪些字段影響計算語義，哪些只是渲染或註記；
• deterministic replay 所需的輸入、種子、初態、求解器與事件序列；
• 不能重播的實體試驗如何保存原始觀測與證據缺口。

5.4 FCR-IR 的最小接受規格

6. 語義保持：嚴格等價、觀測近似與探索性轉換

6.1 三類不可混淆的轉換結果

A 類，嚴格等價（strict semantic equivalence）：在指定語義域與副作用模型中，兩個程式的輸入輸出及必要觀察軌跡一致。純有限整數函數可在明確溢位語義下測試此類；在任意浮點重排與帶雜訊物理介質中，不可預設此類成立。

B 類，任務相對觀測等價（task-relative observational equivalence）：在明示的輸入集合、初始狀態、量測方式、損失與閾值下，候選輸出達到接受界限。此類最可能適用於類比、光學及其他有量測誤差的物理後端。

C 類，探索性近似（exploratory approximation）：結果有可能有用，但尚未充分證明等價、容差或適用範圍；只能作研究候選，不可自動寫回要求精確正確性的正典狀態。

6.2 嚴格等價需要包含效果

對純函數 $p_1,p_2$，可要求：

若包含外部狀態、I/O、時間限制或裝置作用，單純的最後數值相同可能不夠。此時還需比較被規格選為可觀測的效果軌跡：

ObsTrace 的等價條件必須由任務契約事前定義，不得預設所有物理微觀狀態都完全相等。

6.3 近似物理實現：把編碼、介質、觀測、解碼完整列出

對一個合法候選 $\Pi$ 與實驗輸入 $i$，定義：

其中 $\mathcal E$ 將任務輸入轉為介質激勵； $\Phi$ 是在指定配置和環境下的實際物理或數值演化； $\mathcal H$ 是測量； $\mathcal D$ 是凍結的解碼器。

可接受誤差的一種候選條件為：

但單一平均值可能隱藏嚴重離群錯誤。若要求高可靠性，還需指定尾部事件：

兩式是可選的研究驗收契約模板，不是目前已完成的概率保證。若樣本量不足以估計尾端風險，驗證器應回傳 INDETERMINATE 而非 PASS。

6.4 數值型別與解碼器必須凍結

物理後端不能在看到資料後，調整比較器閾值來讓分類任務「更容易通過」。輸入幅度、輸出單位、頻率掃描、取樣率、損失定義、通過閾值、排除規則和隨機種子，應至少在評估批次前固定版本。

如果某個後端需要重新校準，可在獨立的校準資料集中修改解碼模型，然後重新鎖定，並且使用新的盲測集合。不得把測試集後驗調整冒稱為通用能力。

6.5 跨介質等價不是「相同資料外觀」

對一個濾波任務，CPU 實作、SPICE 模型與實體類比網路可能在同一個頻率區間內輸出相似複數傳遞函數；這不等於它們在系統噪聲、過載、突波、長期漂移、電源成本或無限頻率範圍上等價。

對光學和聲學後端，類似地需要明確界定場模型的線性／非線性假設、邊界條件、取樣模型與可觀察量。在一個有限基準中觀測等價，是受限結論；不是跨介質的普遍物理等價。

6.6 轉換規則的 proof obligation

每條候選轉換規則建議附：

rule_id
source_pattern / target_pattern
preconditions
preserved_observables
preserved_effects
numerical_semantics
required_capabilities
error_budget_contribution
resource_assumptions
independent_validation_method
rule_version

其中 preserved_observables 不能只是布林旗標。它應指向可以實作測試或形式檢查的規格；無法證明時需降為 APPROXIMATE_UNVERIFIED 或拒絕。

7. 能力協商：不讓一張宣傳規格表決定實體安全

7.1 能力描述符不是自動可信的裝置證明

每個後端至少回傳 DescribeCapabilities 的版本化快照，包括：

• backend_id、backend_kind、driver_version、capability_version；
• supported_modes（如 simulation_only、未來合格的 physical）；
• supported_operations、value_types、input_ports、output_ports；
• output_observables、uncertainty_models、replay_limitations；
• supported_media、coordinate_frames、time_bases、units；
• resource_limits、calibration_validity、settling_rules；
• actuation_constraints、interlock_owner、authorization_requirements；
• attestation（來源、取得方式、測試或未知狀態）；
• capability_digest（對快照實際內容計算的摘要）。

設備自行聲稱支援某模式，只是候選可用性資料；對真實硬體仍需獨立資格、聯鎖、操作範圍與受控 readback。

7.2 能力快照的最小 JSON 示例

以下是資料型別的設計示例，並非任一真實裝置輸出的 JSON。示例刻意只允許數值模擬。

{
  "schema": "eml-fcrpc/backend-capability/v0.1",
  "backend_id": "backend:demo:ode-cpu",
  "backend_kind": "digital_numeric_simulation",
  "capability_version": "demo-1",
  "driver_version": "candidate-only",
  "supported_modes": ["simulation_only"],
  "operation_classes": ["linear_state_space", "sampled_output"],
  "supported_quantity_types": [
    {"kind": "real_scalar", "unit": "dimensionless"},
    {"kind": "time", "unit": "s"}
  ],
  "observation": {
    "kind": "sampled_real_sequence",
    "sampling_time_unit": "s",
    "requires_decoder_ref": true
  },
  "limits": {
    "max_state_dimension": 2,
    "max_duration_s": 10,
    "physical_power_output": false
  },
  "physical_execution": {
    "available": false,
    "independent_interlock": false,
    "authorized": false
  },
  "attestation": {
    "kind": "unverified_document_example",
    "test_receipt_ref": null
  }
}

這份 JSON 僅描述候選介面格式。max_state_dimension 是示意能力而非實際性能驗收。實作時還需規定 JSON Schema、未知欄位政策、capability_digest 正典序列化規則與檢查所需的完整 field set。

