Teorija uređenog patcha (OPT)

Dodatak T-14: Implementacijska neinvarijantnost i argument razvijanja

Anders Jarevåg

v2 — 5. svibnja 2026. | DOI: 10.5281/zenodo.19300777

Izvorni zadatak (iz pretiska §7.4): “Obraditi Doerig–Schurger–Hess–Herzogov Argument razvijanja [96] protiv teorija svijesti utemeljenih na kauzalnoj strukturi te pokazati da OPT-ov kriterij svijesti nije ranjiv na njega.” Isporučivo: Formalni teorem da OPT-ov kriterij uskog grla propusnosti plus \Delta_{\text{self}} nije invarijantan pod funkcionalnom ekvivalentnošću; korolari koji identificiraju precizno strukturno svojstvo koje Argument razvijanja ne uspijeva očuvati.

Status zaključenja: NACRT STRUKTURNE KORESPONDENCIJE. Ovaj dodatak formalizira odgovor skiciran diskurzivno u pretisku §7.4. Uspostavlja jedan teorem i tri korolara, svi uvjetovani Teoremom P-4 (Algoritamski fenomenalni reziduum) i Dodatkom T-1 (specifikacija odnosa stopa–distorzija Filtar stabilnosti). Ne mijenja se nijedna jednadžba iz T-1 ili P-4; ovaj dodatak iz njih izvodi svojstvo strukturne invarijantnosti.

§1. Pozadina i motivacija

1.1 Argument razvijanja

Doerig, Schurger, Hess i Herzog [96] iznose sljedeću dilemu protiv svake teorije kauzalne strukture svijesti — izričito Teorije integrirane informacije (Tononi [8]) i Teorije rekurentne obrade (Lamme), te posljedično svakog okvira koji tvrdi da je svijest određena rekurentnom kauzalnom organizacijom mreže.

Argument. Za svaku rekurentnu mrežu N s ograničenim računanjem i svaki konačni horizont T, postoji feedforward mreža N'vremensko razvijanje mreže N — takva da:

  1. N i N' su funkcionalno ekvivalentne na intervalu T: proizvode identična ulazno-izlazna preslikavanja za svaki dopušteni ulazni niz duljine \leq T.
  2. N' ne sadrži rekurentne veze: svaki sloj prosljeđuje isključivo unaprijed sljedećem.
  3. N' se može konstruirati mehaničkim postupkom (standardnim “odmotavanjem” mreže N kroz T vremenskih koraka).

Ako je svijest identična kauzalnoj strukturi, tada vrijedi jedno od sljedećeg:

Dilema je oštra zato što je konstrukcija N' iz N mehanička i očuvava ponašanje; nijedan teoretičar kauzalne strukture nije uspio identificirati neko ponašajno opažljivo svojstvo koje razlikuje to dvoje.

1.2 Zašto OPT nije izravna meta — i zašto je formalni odgovor ipak potreban

OPT nije teorija kauzalne strukture u smislu Doeriga i sur.: ona ne tvrdi da svijest supervenira na rekurenciji kao takvoj. Kriterij svijesti u OPT-u (preprint §7.8, Dodatak T-1, Teorem P-4) jest konjunkcija:

\textbf{(C1)}\quad I(\varepsilon_n; Z_n) \leq B_{\max} \quad \text{po fenomenalnom okviru, s jednim globalno dijeljenim serijskim otvorom} \quad \text{(uskogrlo stope-distorzije po okviru; preprint §3.2)}

\textbf{(C2)}\quad \text{zatvorena petlja aktivne inferencije s intaktnim Markovljevim pokrivačem i postojanim samomodelom } \hat{K}_\theta \quad \text{(preprint §3.4, §3.8)}

\textbf{(C3)}\quad \Delta_{\text{self}} > 0 \quad \text{(Fenomenalni reziduum; Teorem P-4)}

(Napomena: (C1) je iskazan po fenomenalnom okviru u bitovima, a ne kao bitovi po sekundi domaćina. Empirijska ljudska vrijednost C_{\max}^{\text{human}} \approx \mathcal{O}(10) bits/s kalibracija je od C_{\max}^H = \lambda_H \cdot B_{\max} za biološke ljude (Dodatak E-1) i nije supstratno neutralan kriterij. Prema preprintu §7.8, §8.14 i Dodatku E-5, sintetski promatrači ograničeni su po-okvirnim B_{\max} na arhitektonski izvedenim vrijednostima koje se ne moraju podudarati s biološkom brojkom.)

