T6: Laplaciano de Tarski y difusión a punto fijo

Addendum §D/T6, aditivo — el motor lineal intacto:
- tarski::LatticeSheaf (haz constante de retículos) y TarskiLaplacian con
  step (fórmula Ghrist-Riess Def.2/Lemma7: join sobre arista, F* adjunta,
  meet sobre aristas incidentes; sin resta) y harmonize (Kleene ascendente
  a punto fijo, con cota de seguridad).
- Prueba de cordura CLAVE (la inversión): sobre el mismo triángulo donde el
  haz constante LINEAL inventa H¹=β₁=1, la difusión de Tarski con datos
  monótonos NO tiene obstrucción (preserva lo local, no colapsa a ⊤).
- Un reset incompatible (generación incomparable) colapsa a ⊤: obstrucción
  semántica real, no topológica (§C.4).
- Convergencia en tiempo finito verificada + punto fijo genuino.

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Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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Sergio
2026-07-01 19:13:02 +00:00
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@@ -20,6 +20,7 @@ pub mod linalg;
pub mod nerve;
pub mod oracle;
pub mod sheaf;
pub mod tarski;
pub mod verdict;
pub use error::{Result, SheafError};
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View File
@@ -0,0 +1,186 @@
//! `tarski` — haz de retículos y Laplaciano de Tarski (Addendum §D, T6).
//!
//! El giro respecto al MVP: en vez de `δ` con resta y `dim H¹`, se difunde el
//! **Laplaciano de Tarski** `L` a punto fijo (Kleene/Tarski). El punto fijo es la
//! mejor reconciliación globalmente coherente; su lectura da el veredicto (T7).
//!
//! Fórmula (GhristRiess 2022, Def. 2 / Lemma 7), en grado 0 y **sin resta**:
//! ```text
//! (L x)_v = ⋀_{e ∋ v} F_{v⊴e}^* ( F_{v⊴e}(x_v) F_{w⊴e}(x_w) )
//! ```
//! - `` sobre la arista: reconcilia los dos extremos (expansión mezcla);
//! - `F^*` (adjunta de Galois): baja el valor de arista de vuelta al vértice;
//! - `⋀` sobre las aristas incidentes: el vértice debe ser coherente con todas.
//!
//! `L ≥ id` (cada término domina a `x_v` por la clausura de Galois
//! `upper∘lower ≥ id`), luego iterar desde la siembra es un **ascenso** que
//! converge en tiempo finito para retículos de altura finita.
use std::marker::PhantomData;
use crate::lattice::{GaloisRestriction, LatticeCell};
/// Una 0-cocadena: un valor de retículo por vértice.
pub type Cochain<L> = Vec<L>;
/// Un haz **constante** de retículos: la misma stalk `L` en cada vértice/arista y
/// la misma conexión de Galois `R` en cada incidencia. Cubre la prueba de cordura
/// del Addendum (haz constante sobre un ciclo) y los encodings de CRDT (§D.1).
#[derive(Debug, Clone)]
pub struct LatticeSheaf<L, R> {
/// Número de réplicas (vértices).
pub num_vertices: usize,
/// Aristas del nervio como pares `(u, v)`.
pub edges: Vec<(usize, usize)>,
/// Conexión de Galois uniforme en toda incidencia.
pub restriction: R,
_marker: PhantomData<L>,
}
impl<L, R> LatticeSheaf<L, R> {
/// Construye un haz constante de retículos.
pub fn new(num_vertices: usize, edges: Vec<(usize, usize)>, restriction: R) -> Self {
Self {
num_vertices,
edges,
restriction,
_marker: PhantomData,
}
}
}
/// El Laplaciano de Tarski como operador monótono sobre el retículo producto `C⁰`.
pub struct TarskiLaplacian<'a, L, R> {
sheaf: &'a LatticeSheaf<L, R>,
}
impl<'a, L, R> TarskiLaplacian<'a, L, R>
where
L: LatticeCell,
R: GaloisRestriction<L, L>,
{
/// Envuelve un haz para difundirlo.
pub fn new(sheaf: &'a LatticeSheaf<L, R>) -> Self {
Self { sheaf }
}
/// Una aplicación de `L`: expansión mezcla por arista, meet sobre las
/// aristas incidentes (Def. 2 / Lemma 7). Nunca desciende por debajo de `x`.
pub fn step(&self, x: &[L]) -> Cochain<L> {
let r = &self.sheaf.restriction;
(0..self.sheaf.num_vertices)
.map(|v| {
// Valor de arista reconciliado, bajado a v, para cada arista incidente.