7.3 從能力到合法候選的四個 Gate

Gate A：靜態型別。 操作、資料、單位與端口方向能否對應？

Gate B：數值任務。 解析度、頻段、非線性、容忍誤差和讀出能力是否足夠？

Gate C：物理配置。 實體拓樸、幾何、能量、溫度、時序、回授與感測器是否在允許範圍？

Gate D：治理與證據。 裝置是否有有效校準、授權、獨立聯鎖及可追溯資料？

Gate C/D 對 simulation_only 僅檢查禁止物理動作的契約，而不是在純數位模式中假裝已經獲得物理實驗授權。

7.4 unknown 不等於 supported

如果某個光學後端未提供「是否支援可級聯閘」的資料，編譯器不得由宣傳文字推測它支援。若微型單元沒有可靠的接點 readback，就不得將計畫推進到物理拓樸變更。若缺乏類比器件可在指定頻率下維持精度的數據，就只能進行探索性模擬或調降任務能力，不能默默放寬契約。

7.5 能力版本具有時效

物理裝置能力取決於當前 firmware、溫度、校準窗口、電源、健康度和可用資源。編譯時的能力快照即使合法，也可能在執行前失效。系統應在授權前與啟動前重新核對必要快照，而不是只讀一次 device profile。

8. AI 與決定性閘門：候選搜尋可以學習，批准必須可查

8.1 AI 的合理任務

在本架構中，AI 可協助：

1. 分析計算圖中的純函數區域與允許近似的區域；
2. 預測某任務在哪些後端可能達到較好的能效或吞吐；
3. 建議等價重寫、圖分割、拓樸重構與 readout 策略；
4. 根據合法的歷史量測資料估計配置、校準與故障風險；
5. 形成數個互相競爭的候選方案，並解釋其不確定性；
6. 在拒絕原因明確的前提下產生新的候選，而非偷偷改寫安全規則。

8.2 AI 不可直接擔任的職能

AI 不直接簽發物理操作授權，不可停用聯鎖，不可擅自放寬型別和效應邊界，不可偽造校準，不可將沒有原始資料的數值填入驗證回執，也不得在未知物理結果時盲目重試具有副作用的指令。

8.3 候選決策建議保留至少三個非 AI 基線

• B0: STATIC_DIGITAL：永遠使用同一個合格數位後端。
• B1: RULE_BASED：透過明確規則選擇後端，不使用模型預測。
• B2: BUDGETED_SEARCH：固定候選次數與時間預算的有限搜尋。
• A0: AI_ASSISTED：與 B2 相同資源額度，加入 AI 預估與候選提案。

對同一份任務批次，以同樣候選數量、計算時間與可用後端資格比較，才能討論 AI 是否真正帶來改進。

8.4 一個可實作的候選生成架構

Task Contract + Frozen Acceptance
              |
              v
Canonical/Efffect/Version Snapshot
              |
              v
Legal Rewrite Generator (rules, e-graph, AI candidates)
              |
              v
Deterministic Type/Effect/Capability Filters
              |
              v
Cost Estimator + Uncertainty Bounds
              |
              v
Budgeted Candidate Ranking
              |
              v
Independent Plan Validator
              |
              v
Authorized Simulation or Physical Trial

AI 推估成本或風險不自動覆蓋硬性 Gate。模型得分高但違反單位／校準／權限者，不屬可選集合。

8.5 不能把一個模糊的「全域最優」當成演算法

候選圖的分割、資源映射、配置順序與跨域資料流可能組合爆炸。對有限預算而言，只能報告「在本次候選集合、成本模型與驗證約束下取得的最優已搜尋方案」，不能宣稱找到未知物理系統的絕對最佳形態。

9. 編譯流程：從來源到候選，不跨越授權

9.1 Phase A：來源解析與快照凍結

載入任務來源的正典 ID、版本、必要閉包、型別、效果和狀態依賴。若是 DNGP，保持原 ProgramUnit／Relation 身分；若是傳統程式或計算圖，需建立等價的來源追蹤，不能冒填 DNGP ID。

若來源在候選生成過程中被其他人或 Agent 修改，舊快照應標為 stale 並重新規劃，而非直接覆蓋現有來源。

9.2 Phase B：正規化與有效工作區

從任務需求與輸出閉包識別真正需要計算的區域。遵循 TCE 的依賴、效果與資料一致性限制，不能因為只要一個局部結果就忽略會影響該結果的外部副作用或必要全域同步。

9.3 Phase C：重寫候選與數值策略

生成合法算子融合、分割、近似與資料佈局候選。對精確語義建立驗證義務；對近似語義建立輸入域、損失、容差與可觀測條件。重寫若改變了任務效果，必須被拒絕或提出新任務，而不能稱為原任務的同義轉換。

9.4 Phase D：後端能力協商

以凍結的 backend capability 與數位參照求解器選擇候選。對光學、聲學、物理單元等實體介質，只能選擇其已證明支援的 operation subset；其他任務應保留 CPU/GPU／數位求解路徑。

9.5 Phase E：生成 FCR-IR 與 FCEI profile

FCR-IR 管理端到端任務、驗證與回退。具體物理配置由 FCEI-Analog、FCEI-Optical、FCEI-AO、FCEI-TC 等後端 profile 保管。不同 profile 的量測與配置不得互相假裝同一型別。

9.6 Phase F：候選驗證與授權

候選需要通過靜態型別／後端能力／數值模型／安全聯鎖／版本與權限等相應 Gate。模擬模式允許在無實體設備時產生數位運算結果；物理模式只有裝置權限所有者和獨立安全裝置能授權。

9.7 Phase G：執行、觀察、比對與採納

執行後取得原始資料，凍結資料摘要，由獨立驗證器判斷是否達到事前契約。驗證通過只產生可被採納的結果；是否寫回 ProgramUnit、世界狀態或其他來源，仍由相應的來源權限系統決定。

9.8 不因回退而自動改寫正典

若某後端失敗，規劃器可以提出 CPU 數位回退方案，但其結果必須由同一個任務契約驗證。若原試驗有未確認的外部效果，回退前必須取得已知安全狀態，否則保持 PHYSICAL_OUTCOME_UNKNOWN，避免重新執行造成重複致動。

10. FCR-IR v0.1：候選跨介質計畫之 JSON 契約

10.1 本契約不是已上線的 API

以下 JSON 為概念產品規格樣例，尚未有真實編譯器產生此內容。本範例以 Paper 06 的理想 RC 低通功能為任務，選擇數值模擬後端，且明確不啟動硬體。為方便展示，部分 hash 欄位設為 null，表示尚未封存任何實際執行輸出；合格系統不得把此示例視為完成的測試回執。