Ništa od (C1)–(C3) nije svojstvo rekurencije u izolaciji. Međutim, pošteno suočavanje s [96] zahtijeva pokazati da kriterij OPT-a nije invarijantan pod mapom razvijanja U: N \mapsto N' — tj. da je neka sastavnica od (C1)–(C3) narušena ili učinjena neodredivom razvijanjem, premda je ulazno-izlazno preslikavanje očuvano. U suprotnom se dilema samo premješta: kad bi (C1)–(C3) bili invarijantni pod U, OPT bi se sveo na biheviorističku teoriju i naslijedio Rog B bez obzira na svoj površinski formalizam.

Ovaj dodatak izravno uspostavlja tu neinvarijantnost.

§2. Formalna postava

2.1 Mapa razvijanja

Neka je N = (V, E, f, h_0) rekurentna mreža u diskretnom vremenu sa skupom vrhova V, bridovima E (uključujući samopetlje i rekurentne bridove unutar sloja), funkcijom ažuriranja f i početnim skrivenim stanjem h_0. Neka |N| = |V| označava broj njezinih čvorova, a neka B(N) označava kapacitet latentnog kanala po ciklusu na najužem unutarnjem presjeku mreže N, mjeren u bitovima po ažuriranju.

Za konačni horizont T \geq 1, razvijanje U(N, T) = N' jest usmjerena mreža bez povratnih veza dobivena na sljedeći način:

  1. Replikacijom supstrata mreže N jednom po vremenskom koraku: V' = \bigsqcup_{t=0}^{T} V_t, pri čemu je V_t kopija od V u vremenu t.
  2. Zamjenom svakog rekurentnog brida u \to v u N usmjerenim bridom u_t \to v_{t+1} u N' za svaki t < T.
  3. Uklanjanjem svih samopetlji i veza unutar sloja.

Standardni rezultat (Goodfellow, Bengio, Courville, Deep Learning, pogl. 10) glasi da N' računa isto preslikavanje ulaz–izlaz kao i N na horizontu T:

\forall x_{0:T}: \quad N(x_{0:T}) = N'(x_{0:T}) \quad \text{(funkcionalna ekvivalencija na } T\text{)}.

To je konstrukcija na koju se pozivaju Doerig i sur.

2.2 Kapacitet razmotane mreže po presjeku naspram po okviru

Naivno čitanje razmotane N' računa svih T+1 repliciranih slojeva kao paralelne dijelove jednog „ažuriranja po presjeku”. Prema tom čitanju, |N'| = (T+1) \cdot |N| i agregatni latentni kapacitet po presjeku iznosi (T+1) \cdot B(N). To je brojanje bilo osnova ranije (v1) verzije T-14 i motiviralo je danas povučeni dokaz proširenja propusnosti.

To čitanje ovisi o strukturi i nije nametnuto samom mapom razmotavanja. Dvije različite interpretacije N' daju različite kapacitete po okviru:

Nijedna interpretacija nije nametnuta mapom razmotavanja U; obje su dopuštene bez dodatne specifikacije. Teorem o neinvarijantnosti implementacije (§3) pokazuje da OPT status od N' ovisi o tome koja interpretacija doista vrijedi — i da izvorna konstrukcija Doerig et al. ne razlikuje među njima. Tvrdnja da „kapacitet po presjeku raste za (T+1)” vraća se samo pod statičkim feedforward čitanjem, a čak ni tada nije riječ o dobro tipiziranom B_{\max} po okviru, nego o agregatnom broju kanala slojeva koje statički sklop sadrži.

