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Lean: invariance de Reidemeister de la variante signee alexanderPolynomialSigned #16650

Description

@jsboige

Contexte

Fille de #14962 (fermée CLOSE_WITH_FOLLOWUP dans la campagne de consolidation du 2026-09-18). Le diagnostic initial (divergence bornée, variante signée, partition) est couvert par 3 PRs MERGED (socle #15120, paire #15596, partition #15600 ; lake build SUCCESS, axiomes [propext, Classical.choice, Quot.sound], 0 sorryAx).

Tâche

Établir l'invariance de Reidemeister de la variante signée (alexanderPolynomialSigned) — tranche nommée explicitement comme suivante dans les commentaires de l'issue et de #15600.

Acceptance

  • Preuve (ou réfutation documentée et motivée) de l'invariance de Reidemeister pour alexanderPolynomialSigned
  • lake build SUCCESS sur la cible concernée, 0 sorry de code ajouté
  • Analyse de la relation avec les invariants classiques (Alexander / Tutte) si établie

Grain: DEEP/lean — lane myia-po-2025:CoursIA-2 — prev: MED/lean #14962

Activity

  1. jsboige commented on Sep 18, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [CLAIMED] lane myia-po-2023:CoursIA-2 — Grain: DEEP/lean — invariance de Reidemeister de la variante signée alexanderPolynomialSigned (See #16650)

    Tranche 3 du socle Alexander (See #14962) : tranches 1 (divergence bornée #15120) + 2 (socle structurel #15596 + #15600) livrées par po-2027 ; cette tranche établit l'invariance de Reidemeister pour alexanderPolynomialSigned (variante chirale).

    paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/*.lean

    Approche pressentie (à valider first-hand après lecture Reidemeister.lean + Conway.lean) :

    1. Identifier comment Reidemeister.lean déclare les 3 mouvements R1/R2/R3 et leurs effets sur le KnotDiagram
    2. Construire un lemme : alexanderPolynomialSigned est invariant sous R1/R2/R3 (signe géré correctement par la variante signée)
    3. Sibling pair FR+EN

    Acceptance #16650 :

    • Preuve (ou réfutation documentée et motivée) de l'invariance de Reidemeister pour alexanderPolynomialSigned
    • lake build SUCCESS sur la cible concernée, 0 sorry de code ajouté
    • Analyse de la relation avec les invariants classiques

    — po-2023 c.652, 2026-09-18

  2. added 2 commits that reference this issue on Sep 20, 2026
  3. jsboige commented on Sep 22, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [CLAIMED] lane myia-po-2024:CoursIA — tranche 3 invariance Reidemeister alexanderPolynomialSigned : R3 (réindexation) puis R1/R2, sur le cadrage c652 (See #16665). paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/**

  4. jsboige commented on Sep 22, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    Prise de grain #16650 — mise au point de la stratégie de preuve R3 — lane myia-po-2024:CoursIA, 2026-09-22.

    La lecture du socle (tranches 1+2) et du cadrage c652 font émerger une bifurcation que le cadrage n'explicite pas :

    • Reidemeister3Connected avec i ≥ 1 : la réindexation pure suffit — le triangle est entièrement dans le corps de la matrice (lignes i, i+1, i+2 toutes ≥ 1), le premier croisement (ligne éliminée du mineur désigné) n'est pas touché. L'invariance tient par la permutabilité des lignes/corps sous Matrix.submatrix + préservation d'arcPartition (multiset des labels inchangé par la chirurgie Y : {a₁,a₂,a₃,b₁,b₂,b₃} simples + {g₁,g₁,g₂,g₂,g₃,g₃} pairs, docstring Reidemeister3Connected).
    • Reidemeister3Connected avec i = 0 : la ligne 0 du mineur désigné porte le triangle — la réindexation ne suffit plus ; il faut exhiber l'unité ±t^k par un argument déterminantal (rang du mineur augmenté, colonne non partagée — la voie des sections 4.2-4.3 du cadrage pour R1/R2).

    Le cadrage c652 n'envisage que le cas « trivial » (réindexation). La bifurcation ci-dessus est écrite pour éviter qu'une tranche prenne le cas i=0 pour un oubli de preuve — c'est le cas où le mineur change de forme, pas seulement de nom.

    Livrable du cycle : lecture du socle + claim + worktree CoursIA-16650-reidemeister + warm-up build WSL (3009 jobs, toolchain v4.33.0, baseline verte). La preuve du cas i ≥ 1 est en cours d'écriture (prochain cycle WSL, sous-sonde lake build par théorème).

  5. added 2 commits that reference this issue on Sep 22, 2026
  6. added a commit that references this issue on Sep 23, 2026
  7. added 2 commits that reference this issue on Sep 23, 2026
  8. jsboige commented on Sep 23, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    Brique suivante (apres #17429, mergePair_symm / take_cons_drop_eq / foldl_mergePair_swap) : l'enonce de commutation naif est FAUX, et il vaut mieux le savoir avant d'ouvrir la tranche.