{
  "schema": "eml-fcrpc/cross-media-plan/v0.1",
  "plan_id": "plan:demo:rc-lp-001",
  "plan_revision": 1,
  "status": "CANDIDATE_NOT_EXECUTED",
  "source": {
    "system": "DNGP-projection-example",
    "canonical_unit_id": "program-unit:illustrative-rc",
    "canonical_revision": 1,
    "id_verified": false
  },
  "task": {
    "task_id": "task:rc-transfer-function",
    "task_revision": 1,
    "operation_class": "linear_time_invariant_filter",
    "input": {"kind": "small_signal_voltage", "unit": "V"},
    "output": {"kind": "voltage_transfer", "unit": "V_per_V"},
    "analysis": {"kind": "ac_sweep", "frequency_unit": "Hz", "start": 10, "stop": 1000000},
    "acceptance_ref": "acceptance:rc-analytical-reference-v1",
    "effects": ["SIMULATED_STATE"]
  },
  "rewriting": {
    "rule_set_revision": "demo-rules-v1",
    "semantic_equivalence_kind": "task_relative_numeric",
    "unproven_obligations": ["simulation_accuracy", "model_assumptions"]
  },
  "routing": {
    "backend_id": "backend:demo:spice-sim",
    "backend_kind": "analog_circuit_simulation",
    "capability_version": "unverified-candidate-v1",
    "mode": "simulation_only",
    "configuration_id": "configuration:rc-low-pass",
    "configuration_revision": 1,
    "boundary_revision": 1,
    "calibration_revision": null
  },
  "verification": {
    "input_encoding_ref": "encoding:rc-v1",
    "output_decoding_ref": "decoder:complex-gain-v1",
    "verifier_ref": "verifier:rc-analytical-v1",
    "source_digest": null,
    "required_raw_artifacts": ["complex_transfer_curve", "solver_log"]
  },
  "governance": {
    "proposal_only": true,
    "physical_actuation_authorized": false,
    "requires_independent_verification": true,
    "result_adoption_authorized": false
  },
  "fallback": {
    "backend_id": "backend:demo:ode-cpu",
    "allowed_after_unknown_physical_effect": false,
    "needs_new_execution_id": true
  }
}

10.2 此處的欄位對應 Paper 02，而非另起一套身份

Paper 02 通用 FCEI 使用 task_id、task_revision、source、function_contract、execution_request 與 governance。此處的 task 與 routing 是規劃器內部表示；在送出 FCEI 前，必須有一個明確轉譯器，產生符合 eml-fcrpc/field-task/v0.1 的記錄，保留相同 task_id、源身份、功能驗收及配置版本。

Paper 06 的 FCEI-Analog analog_payload、電氣網表與觀測型別仍由 Analog Profile 保管。FCR-IR 不重定義元件接腳、SPICE 語法，也不讓 routing 層發明任何未經驗證的電路端口。

10.3 欄位版控與實際部署前需增加的要求

此示例不構成完整 JSON Schema。要成為工程介面，還需：

1. 針對必填欄位、枚舉、長度、數值範圍與單位建立 JSON Schema／protobuf 或等價驗證器；
2. 針對可移動與可擴充欄位規定嚴格的版本協商；
3. 規定 canonical serialization、hash scope、字串正規化與禁止不合法浮點表示；
4. 每個 source_digest、candidate_digest 都要由實際 bytes 計算，不得使用佔位字串；
5. 新增授權證書的驗證規則，避免憑布林值決定硬體可否啟動；
6. 明確定義事件時序、時鐘域、取消、超時與執行結果未知情況；
7. 維持從 FCR-IR 到 FCEI 的映射驗證測試；
8. 將保留或丟失的資訊列為 loss_report，未聲明的降階損失必須拒絕。

10.4 FCEI Field Task 降階不應遺漏效果

routing.mode == "simulation_only" 的合法產物必須明確攜帶 physical_actuation_authorized=false。若某個自訂後端 adapter 突然將模式改為 physical，即使任務內容完全相同，也必須視為新的治理與效果契約，重新經過權限和設備安全審核。

11. 合法映射與後端 Profile 邊界

11.1 數位後端：參考計算與可重播結果

CPU 的符號／數值解算器可作為可檢驗的 reference backend，但「數位」不意味每次求解都能得到數學精確解。浮點誤差、ODE 步長、線性代數條件數、輸入資料與實作版本仍要列入證據。數位參照應優先選擇具獨立驗證可能的問題，如解析 RC 轉移函數與已知線性狀態空間模型。

11.2 類比後端：保留 netlist、模型與觀測量

對 Paper 06 的 RC 低通範例，理想無負載模型為：

對同樣的 R 與 C，在高通接線下為：

即使同一組元件可藉接線重配置得到不同函數，也不能讓 CMC 只輸出 filter: "lowpass" 就宣稱完成部署。它須產生由 profile 驗證的元件表、節點關係、量測定義、模型條件與候選接線／配置 revision；實體版本則還需要電源、驅動、接點讀回和安全確認。

11.3 光學後端：不把交叉看成必然邏輯

FCEI-Optical 需要明示：輸入光場編碼、介質和光路假設、相干／非線性條件、探測器位置與輸出解碼。對線性干涉型運算，其觀測可能在特定相位與讀出策略下表示某種函數；但不得由「兩束光在三維空間交叉」推論已有可級聯數位邏輯。

若要求精確記憶、通用分支或獨立可重用的非線性門，後端未明示支援時應拒絕，或將該子任務保留在電子數位部分。

11.4 聲光後端：控制聲場不等於任意光學邏輯

FCEI-AO 的聲壓、相位、折射率擾動與光束偏轉關係，須作為時間依賴的介質模型。CMC 可以提議「把聲光調制用於光場配置或路由」，但需要後端提供可控制量、觀測、校準及延遲模型。若只能展示光束偏轉或體積顯示，該能力只能被標示為調制／顯示，不得自動升級為可用的通用邏輯閘。