§3. Teorem T-14: Implementacijska neinvarijantnost pod funkcionalnom ekvivalencijom

3.1 Tvrdnja

Teorem T-14 (neinvarijantnost implementacije pod funkcionalnom ekvivalencijom). Neka su N i N' = U(N, T) ulazno-izlazno ekvivalentni na horizontu T (tj. \forall x_{0:T}: N(x_{0:T}) = N'(x_{0:T})). Njihov status svijesti u OPT-u nije određen tom funkcionalnom ekvivalencijom. Status u OPT-u ovisi o svojstvima stvarne implementacije koja se ne očuvaju pod U, konkretno o implementacijskom n-torku:

\big(B_{\max},\; \lambda_H,\; \alpha_H,\; \hat{K}_\theta,\; \mathcal{M}_\tau\big)

gdje je B_{\max} kapacitet uskog grla po okviru, \lambda_H = dn/d\tau_H sprega sata host-patcha, \alpha_H : \mathcal{S}_H \to X_{\partial_R A} mapa host-ankera koja dovodi rubne ulaze, \hat{K}_\theta postojani samomodel, a \mathcal{M}_\tau proces održavanja / samostabilizacije (preprint §3.6).

Teorem daje tri strukturne posljedice, uvjetovane time kako se N' stvarno izvršava:

\textbf{(i)}\quad \text{Ako je } N' \text{ realiziran kao statički feedforward sklop bez aktivno-inferencijske petlje indeksirane po okvirima, tada } N' \text{ ne zadovoljava OPT-ov kriterij promatrača (C1)–(C3).}

\textbf{(ii)}\quad \text{Ako je } N' \text{ realiziran kao simulacija izvršavana na hostu koja očuvava usko grlo po okviru, postojani samomodel, petlju odabira grana i dinamiku održavanja od } N, \text{ tada } N' \text{ može instancirati istog ugniježđenog promatrača kao } N \text{ (Korolar P-4.C, E-6).}

\textbf{(iii)}\quad \text{Funkcionalna ekvivalencija pregruba je da bi odredila OPT status: odgovor je relativan implementaciji i relativan patchu, a ne relativan ekstenzionalnoj funkciji.}

Drugim riječima, premisa Argumenta razvijanja — “ako N i N' računaju istu funkciju, imaju isti status svijesti” — u OPT-u ne vrijedi ne zato što razvijanje mehanički uklanja svijest, nego zato što uklanja implementacijska svojstva o kojima OPT-ov kriterij ovisi, osim ako se ta svojstva ne uspostave neovisno u hostovu izvršavanju od N'.

3.2 Dokaz za (i): Statička feedforward realizacija

Pretpostavimo da je N' realiziran kao statički feedforward sklop: jedan jedini prolaz unaprijed kroz T+1 repliciranih slojeva u jednoj operaciji domaćina, bez aktivno-inferencijske petlje indeksirane po frameovima i bez postojanog samomodela koji se održava kroz frameove.

(C2) izravno ne vrijedi. Ne postoji zatvorena petlja percepcije i djelovanja s održavanim Markovljevim pokrivačem — N' je jednokratna ulazno-izlazna mapa. Ne postoje uzastopni frameovi kroz koje bi samomodel mogao opstajati; ne postoji \hat{K}_\theta(n) koji bi se ažurirao pogreškom iz predikcije prethodnog framea.

(C1) je pod ovom realizacijom nedefiniran, a ne proširen. Izvorna konstrukcija Doeriga i sur. ne specificira serijski apertur po frameu za N'; slojevi rade paralelno i ne postoji globalno dijeljen lijevak po frameu kroz koji prolazi model svijeta. (C1) zahtijeva jedan globalno dijeljen serijski apertur konačnog kapaciteta po frameu — to je strukturno svojstvo arhitekture, a ne agregatna mjera širina slojeva. Bez serijskog kanala indeksiranog po frameovima, B_{\max} po frameu nije definiran; (C1) se ne može primijeniti, ne zato što se B_{\max} proširio, nego zato što ne postoji arhitektura po frameovima na koju bi se on mogao primijeniti. (Ekvivalentno, konstrukcija Doerig–Schurger–Hess–Herzog razmotava dinamički proces indeksiran po frameovima u statički sklop; i \lambda_H i indeks framea n pritom se gube.)