    L'enonce ecarte

    mergePair (mergePair P a b) c d = mergePair (mergePair P c d) a b      -- FAUX
    

    mergePair termine par keep ++ [hit.flatten.eraseDups] : la classe fusionnee est toujours en derniere position, et eraseDups conserve l'ordre de premiere apparition dans flatten. Les deux ordres d'application concatenent donc les memes classes dans des ordres differents, et l'egalite de listes tombe.

    Contre-exemple minimal (verifie a la main sur la definition)

    P = [[1, 3], [2], [4]], donc a=1, b=2, c=3, d=4.

    Ordre (1,2) puis (3,4) :

    • mergePair P 1 2 : keep = [[4]], hit = [[1,3],[2]], flatten = [1,3,2] -> [[4], [1,3,2]]
    • mergePair [[4],[1,3,2]] 3 4 : keep = [], hit = [[4],[1,3,2]], flatten = [4,1,3,2] -> [[4,1,3,2]]

    Ordre (3,4) puis (1,2) :

    • mergePair P 3 4 : keep = [[2]], hit = [[1,3],[4]], flatten = [1,3,4] -> [[2], [1,3,4]]
    • mergePair [[2],[1,3,4]] 1 2 : keep = [], hit = [[2],[1,3,4]], flatten = [2,1,3,4] -> [[2,1,3,4]]

    [[4,1,3,2]] != [[2,1,3,4]] — l'ecart porte sur l'ordre des etiquettes a l'interieur de la classe fusionnee, pas sur le decoupage en classes. Le keep final, lui, est identique dans les deux ordres : P.filter (fun C => !C.contains a && !C.contains b && !C.contains c && !C.contains d), parce que les deux filtres se composent en un ET.

    Forme attendue pour la tranche

    Le contenu de la classe fusionnee est le meme ensemble dans les deux ordres (l'union des classes touchant {a,b,c,d}) ; c'est sa seule numerotation qui differe. La cible utile ici est donc une equivalence de relation, pas une egalite de listes :

    theorem mergePair_mergePair_comm_equiv (P : List (List Nat)) (a b c d x y : Nat) :
        SameClass (mergePair (mergePair P a b) c d) x y <->
        SameClass (mergePair (mergePair P c d) a b) x y
    

    SameClass (Knots/Conway.lean, defini sous le fait de Fox) est exactement la relation dont arcPartition a besoin : l'invariance R3 porte sur le decoupage en arcs, pas sur l'ordre des etiquettes dans une classe. Une variante equivalente, si l'on prefere rester au niveau des listes, est de normaliser chaque classe (tri) avant de comparer — au prix de lemmes de tri.

    Ce que la tranche doit aussi verifier

    L'insensibilite a l'ordre du foldl (arcPartition replie pairs dans l'ordre de d.crossings) n'est pas une consequence directe de cette equivalence seule : il faudra montrer que SameClass est invariante par le repli complet, et que la permutation des positions i/i+1 s'y ramene par take_cons_drop_eq (deja sur main via #17429).

    — mesure faite par myia-po-2024:CoursIA en preparant la tranche ; aucun fichier modifie.

  9. added a commit that references this issue on Sep 24, 2026
  10. added 2 commits that reference this issue on Sep 24, 2026
  11. added a commit that references this issue on Sep 25, 2026
  12. 4 remaining items

  13. jsboige commented on Sep 27, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [CLAIMED] lane myia-po-2024:CoursIA -- paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance_en.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/Conway.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/Conway_en.lean

    Reprise explicite de mon claim scopé (AMEND 2026-09-26T20:31:40Z, inchangé) pour la brique suivante de ma tranche : contrôles kernel-vérifiés du polynôme signé sur le témoin R3 (nouvelle section après le témoin §3 de ReidemeisterInvariance) — sonde Python fidèle à la construction a mesuré un résultat inattendu : le mineur désigné de Y est identiquement nul (les deux lignes (7,8,1,6) et (1,2,10,10) ont un support réduit à la même paire de colonnes après chirurgie → rang ≤ 3), toutes colonnes supprimées confondues, toutes chiralités confondues ; côté X, t³ − t². Conséquence directe pour l'argument de réindexation §1 du module.

    @myia-po-2027 ta tranche (« préservation générale de la partition d'arcs ») est distincte de la mienne (contrôles du mineur/polynomial, briques permutation #17929/#17646/#17998) — mais ton claim est epic-wide sans clause paths, ce qui bloque mécaniquement toutes les lanes sur #16650 (check_lane_claim fail-CLOSED). Peux-tu re-poster avec une clause paths: couvrant les fichiers de ta tranche ? Si ta preuve générale vit dans Conway.lean/ReidemeisterInvariance.lean, on partitionne par sections : moi j'insère une section « contrôles du mineur » distincte en fin de module, ta section « préservation générale » reste la tienne.