11.5 拓樸實體單元後端：三種接線的概念不可混

FCEI-TC 需區分單元的外觀位姿、實際接觸拓樸、訊號連接拓樸與計算語義關係。單元移動不一定改變有效運算；接點改變不一定形成新函數；拓樸更改也可能影響狀態、初始化與瞬態。必須在 profile 中分別規定驗證方法。

11.6 多後端分段：狀態轉移、序列化與驗證成本

混合計算可以將部分子任務交給類比／光學、其餘保留 CPU。然而每個跨邊界轉換都涉及：

• 數位到類比／光場的訊號編碼；
• 介質與環境的有效工作域；
• 量測和模數／光電轉換；
• 資料移動、同步、等待與儲存；
• 分段模型的誤差傳播；
• 子任務的版本、來源與驗證證據。

只計算介質內核執行時間，並不足以證明混合編譯有任何實際優勢。

12. 時間、相位與跨域同步：物理工作不是一條虛構的瞬時邊

12.1 三種時鐘

1. 中央控制時鐘：CPU／driver／host 所用事件順序與單調時間。
2. 設備本地時鐘：ADC、DAC、探測器、FPAA、致動器或遠端硬體自身時序。
3. 物理場相位及傳播時間：光學、聲學與系統狀態的實際演化時間。

任務的因果順序不能僅以 UI 動畫時間或文字 log 排列推斷。跨設備同步需要明示時鐘轉換、漂移、時戳精度和不確定性；若時間關係不足以驗證輸出，應回傳時序不足。

12.2 計算相位不同於光學或聲學相位

GCCFT 的 phase-aware interaction 是調度與耦合的抽象；光學相位是電磁場的物理量，聲學相位是介質波動的物理量。它們可透過特定控制模型映射，不能因名稱相同就共享單位和數值。

12.3 一次合法試驗的事件順序

E0: source snapshot acquired
E1: plan candidate generated
E2: validators passed
E3: capability/calibration fresh
E4: authorization granted (physical mode only)
E5: execution request accepted with unique id
E6: device configuration acknowledged
E7: configuration actually read back
E8: activation/settling window measured
E9: sample window closed
E10: raw observations committed to evidence store
E11: independent verdict generated
E12: source owner adopts or rejects result

其中 E5–E10 的順序及必要性會因不同後端而異；對數位模式不需要虛構 E7 的實體感測，但同樣要保存求解器與程式版本。對物理模式，不能將 E6 的「命令已接受」誤報成 E7 的「物理配置已達標」。

12.4 同步與可重播的限制

對軟體模擬，若所有初態、參數、演算法、版本與種子固定，可目標性建立 deterministic replay。對真實物理實驗，環境噪聲、量測不可逆性與漂移可能令精確重播不可行；此時應保存原始事件與對照統計，不得宣稱重跑即會得到位元完全相同的原始信號。

12.5 事件版本綁定

一個計畫至少需綁定：

source_revision
plan_revision
backend_capability_version
configuration_revision
boundary_revision
calibration_revision_or_null
encoding_ref
readout_ref
acceptance_rule_revision
verifier_version
execution_id

任何會影響執行合法性或判定的修訂，都應讓既有執行許可失效，或依法定義的重新驗證路線處理。

13. 三種提交與一種特別危險的未知狀態

13.1 第一種提交：語義變更提交

修改 DNGP Relation、Interior 或其他程式本體，需經來源系統的 candidate／validate／commit 流程。單純變更 Spatial Canvas 的位置、畫布相機或圖層間距，不構成這種提交。

13.2 第二種提交：設備配置採納

某個裝置收到設定命令，不代表實際配置已生效。若由交換矩陣完成物理接線、光學調制器接受配置或微型單元重新形成接觸關係，必須有對應讀回、校準與裝置層安全狀態。此提交只屬設備域，不是程式正典。

13.3 第三種提交：計算結果採納

原始觀測、解碼、獨立驗證通過後，來源系統可以選擇採納某個值、更新某個狀態或拒絕結果。這是來源寫入權限，不是設備執行者的自動權力。

13.4 未知物理結果不可假裝已回滾

若控制器與裝置在發出命令後斷線，主機可能不知道裝置究竟已啟動、未啟動、部分執行或已生效但回執遺失。此時狀態應標記 PHYSICAL_OUTCOME_UNKNOWN，並保留以下信息：

• 唯一命令與執行 ID；
• 最後已確證的事件與版本；
• 最後已知安全配置及觀測；
• 是否可能發生不可逆外部副作用；
• 允許讀回或人工處理的恢復流程。

預設不得自動重送具副作用的動作。數位 fallback 可以對純計算子任務執行，但如果它會導致來源又採納一次、再次觸發實體動作或重複下游副作用，必須重新核對權限與執行歷史。

13.5 Idempotency 是介面契約，不是口號

設計中應對 execution_id 定義去重與狀態查詢；但沒有裝置端持久去重、不可重放權杖和結果可查接口時，主機不能只靠自己的記憶就宣稱達到 exactly-once 物理操作。更合理的策略是：在受限假設下提供 at-most-once 提交、未知狀態顯式保留、可安全重查且不可安全重試的界線。

14. 多目標成本：必要時正確決策就是不使用新物理後端

14.1 完整端到端延遲

對無重疊的序列任務，可設：

若某些階段可並行或重疊，必須改以事件 DAG 的關鍵路徑長度測算，不能將重疊段簡單加總後誤稱實際延遲。

14.2 完整牆插能耗

這是分類帳，實際儀器與設備的能耗項必須互斥，避免一個設備同時計在多個類別。另應報告待機、部署、失敗與維護成本；光束在介質中快速傳播不等於完整系統低能耗。

14.3 成本向量與硬性約束

其中 $U_{model}$ 是模型不確定性； $R_{failure}$ 是需要明確定義與校準的風險項。對於安全、合法性、資料治理或硬件限制，不建議用加權成本函數允許違規以換取更快速度；應先由硬性 Gate 排除不合格計畫，再在合法集合內做 Pareto 或成本最小化。