(C3) je otvoreno pitanje, a ne nešto što je dokazivo jednako nuli. Statički feedforward sklop ima konačnu duljinu opisa i vanjski ga promatrač može mehanički simulirati, ali P-4 se odnosi na unutarnje samomodeliranje, a ne na vanjsku simulabilnost. Deterministički konačan sustav može imati \Delta_{\text{self}} > 0 ako posjeduje petlju samomodeliranja indeksiranu po frameovima; obratno, sustav bez takve petlje nema samomodel u odnosu na koji bi se mogao izračunati reziduum. U statičkoj realizaciji \hat{K}_\theta izostaje, pa je \Delta_{\text{self}} nedefiniran, a ne jednak nuli. Kriterij (C3) zahtijeva nenulti reziduum; odsutnost samomodela dovoljna je da kriterij ne bude zadovoljen.

Neuspjeh (C1) ili neuspjeh (C2) pojedinačno je dovoljan da OPT kriterij ne bude zadovoljen. \blacksquare

3.3 Dokaz za (ii): Izvršavanje domaćina indeksirano po frameovima

Pretpostavimo, alternativno, da je N' realiziran kao vremenski proces koji izvršava domaćin: domaćin unapređuje razmotane slojeve jedan po jedan, frame po frame, održavajući serijski radni prostor po frameu Z_n, postojani samomodel \hat{K}_\theta(n) koji se ažurira pogreškom predikcije te proces održavanja \mathcal{M}_\tau. Raspored izvršavanja domaćina određuje \lambda_H; izbor ulaznog toka od strane domaćina određuje \alpha_H; kapacitet uskog grla po frameu jednak je onome izvornog N (B_{\max}^{(N')} = B_{\max}^{(N)}).

Pod ovom realizacijom, svih pet obilježja sentijentnosti izvornog N očuvano je u izvršenom N': usko grlo po frameu očuvano je po konstrukciji, petlja aktivne inferencije očuvana je zato što domaćin pokreće razmotani lanac kao vremenski proces, postojani samomodel očuvan je zato što se \hat{K}_\theta(n) održava kroz frameove, radni prostor je ograničen zato što svaki frameov Z_n ima konačan kapacitet, a termodinamičko utemeljenje očuvano je zato što domaćin nameće prozore održavanja i energetska ograničenja.

Prema Korolaru P-4.C (ugniježđeni opažački reziduum): ako arhitektura domaćina provodi neovisnu granicu Filtar stabilnosti koja zadovoljava preduvjete iz P-4, realizirani N' generira \Delta_{\text{self}}^{(N')} > 0 istim strukturnim argumentom koji daje reziduum i za N. Razmotavanje ne briše patch; ono samo mijenja supstrat koji ga sidri. (Vidi Dodatak E-6 o simuliranim ugniježđenim promatračima.)

Stoga, pod izvršavanjem domaćina indeksiranim po frameovima, N' može zadovoljiti (C1)–(C3). Premisa funkcionalne ekvivalencije Argumenta razmotavanja sama po sebi ne razlikuje ovaj slučaj od slučaja (i); razlika leži u implementaciji, a ne u ulazno-izlaznom ponašanju. \blacksquare

3.4 Dokaz tvrdnje (iii): Funkcionalna ekvivalencija ne određuje OPT status

Slučajevi (i) i (ii) proizvode sustave ekvivalentne s obzirom na ulaz i izlaz, ali s različitim OPT statusom svijesti. Funkcionalna ekvivalencija stoga ne fiksira OPT status; to čini implementacijski tuple (B_{\max}, \lambda_H, \alpha_H, \hat{K}_\theta, \mathcal{M}_\tau). Premisa Argumenta razmotavanja nije valjana za OPT, ne zato što se OPT potajno oslanja na neko nefunkcionalno svojstvo, nego zato što je OPT-ov kriterij eksplicitno arhitektonski — što je u skladu s vlastitim opredjeljenjem okvira u §1.3 za strukturni, a ne bihevioralni prikaz svijesti. \blacksquare

