La razón matemática es que esto sucede para que el modelo tenga un estado estable en términos de tasas de crecimiento: variables como Consumo, Capital, Ingresos, crecen en estado estacionario, pero crecen a la misma tasa, por lo que sus proporciones permanecen constantes (y es en este sentido que esta situación representa un estado "estable"). Si crecieran a tasas diferentes, sus proporciones tenderían a cero o infinito, lo que no es muy realista, ya que implicaría que la economía tiende a una u otra situación de "esquina".
La prueba matemática se puede encontrar en el libro de Barro & Sala-i-Martin (2a ed.) , Sección 1.5.3, pp 78-80. Relevante y útil es también la discusión en la sección 1.2.12, pp 51-53.
Para formas funcionales como (generalizada, incluso) Cobb-Douglas, es realmente indistinguible (no identificable por separado), especialmente porque usamos predominantemente la función exponencial:
Yt= A ⋅ ( Ktmizt)α( Ltmiv t)β= A ⋅ Kαt( Ltmi( v + αβz) t)β= A ⋅ Kαt( Ltmiw t)β
Hablando estrictamente en una configuración tan funcional, podemos decir que la tecnología también aumenta el capital.
Pero dado que para otras formas funcionales, lo anterior no se cumple, por lo que debemos suponer explícitamente que la tecnología "aumenta la mano de obra" por la razón indicada anteriormente, los autores decidieron etiquetarla como tal para cubrir todos los casos, y cuando desea mantener la forma funcional sin especificar.
Con respecto al tema conceptual que plantea el OP, que es perspicaz, una salida conceptual es pensar en "Tecnología" más como "Conocimiento". Entonces, el "conocimiento" que entra en las máquinas, es parte de la inversión que aumenta el capital, mientras que el otro conocimiento convierte el trabajo en bruto en capital humano: esencialmente una función de producción con "tecnología exógena de aumento de trabajo", es equivalente a una formulación que incluye Capital Humano en lugar de mano de obra, pero donde la inversión en Capital Humano no está sujeta a un comportamiento optimizador sino "automático" (lo que apunta al concepto de acumulación de capital humano "Aprender haciendo" de Arrow).L