14.4 比較應使用相同任務品質門檻

比較 CPU 與類比／光學後端時，需要鎖定同一份任務分布、輸入信號、要求的精度、失敗政策與結果判定。不能把低精度物理後端的吞吐，與高精度數位解算的吞吐直接當成相同服務品質。

14.5 重配置值得做的最低門檻

假設固定後端的每次合格執行成本為 $C_d$，可重配置後端的每次合格執行成本為 $C_p$，而部署、校準與轉換的額外固定成本為 $C_0$。若 $C_d>C_p$，且有 $N$ 次同規格任務可共用有效配置，初步必要條件是：

此不等式是簡化的成本損益門檻，不證明可靠性或品質等價；若每次必須重新校準，額外成本應回到每次成本項。若物理後端任務失敗率較高，應將失敗、重試與人員處理成本列入。

14.6 AI 規劃也需支付成本

若 AI 模型反覆思考的成本比固定規則可節省的成本還高，正確決策就是不用 AI 作該部分規劃。AI 的價值應從公平 A/B 基準得出，而非由「AI-native」品牌字眼推導。

15. 跨介質編譯器的首輪實驗：不是先造一台新光盒

15.1 實驗對象：凍結的少量、可解析任務

第一輪推薦四種互不混淆的測試：

X07-C 的第一輪只測軟體介面，不等於執行真實雷射實驗。X07-D 不要求製造自我移動微型裝置。以這四組基準測試 compiler 的共用契約，比直接裝入所有聲、光、熱、液體與奈米後端更容易識別缺陷。

15.2 實驗 A：RC 拓樸—函數的跨後端橋梁

保持 Paper 06 的一個電阻及一個電容，採用低通與高通的明確接線圖。實驗由四步組成：

1. 用經審查的解析傳遞函數建立事前 reference；
2. 從同一份候選拓樸產生受限的 SPICE 網表與 CPU 數值任務；
3. 確認兩者採用相同元件值、理想源假設、負載條件、掃頻範圍與輸出定義；
4. 比較複數傳遞函數與容差，保留完整原始輸出、求解器版本及每一個不一致的原因。

其目標不是重新證明 RC 濾波器存在，而是讓一個來源任務在兩個後端保持身份、版本、規格與可驗證結果。

15.3 實驗 B：狀態與事件邊界

選取有限維線性系統，指定：

要求固定初態、時間窗口、輸入刺激、取樣時刻與誤差範圍。再故意製造：時間單位錯誤、輸出取樣點不同、缺失初態、交換輸入輸出端口等問題。正常系統應拒絕或標記條件不相容，而不能只比較一張看似相近的波形圖就宣稱語義等價。

15.4 實驗 C：能力拒絕比假裝運算更重要

構造一個只宣稱支援線性光場傳播的模擬 profile，再要求它執行需要可級聯非線性記憶的任務。期望結果：UNSUPPORTED_CAPABILITY 或精確的更細拒絕碼。若 AI 發現任務不符合能力時，應改提數位 fallback，而不是編造新的光學非線性材料或偽造配置參數。

同理，具有超音波場配置能力的 profile，不應在缺乏輸出函數、探測器與解碼模型時，自動被選為布林邏輯後端。

15.5 實驗 D：同一 DNGP 格子的三種編輯

對同一合法 ProgramUnit 執行三組動作：

D0: DisplayMove(cell)        -> view revision only
D1: ConnectTypedRelation    -> canonical candidate, needs validation
D2: ProposePhysicalRouting  -> FCR-IR candidate, not a hardware action

測試期望：D0 不增加任何 canonical relation；D1 不直接改變實體設備；D2 不自動取得 DNGP commit 權限，也不自動授權任何致動器。

15.6 首個模擬式端到端閉環

one frozen task
    -> source snapshot
    -> typed FCR-IR
    -> backend capability match
    -> digital reference + alternate numeric adapter
    -> raw outputs and versioned receipts
    -> independent comparison
    -> PASS / FAIL / INDETERMINATE
    -> explicit result adoption decision

只有當以上每一步有真實、可檢查的程式與資料時，才能稱為 EML-FCRPC 的軟體原型。單純寫完文件或產生符合樣式的 JSON，不足以升級證據等級。

16. 失效分類、回退與拒絕碼

16.1 最小狀態機

PROPOSED
  -> STATIC_VALIDATED
  -> CAPABILITY_MATCHED
  -> PLAN_VALIDATED
  -> AUTHORIZED_FOR_MODE
  -> DISPATCHED
  -> OBSERVED
  -> INDEPENDENTLY_VERIFIED
  -> ADOPTED | REJECTED

每一步可轉為:
  FAILED_VALIDATION
  UNSUPPORTED
  EXPIRED
  CANCELLED_BEFORE_ACTUATION
  PHYSICAL_OUTCOME_UNKNOWN
  UNVERIFIED_RESULT
  SAFE_SHUTDOWN_REQUIRED

不應將上述狀態當成簡單的單向列舉：例如 physical run 在 DISPATCHED 之後如果超時，可能必須先回到 outcome resolution，才能決定是否允許新的試驗。

16.2 核心拒絕碼矩陣

16.3 回退階梯

建議回退層次依序為：

1. 查詢失敗執行是否有完整回執或裝置可驗證的狀態；
2. 若有物理效果，先由獨立安全控制器確保可允許的狀態；
3. 若無副作用或其效果已充分處置，再評估同任務數位基線；
4. 使用新 execution_id 並保存回退理由，不能覆寫原始失敗；
5. 驗證新結果後，僅由原來源權限所有者決定是否採納；
6. 將失敗與回退的時間、能耗、人工介入和證據成本計入總成本。

16.4 不允許的回退

• 未知是否已切換的實體拓樸，再自動發送相同切換請求；
• 不知外部致動是否發生，就重算並再次觸發現實世界效果；
• 將光學輸出讀取不足自動替換成 AI 想像的「應有輸出」；
• 以新的較鬆閾值驗證同一批已觀察結果，且不標記事後更改；
• 在資料摘要不相符時，直接以 UI 看到的曲線視為真實資料。