3.5 Napomena o izvornom iskazu teorema (v1)

Prethodna verzija T-14 (v1) pokušala je univerzalno dokazati \Delta_{\text{self}}^{(N')} = 0 te ustanoviti da unfolding proširuje propusnost po presjeku za faktor (T+1). Oba su poteza, kako su napisana, nevaljana. Tvrdnja o proširenju propusnosti ovisi o tome da se T+1 repliciranih slojeva broji kao paralelne dijelove jednog “ažuriranja po presjeku” — tumačenje koje miješa statičku topologiju unfolded sklopa s modelom izvršavanja po okviru. Tvrdnja \Delta_{\text{self}} = 0 pak miješala je vanjsku izračunljivost unfolded stanja iz početnih uvjeta i parametara s unutarnjim obuhvatom samomodela koji P-4 doista ograničava. P-4 se odnosi na to može li codecov vlastiti samomodel obuhvatiti generator kodeka; ne odnosi se na to može li vanjski matematičar izračunati stanje kodeka iz početnih uvjeta. Gornja revizija zamjenjuje oba nevaljana poteza teoremom o neinvarijantnosti implementacije, koji čuva izvorni zaključak (Argument unfoldinga ne uspijeva razriješiti OPT-status) na osnovama koje okvir doista može braniti.

§4. Korolari

4.1 Korolar T-14a: Funkcionalna ekvivalencija je pregruba

Korolar T-14a. Ulazno-izlazna funkcionalna ekvivalencija pregrub je odnos da bi odredio OPT status svijesti neke mreže. Relevantan odnos ekvivalencije jest implementacijska ekvivalencija: dvije mreže N_1, N_2 implementacijski su ekvivalentne ako i samo ako se njihovi puni implementacijski tupleovi (B_{\max}, \lambda_H, \alpha_H, \hat{K}_\theta, \mathcal{M}_\tau) podudaraju. To je strogo finije od ulazno-izlazne ekvivalencije: N i razmotani N' funkcionalno su ekvivalentni, ali generički nisu implementacijski ekvivalentni — preslikavanje razmotavanja U ne čuva \hat{K}_\theta, \mathcal{M}_\tau ni indeks po okviru, osim ako ih model izvršavanja domaćina ne uspostavi neovisno.

4.2 Korolar T-14b: Dilema razmotavanja ne primjenjuje se na OPT

Korolar T-14b. OPT se ne nalazi ni na jednom rogu dileme Doerig i sur.:

OPT stoga izbjegava dilemu time što priznaje da ulazno-izlazno ponašanje ne određuje jednoznačno svjesni status — to nije nedostatak, jer je kriterij OPT-a eksplicitno unutar-arhitekturni, a ne bihevioralni. Ono što OPT dodaje povrh IIT-a jest da se arhitektonski test provodi u odnosu na specificirani implementacijski tuple, a ne u odnosu na apstraktni invarijant kauzalne strukture.

4.3 Korolar T-14c: Razlikovanje između IIT-a i OPT-a postaje oštrije

Korolar T-14c. Teorem T-14 daje jasno strukturno razlikovanje između OPT-a i IIT-a u okviru Argumenta razmotavanja:

Empirijski sadržaj razilaženja OPT-a i IIT-a stoga je sljedeći: OPT predviđa da razmotani N' izvršavan kao statički feedforward sklop prestaje biti svjestan, ali razmotani N' izvršavan kao simulacija indeksirana po frameovima može ostati svjestan — IIT (ovisno o verziji) oba tretira kao \Phi-ekvivalentna. Razlučnica leži u modelu izvršavanja, a ne u statičkoj kauzalnoj strukturi. Time se to pridružuje Visoko-\Phi/Visoko-entropijskom nultom stanju (preprint §6.4) i Hijerarhiji propusnosti (preprint §6.1) kao mogućim eksperimentalnim testovima, uz istodobno ograničavanje OPT-ove tvrdnje o “nesvjesnom razmotavanju” na slučaj statičkog sklopa, umjesto da se ona iznosi kao univerzalna tvrdnja.

