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CDA 因果数据合成器（Data Synthesizer）\r

\r 为 Causal Dynamics Architecture 架构生成标准格式的合成因果数据集。\r \r

核心定位\r

\r CDA 架构的输入不是 Token 序列，而是 Entity-State Graph（实体-状态因果图）。本技能解决从"领域描述"到"架构可消费数据"的桥梁问题。\r \r 数据格式所有权：本技能定义并维护 CDA 的数据序列化协议。Code Lab 技能依赖此协议生成代码。\r \r

工作流程\r

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用户描述场景\r
  ↓\r
1. 解析领域类型（热力学/力学/流体/多域耦合）\r
  ↓\r
2. 设计实体拓扑（entities + edges 骨架）\r
  ↓\r
3. 参数化机制函数（mechanism parameters）\r
  ↓\r
4. 运行前向仿真生成轨迹（trajectory snapshots）\r
  ↓\r
5. 序列化为 JSON 格式输出\r
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## 输出格式规范\r
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所有输出必须符合 `references/data-format-spec.md` 中定义的 JSON Schema。\r
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核心输出文件类型：\r
- `*.graph.json` — 静态因果图（实体 + 边 + 属性）\r
- `*.trajectory.json` — 时序轨迹（多时刻快照序列）\r
- `*.hamiltonian.json` — 哈密顿量参数（势能函数 + 守恒量）\r
- `*.meta.json` — 数据集元信息（域类型、规模、物理约束摘要）\r
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## 参考文件\r
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| 文件 | 内容 |\r
|------|------|\r
| `references/data-format-spec.md` | **核心协议**：Entity-State Graph 的完整 JSON Schema 定义 |\r
| `references/synthesis-protocols.md` | 各物理域的数据合成协议（热力学/力学/流体/耦合） |\r
| `references/thermal-building-example.json` | 热力学示例：建筑温度仿真数据集 |\r
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## 数据合成原则\r
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1. **物理一致性**：合成数据必须满足能量守恒、质量守恒等物理约束\r
2. **因果真实性**：因果边的方向和机制函数必须反映真实物理规律\r
3. **可验证性**：每条因果边都附带 ground truth，便于验证因果发现算法\r
4. **可扩展性**：从简单场景（3-5 实体）到复杂场景（100+ 实体）渐进生成\r
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## 域类型与对应的物理约束\r
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| 域 | 广义坐标 q | 共轭动量 p | 典型机制函数 | 守恒量 |\r
|----|-----------|-----------|-------------|--------|\r
| 热力学 | 温度 T | 热流 J_q | 傅里叶定律、牛顿冷却 | 能量 |\r
| 力学 | 位移 x | 动量 p | 胡克定律、阻尼力 | 能量、动量 |\r
| 流体 | 压力场 P | 质量流 J_m | Navier-Stokes 简化 | 质量、动量 |\r
| 电路 | 电荷 Q | 电流 I | 欧姆定律、基尔霍夫定律 | 电荷、能量 |\r
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## 与 CDA 主技能的关系\r
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CDA（主技能）\r
  ├── 理论参考：架构设计、公式、路线图\r
  ├── CDA Data Synthesizer（本技能）\r
  │     └── 数据生成：Entity-State Graph → JSON\r
  └── CDA Code Lab\r
        └── 代码生成：读取数据 → 仿真/训练代码\r
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## 使用指南\r
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1. 用户描述目标场景（如"一个有三台压缩机和两个冷库的制冷系统"）\r
2. 读取 `references/data-format-spec.md` 获取格式规范\r
3. 读取 `references/synthesis-protocols.md` 获取对应域的合成协议\r
4. 参考示例文件了解完整数据集结构\r
5. 生成符合规范的 JSON 数据文件，输出到用户指定目录\r