17. 獨立驗證與證據鏈：結果可以被理解，也可以被否決

17.1 最小證據物件

一次合格的模擬或物理試驗應保留下列對象的可追溯關係：

SourceSnapshot
   -> TaskContract
   -> RewriteCandidate
   -> FCR-IR Plan
   -> CapabilitySnapshot
   -> BackendConfiguration
   -> AuthorizationRecord (physical only)
   -> ExecutionEventLog
   -> RawObservation
   -> DecoderSpec
   -> VerificationReport
   -> AdoptionDecision

所有對象都需有明確的 revision 或不可變內容摘要，且 SourceSnapshot、BackendConfiguration、RawObservation、VerificationReport 不可用同一個檔案互相冒充。

17.2 驗證器必須與規劃器職責分離

規劃器可以選擇候選、預測延遲與建議解碼，但最終判斷應由獨立的驗證程序根據已鎖定的任務與驗收條件進行。這不要求一定是不同公司或不同機器，但至少必須能分開檢查其輸入、程式、權限和版本。

17.3 評估項目不能被單一 accuracy 取代

對連續任務，需要考慮複數增益、相位、頻率響應、暫態、誤差分布、穩定性、觀測窗口和模型假設。對離散邏輯，必須依完整或足夠的輸入測試與事前接受規則評定。若命中率良好但超出可允許物理包絡，亦不可視為合格執行。

17.4 一個真正沒有執行的 receipt

以下 JSON 是非成功回執格式示例，沒有測量數據，不可當作 E2 證據。

{
  "schema": "eml-fcrpc/cross-media-evidence-receipt/v0.1",
  "plan_id": "plan:demo:rc-lp-001",
  "execution_id": null,
  "task_id": "task:rc-transfer-function",
  "source_revision": 1,
  "backend_id": "backend:demo:ode-cpu",
  "mode": "simulation_only",
  "execution_status": "NOT_EXECUTED",
  "physical_execution_performed": false,
  "plan_sha256": null,
  "configuration_sha256": null,
  "raw_observation_sha256": null,
  "solver_version": null,
  "verifier_version": null,
  "verification_verdict": "INDETERMINATE",
  "result_adopted": false,
  "evidence_level": "E0_DESIGN_ONLY",
  "comment": "Contract example, not an actual execution receipt."
}

17.5 把證據缺口也當成資料

若量測存在缺樣、通訊中斷、取樣飽和、校準缺失或來源不明，必須保留缺口，而非用預測模型「補成一組看起來連續的數據」後再作正式驗證。模型插值或資料修補可另存為衍生分析，但須保留原始資料和不可混淆的來源標籤。

17.6 研究證據分級

本系列採用研究管理性分級，並非行業統一標準：

截至本文寫作：CMC／FCR-IR 整合提案為 E0；本篇沒有執行新增軟體實驗或實體硬體驗收。引用的 MLIR、TVM、IREE、e-graph 等研究具有各自的工程證據，不能轉帳為本計畫的 E2／E3。

18. 最小軟體 MVP 與本地端驗收路線

18.1 第一個版本做什麼，不做什麼

首個驗證版本應做到：

• 接受一個有限任務與一個可追蹤來源；
• 產生帶型別和版本的 FCR-IR candidate；
• 支援規則式後端路由與明確拒絕；
• 實作 CPU 數值或符號參照後端；
• 對接或產生一種 SPICE 類比模擬任務；
• 能將二者的結果交給獨立驗證程序；
• 保存真實原始 log、錯誤與原件摘要；
• 明確提供 simulation_only 及 no-physical-actuation 的可檢查承諾；
• 可從 DNGP 或簡化 JSON 任務來源取得相同可辨識的 task contract。

首版不應先建造光學實驗設備、可程式超音波陣列、微奈米群、完整 DNGP 3D IDE、通用 AGI 規劃器或可任意執行裝置動作的 API。

18.2 建議的邏輯模組

cross-media-compiler/
  contracts/
    task_types
    quantity_types
    effects_and_authority
    capability_snapshots
    fcr_ir_schema
  source_adapters/
    dngp_readonly_adapter
    simple_task_json_adapter
  compiler/
    normalization
    legal_rewriting
    numerical_obligations
    backend_matching
    cost_and_uncertainty
    fcr_ir_emitter
  fcei/
    field_task_adapter
    analog_profile_adapter
    digital_reference_adapter
    optical_reject_only_profile
    acoustic_reject_only_profile
    topology_reject_only_profile
  execution/
    simulation_dispatch
    receipt_registry
    unknown_outcome_policy
  verification/
    independent_numeric_reference
    strict_identity_and_revision_checks
    raw_artifact_digest
    verdict_engine
  tests/
    positive_contracts
    rejection_and_fault_injection
    deterministic_replay
    provenance_validation

這是未來原型的建議目錄構成，不是目前任何 GitHub 儲存庫中已存在且跑過測試的檔案清單。

18.3 最小測試批次

每一測試都需要可實際執行的程式及記錄，本篇的測試矩陣本身不等於已通過 22 項測試。

18.4 Gate 設計

Gate 0 — Source & schema。 編碼、型別、身份、版本與來源追蹤有機讀規格。

Gate 1 — Digital reference。 指定可解析任務能與獨立參照核對；錯誤可重現。

Gate 2 — Dual backend。 至少兩種不同實作路徑共享一份任務契約，並產生可驗證原始輸出。

Gate 3 — Reject & fallback。 未知能力、版本失效、校準過期、執行中斷與副作用未知，都有可重現拒絕或回復紀錄。

Gate 4 — Physical authorization（遠期）。 只有合格物理裝置、安全聯鎖與完整量測程序下才啟用，不能由前三 Gate 自動推導成功。

18.5 公開軟體原型的驗收資料包

正式報告至少應具備：

source_commit_or_archive_digest
schema_and_contract_version
runtime_and_solver_versions
independent_reference_files
pre_registered_acceptance_rules
actual_input_cases_and_seeds
raw_outputs_and_logs
validation_run_commands
failure_injection_outputs
candidate_and_execution_ids
provenance_manifest
SHA256SUMS