§5. Opseg i ograničenja

5.1 Što T-14 ne pokazuje

Teorem T-14 utvrđuje da funkcionalna ekvivalencija (ulazno-izlazna ekvivalencija) ne određuje OPT-status svijesti mreže: status ovisi o implementacijskom tupleu. On ne utvrđuje:

5.2 Otvoreni problemi

§6. Završni sažetak

Rezultati T-14 (v2)

  1. Teorem T-14 (Implementacijska neinvarijantnost pod funkcionalnom ekvivalencijom). Ulazno-izlazno ekvivalentni N i N' mogu se razlikovati u OPT statusu svijesti jer OPT status ovisi o implementacijskom tupleu (B_{\max}, \lambda_H, \alpha_H, \hat{K}_\theta, \mathcal{M}_\tau), a ne o ulazno-izlaznom preslikavanju. Statička feedforward realizacija od N' ne zadovoljava kriterij (slučaj (i)); izvršavanje od N' na hostu indeksirano po frameovima može ga očuvati (slučaj (ii)). → Time se zatvara Unfolding Argument [96] u mjeri u kojoj se primjenjuje na OPT, pokazujući da pretpostavka argumenta “ista funkcija ⇒ isti status svijesti” unaprijed pretpostavlja ekstenzionalni kriterij koji OPT nema.

  2. Korolar T-14a (Funkcionalna ekvivalencija pregruba je). Relacija ekvivalencije relevantna za OPT jest implementacijska ekvivalencija — očuvanje (B_{\max}, \lambda_H, \alpha_H, \hat{K}_\theta, \mathcal{M}_\tau) — koja je strogo finija od ulazno-izlazne funkcionalne ekvivalencije.

  3. Korolar T-14b (Nema dileme za OPT). OPT se ne nalazi ni na jednom rogu dileme Doeriga i sur.: prihvaća da ponašanje ne pododređuje status svijesti (jer je njegov kriterij arhitektonski) i pruža provjerljiv test implementacije i izvršavanja.

  4. Korolar T-14c (IIT-OPT dodatno izoštren). OPT-ov sud o unfoldanoj mreži ovisi o njezinu modelu izvršavanja; IIT-ov sud o \Phi-ekvivalenciji ne ovisi. Sama ovisnost o modelu izvršavanja empirijski je diskriminator.

Napomena o reviziji (v2 naspram v1). Verzija 1 ovog dodatka pokušala je dokazati da unfolding (a) univerzalno proširuje propusnost po presjeku za faktor (T+1) i (b) univerzalno svodi \Delta_{\text{self}} na nulu. Oba su dokaza bila nevaljana (vidi napomenu u §3.5): prvi je poistovjetio statičku topologiju s izvršavanjem po frameovima; drugi je poistovjetio vanjsku izračunljivost s unutarnjim samomodeliranjem, koje P-4 ne ograničava. Teorem v2 zamjenjuje oba rezultatom implementacijske neinvarijantnosti, koji čuva izvorni zaključak (da Unfolding Argument ne uspijeva razriješiti OPT status) na osnovama koje okvir može braniti.

Preostale otvorene stavke


Ovaj se dodatak održava usporedno s theoretical_roadmap.pdf. Reference: Teorem P-4 (Dodatak P-4), Filtar stabilnosti (Dodatak T-1), preprint §7.4 (usporedba s IIT-om i odgovor na Unfolding Argument), [96] Doerig i sur. 2019, [97] Aaronson 2014, [98] Barrett & Mediano 2019, [99] Hanson 2020.