let mut acc: Option<L> = None;
for &(a, b) in &self.sheaf.edges {
let w = if a == v {
b
} else if b == v {
a
} else {
continue; // arista no incidente a v
};
// F_{v⊴e}(x_v) F_{w⊴e}(x_w), y de vuelta a v vía la adjunta.
let edge_val = r.lower(&x[v]).join(&r.lower(&x[w]));
let pulled = r.upper(&edge_val);
acc = Some(match acc {
None => pulled,
Some(prev) => prev.meet(&pulled), // ⋀ sobre aristas incidentes
});
}
// Vértice aislado: se queda como está. Si no, aseguramos el ascenso.
match acc {
None => x[v].clone(),
Some(a) => x[v].join(&a),
}
})
.collect()
}
}
impl<L, R> TarskiLaplacian<'_, L, R>
where
L: LatticeCell + PartialEq,
R: GaloisRestriction<L, L>,
{
/// Cota de seguridad de iteraciones (backstop; la convergencia real la
/// garantiza la altura finita del retículo, muy por debajo de esto).
const MAX_STEPS: usize = 10_000;
/// Itera `L` desde la siembra hasta el punto fijo (Kleene ascendente).
pub fn harmonize(&self, seed: &[L]) -> Cochain<L> {
self.harmonize_with_steps(seed).0
}
/// Como `harmonize`, devolviendo también cuántas aplicaciones de `L` costó.
pub fn harmonize_with_steps(&self, seed: &[L]) -> (Cochain<L>, usize) {
let mut x = seed.to_vec();
for i in 0..Self::MAX_STEPS {
let next = self.step(&x);
if next == x {
return (x, i);
}
x = next;
}
panic!("el Laplaciano de Tarski no convergió en {} pasos", Self::MAX_STEPS);
}
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
use crate::lattice::{IdentityGalois, Nat, ResetVal};
fn triangulo() -> LatticeSheaf<Nat, IdentityGalois> {
LatticeSheaf::new(3, vec![(0, 1), (1, 2), (2, 0)], IdentityGalois)
}
/// LA prueba de cordura del giro (Addendum T6): sobre el **mismo triángulo**
/// donde el haz constante lineal inventa `H¹ = β₁ = 1`, la difusión de Tarski
/// con datos monótonos **no** tiene obstrucción: preserva lo local y no
/// colapsa a .
#[test]
fn triangulo_de_reticulos_no_tiene_obstruccion() {
let sheaf = triangulo();
let seed = vec![Nat(5), Nat(3), Nat(7)];
let harm = TarskiLaplacian::new(&sheaf).harmonize(&seed);
for (i, h) in harm.iter().enumerate() {
assert_ne!(*h, Nat::INF, "no debe colapsar a ");
assert!(seed[i] <= *h, "preserva la información local (ascenso)");
}
// Contraste explícito con el MVP lineal: el mismo triángulo SÍ da H¹=1.
let lineal = crate::sheaf::Sheaf::constant(3, &[(0, 1), (1, 2), (2, 0)], 1);
let coho = crate::cohomology::compute(&lineal).unwrap();
assert_eq!(coho.dim_h1, 1, "el lineal inventa la obstrucción; Tarski la disuelve");
}
/// Un reset incompatible (generación distinta, incomparable) colapsa a :
/// obstrucción semántica **real**, no topológica (Addendum §C.4).
#[test]
fn reset_incompatible_colapsa_a_top() {
let sheaf = LatticeSheaf::new(3, vec![(0, 1), (1, 2), (2, 0)], IdentityGalois);
let seed = vec![
ResetVal::Gen { generation: 0, value: 10 },
ResetVal::Gen { generation: 0, value: 10 },
ResetVal::Gen { generation: 1, value: 0 }, // réplica 2 reseteó
];
let harm = TarskiLaplacian::new(&sheaf).harmonize(&seed);
assert!(
harm.contains(&ResetVal::Top),
"el reset incompatible debe colapsar algún vértice a "
);
}
/// Convergencia en tiempo finito (altura del retículo) y punto fijo genuino.
#[test]
fn converge_en_tiempo_finito_a_punto_fijo() {
let sheaf = LatticeSheaf::new(4, vec![(0, 1), (1, 2), (2, 3), (3, 0)], IdentityGalois);
let seed = vec![Nat(1), Nat(2), Nat(3), Nat(4)];
let lap = TarskiLaplacian::new(&sheaf);
let (harm, steps) = lap.harmonize_with_steps(&seed);
assert_eq!(lap.step(&harm), harm, "el resultado es un punto fijo");
assert!(steps <= 20, "converge acotado, no dio {steps} pasos");
}
}