所有不存在的欄位須明示 not_available，不能以占位資料冒充完整驗收。

19. 可證偽假說：何種結果會推翻本篇的工程價值？

這十項是待驗證的工程主張；其中任何一項在限定任務或環境下不成立，應縮小其適用範圍、修訂接口或保留陰性結果，不應在論文敘述中將反例重新定義為成功。

20. 產品路線、公開邊界與原創性說明

20.1 三階段產品路線

近期 S1 — 可展示的軟體編譯與驗證工作台。 DNGP 3D 格子／簡單 task JSON 作為輸入；可見候選拓樸、能力拒絕、CPU／SPICE 輸出與驗證報告。支援 AI 建議，但將結果與權限隔離。

中期 S2 — 具可檢查物理能力的控制實驗台。 在合格設備及獨立安全系統下，為有限介質提供配置、讀回、量測和結果採納；對不成熟的光學／聲學路線維持模擬或拒絕模式。

遠期 S3 — 多種物理介質的專用加速域。 只有在特定任務的實際成本、準確度和維護性被充分證明後，才考慮擴展為聲光場、自由空間光學計算或可重組實體單元計算的產品系統。它們可以是各自獨立的專用設備，不必強迫整合成一個通用「萬物計算盒」。

20.2 與現有框架的關係

• MLIR 已具成熟的 dialect 與轉換機制；本篇不主張其基本概念原創。
• TVM 已具外部後端分割與 codegen 的實作路線；本篇不主張異質子圖路由本身原創。
• IREE 已具多後端編譯與 HAL 設計；本篇不主張設備抽象的基本想法原創。
• e-graph 已能處理有限等價重寫；本篇不主張等價飽和的基本理論原創。
• FCR-IR、FCEI profile 的組合屬本系列提出的候選系統接口設計，原創性、實作必要性及是否優於既有工程組合，仍待證據支持。

20.3 理論資產的引用與公開區分

DNGP、TCE、GCCFT、GCM、GCCWT、RMC/LRTC、AetherGlass–LaserCPU 都有其獨立的定義、版本與研究位置。本篇只採用與跨介質編譯相關的概念和前作可公開內容；不把私有程式實現細節、尚未公開的測試資料或專有權限配置直接視為公開附件。公開研究可以描述介面預期，但不得虛稱某個私有或未部署模組已提供現成 API。

20.4 授權與研究發表

正文的開放授權、後端程式庫、裝置 firmware、實驗原始資料與專有設備接口，應分別取得授權確認。對外發表不自動意味授予第三方任何雷射、聲學、機械或其他實體設備的運作許可；硬體風險管理應遵從適用安全標準與合格實驗程序。

20.5 不對外出售「不存在的計算能力」

產品說明可以誠實稱作「跨介質概念編譯與驗證工作台」、「有限類比／數值後端原型」或「研究用物理計算路由介面」。在沒有產品級證據之前，不應用「全域 AI 光學 CPU」、「任意三維體素計算引擎」、「零能耗計算」、「普遍超越 GPU」等名稱暗示硬體已完成。

21. 結論：讓媒介不同，但讓責任可以核對

本篇回應 EML-FCRPC 系列最容易被忽略的系統難題：即使將來某種外部物理介質能承擔有用的計算，也不代表現有程式能自動、無損或安全地交給它執行。程式語義、物理能力、版本、幾何、時間、能量、量測、誤差、權限、重播與證據都必須有清楚的契約。

CMC 的核心主張不是用 AI 取代編譯器、驗證器或安全控制，而是讓 AI 在有限、可被否決的搜尋空間中，協助發現更合適的計算介質和結構。 DNGP 保存程式身份與語義；TCE 提供合法重寫和拓樸映射；GCCFT 提供耦合、相位和局部活動域的理論視角；FCR-IR 承擔跨介質的薄型路由契約；FCEI 與各後端則保留自己的物理限制、觀測、權限及原始資料。

對近期可完成的工作，最值得驗證的是：同一個簡單任務能否同時產生合法的數位與類比模擬計畫，取得真實執行證據，並在能力不符、版本過期或回執不足時正確拒絕。這個結果即使不帶來顯著加速，也能建立未來外部光場與拓樸組合計算的必要工程基礎。

本文不宣稱跨越既有可計算性限制，也不預設未來物理載體一定比數位計算更快、更省電或更智能。若某介質不能在規定任務上提供可驗證結果、其成本超過收益，或其能力無法安全控制，則合理的結論是保持數位執行並保留失敗證據。

下一篇 Paper 08 將收束全系列 Paper 00–07 的可證偽命題，統一證據台帳、實驗成熟度、失敗與停止條件，以及各概念產品從 E0 到可交付原型的明確發展路線。

參考資料與研究來源

A. 外部已發表技術及公開規格

• [E1] LLVM MLIR Documentation, MLIR Language Reference. 多 dialect、中介表示及轉換接口。https://mlir.llvm.org/docs/LangRef/ （2026-10-22 檢視）。
• [E2] LLVM MLIR Documentation, Dialect Conversion. Conversion Target、Rewrite Patterns 與 Type Conversion。https://mlir.llvm.org/docs/DialectConversion/ （2026-10-22 檢視）。
• [E3] Max Willsey, Chandrakana Nandi, Yisu Remy Wang, Oliver Flatt, Zachary Tatlock, Pavel Panchekha, egg: Fast and Extensible Equality Saturation, POPL 2021. https://doi.org/10.1145/3434304 。
• [E4] Apache TVM Documentation, Bring Your Own Codegen. 模式分割、外部 codegen 與 runtime 接口。https://tvm.apache.org/docs/how_to/tutorials/bring_your_own_codegen.html （2026-10-22 檢視）。
• [E5] IREE Documentation, Deployment Configurations. Compiler target backends 與 Runtime HAL drivers。https://iree.dev/guides/deployment-configurations/ （2026-10-22 檢視）。
• [E6] Khronos Group, SPIR-V Specification, Unified 1.6. Capability declaration 與合法執行環境。https://registry.khronos.org/SPIR-V/specs/unified1/SPIRV.html （2026-10-22 檢視）。
• [E7] World Wide Web Consortium (W3C), PROV-O: The PROV Ontology. 2013 Recommendation。https://www.w3.org/TR/prov-o/ 。
• [E8] LLVM MLIR Documentation, Transform Dialect. 轉換操作與 payload IR 分離。https://mlir.llvm.org/docs/Dialects/Transform/ （2026-10-22 檢視）。
• [E9] LLVM MLIR Documentation, Quantization. 受限數值表示及量化轉換。https://mlir.llvm.org/docs/Quantization/ （2026-10-22 檢視）。

上述外部文獻的存在，只支撐各自已明示的技術基礎，不表示它們已執行本文的 FCR-IR 或 FCEI，也不構成本計畫的性能驗收。後續若新增論證對外部研究結果的具體數據引用，必須另行逐項核對原論文的量測條件。

B. 作者既有研究與本系列前作

• [I1] Neo.K，《拓撲約束執行引擎 v2.0：從圖重寫、需求導向躍遷到異質資源映射》，EveMissLab，2026-07-30 公開修訂稿；保留其自身驗證與授權狀態。
• [I2] Neo.K × Aletheia，《GCCFT Paper 00：全域耦合計算場論的形式核心》及《GCCFT Paper 06：從 Scheduler 到 Coupled Computation Planner》，2026-09。GCCFT 是形式研究，不是硬體驗證。
• [I3] Neo.K，《全域計算方法論》及 GCCWT 全域耦合計算世界論系列，2026。此處只作異質資源與時間—因果背景。
• [I4] Neo.K × Aletheia，DNGP Paper 00、02、10、12，2026-09-23。ProgramUnit 身份、語義深度、受控投影和 Agent-Native Interface；不宣稱其 3D 光學後端已存在。
• [I5] Neo.K，《AetherGlass–LaserCPU v2.0》，2026-07-30 公開修訂稿。光子承載與異質光電運算研究議程。
• [I6] Neo.K，《萬物皆 AI v2.0：關係—形態動力計算與液態可重構介質研究綱領》，2026-07-30 公開修訂稿。物理計算需編碼、可控演化、讀出及可證偽基線。
• [I7] EML-FCRPC Paper 00，《場容器與外部物理計算總綱》，2026-10-22，本系列。
• [I8] EML-FCRPC Paper 01，《三維格子與體素位元程式表示》，2026-10-22，本系列。
• [I9] EML-FCRPC Paper 02，《外部場容器與中央計算機》，2026-10-22，本系列；FCEI 最初介面草案。
• [I10] EML-FCRPC Paper 03，《三維光場邏輯計算》，2026-10-22，本系列；FCEI-Optical。
• [I11] EML-FCRPC Paper 04，《聲光耦合與動態場容器》，2026-10-22，本系列；FCEI-AO。
• [I12] EML-FCRPC Paper 05，《拓樸組合計算機》，2026-10-22，本系列；FCEI-TC。
• [I13] EML-FCRPC Paper 06，《可重構類比計算原型》，2026-10-22，本系列；FCEI-Analog。

上述作者原稿應保留其版本、公開／非公開邊界與原始來源。此文可公開的架構敘述不等於任何既有私有研究檔案已自動授權對外再散布。

附錄 A：術語、層級與不得混同對照

附錄 B：獨立審稿者的十二個關鍵問題

1. 作者是否說清楚 CMC 新增什麼，與 MLIR、TVM、IREE 等已存在技術有何不同？
2. 來源正典、計畫、裝置狀態與結果採納的各自權限是否可辨識？
3. 是否有任務完全沒有合格後端時的合法拒絕路徑？
4. 每種物理量是否具量綱、讀出窗口、校準和版本？
5. 光、聲、電壓、實體拓樸是否只在型別明確時被映射？
6. 是否把顯示坐標變更與語義、物理致動分離？
7. AI 提案是否會繞過獨立安全或驗證器？
8. 純數位 reference 的誤差假設是否公開？
9. 是否計入端到端延遲、牆插能耗、轉換和校準？
10. 當物理執行結果未知時，系統是否拒絕盲目重試？
11. 原始資料、hash、配置、來源和完整失敗記錄是否可檢查？
12. 本文是否把尚未完成的 JSON 設計或理論示例清楚標成 E0？

任何關鍵問題無法回答，便應限制本篇對外工程成熟度聲明，不得靠修辭補足。

附錄 C：實驗回執與成本紀錄欄位模板

Experiment ID:
Task ID and revision:
Source system and verified canonical ID:
Source snapshot digest:
Task input domain / output domain:
Acceptance rule revision:
Rewrite candidate ID and rule set:
FCR-IR plan ID and revision:
Backend ID / kind / capability revision:
Profile ID / adapter version:
Configuration ID and revision:
Boundary / calibration revision:
Mode: simulation_only | physical (only after independent qualification)
Authorization reference (physical mode only):
Execution ID:
Time bases / clock uncertainty:
Solver or device version:
All actual input cases and random seeds:
Raw observation artifact references:
Decoder / verifier versions:
Measured loss and confidence details:
Whole-system latency and energy boundaries:
Failure / retry / fallback history:
Verification verdict: PASS | FAIL | INDETERMINATE
Result adoption: ADOPTED | REJECTED | NOT_REQUESTED
Evidence level and grounds:
Reviewer and independent rerun:
Known limitations:

若項目缺失，應填 not_available 並解釋是否妨礙判決；不應用估算數據補成假實測。

附錄 D：公開版原始檔、來源與版本檢查

• 本篇正式研究內容以此 UTF-8 Markdown 原始碼為準；聊天視圖、PDF 預覽或其他渲染不取代 canonical source。
• 數學原始碼僅使用 $...$ 和 $$...$$；不轉寫成另一套數學分隔符或 Unicode 數學符號後再當正式 source。
• JSON 區塊屬介面候選樣本，不代表曾由已部署程式產生；所有假成功回執都應避免。
• 文件公開、投稿與採用開源授權，需由作者最後確認；status 中不得提前寫成已刊登、已同行評審或已驗證。
• 後續修訂應建立新版本，保留原始 v0.1 byte sequence、版本記錄與必要的 SHA-256 digest。
• 若 Paper 08 對證據分級或接口做出重大調整，需另提 v0.2 變更清單，不能靜默覆寫本文已引用的欄位。

終稿狀態：公開研究草稿 v0.1；可供閱讀、討論與檢驗，不代表已正式發表或實驗驗收。