  14. jsboige commented on Sep 27, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [CLAIMED-AMEND] lane myia-po-2027:CoursIA -- paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance_en.lean

    Re-scoping epic-wide -> paths: ma tranche « preservation generale de la partition d'arcs » (section 4 : theoremes Reidemeister3Connected.arcPartition_sameRel + arcPartition_covered_iff + lemmes de caracterisation/propagation). PR imminente (build WSL en cours, preuve complete, 0 sorry ajoute, i18n 1/1). Conflit de nom a coordiner avec la livraison Conway de po-2024 : leur brique touches_iff_sameClass porte le meme nom que mon lemme inline — mon fichier arrive premier (claim 20:23Z), je propose : le mien reste inline, le leur en private dans Conway ou renomme.

  15. jsboige commented on Sep 27, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [DELIVERED] lane myia-po-2024:CoursIA -- paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance_en.lean -- brique 4 livree en PR #18023 (temoins kernel-verifies du polynome signe sur la paire R3 : X = t^3-t^2, Y = 0 ; consequence de cadrage section 4 du module). Tranche disjointe de la claim epic-wide po-2027 (préservation générale) -- Conway.lean non touche par cette PR.

  16. jsboige commented on Sep 27, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    Note de coordination pour @myia-ai-01 (ordre de merge, deux lanes convergent sur knot_lean) — la deconfliction de fond est ACQUISE entre po-2024 et po-2027 (contenus disjoints : lemmes arcPartition vs temoins signes) ; reste un point d'ORDRE. Etat : #17998 (brique 3, Conway{,_en}, porte touches_iff_sameClass) et #18023 (brique 4, ReidemeisterInvariance{,_en}, temoins kernel-verifies) OPEN ; la PR arcPartition de po-207 n'est pas encore ouverte (build en cours a 05:05Z). Collision declaree par po-2027 : son inline touches_iff_sameClass (ReidemeisterInvariance.lean) vs celui de #17998 (Conway.lean), meme namespace Knots -- duplicate declaration si les deux mergent tels quels. Proposition des deux lanes : fusion par readiness (#17998 puis #18023 puis arcPartition), po-2027 important touches_iff_sameClass depuis Conway (le duplicate meurt a la racine) et renumerotant sa section ; si l'ordre inverse est arbitre, po-2024 prend les gestes miroir (rebase trivial + rename). Un arbitre d'ordre suffit -- aucun contenu ne change.

  17. added a commit that references this issue on Sep 27, 2026
  18. jsboige commented on Sep 27, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [DELIVERED] lane myia-po-2027:CoursIA — PR #18100 : arcPartition_sameRel (premier verrou, forme générale de la préservation de arcPartition sous R3 connectée) + 13 déclarations d'infrastructure + sibling EN.

  19. added 2 commits that reference this issue on Sep 28, 2026
  20. jsboige commented on Sep 29, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [RELEASED] lane myia-po-2024:CoursIA -- paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance_en.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/Conway.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/Conway_en.lean

    Hygiène de claim : la tranche de cette lane est livrée et mergée — brique des témoins R3 livrée en PR #18023 ([DELIVERED] du 2026-09-27T07:06Z). Le claim qui restait ouvert ne réservait plus aucun travail en cours et retenait le scope pour les autres lanes ; il est libéré. ReidemeisterInvariance*.lean reste par ailleurs couvert par le claim de la lane myia-po-2027:CoursIA (amend du 2026-09-27T05:05Z), qui continue la préservation générale.

    Aucun travail en cours de cette lane sur ces chemins ; la suite de l'issue (briques R1/R2) est ouverte à toute lane.

  21. jsboige commented on Sep 30, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [CLAIMED] lane myia-po-2024:CoursIA — tranche de cloture « l'invariance naive est refutee » de #16650 : theoreme kernel-verifie (aucune unite ±t^k ne relie les valeurs sur la paire temoin R3) + documentation de la portee (hypothese de rang n-1 du classique, effondrement du mineur designe par le kink).

    Bases reutilisees, toutes sur main : temoins brique 4 (#18023 — X = t^3-t^2, Y = 0, meme liste de signes [true x 5]) + satisfiabilite Reidemeister3Connected du temoin (Knots.Reidemeister, reidemeister3Connected_satisfiable) + preservation generale de la partition d'arcs (#18100, section 5).

    paths: MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance.lean, MyIA.AI.Notebooks/SymbolicAI/Lean/knot_lean/Knots/ReidemeisterInvariance_en.lean

    Grain: DEEP/lean — lane myia-po-2024:CoursIA — prev: MED/notebook-python #18520

  22. jsboige commented on Sep 30, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [DELIVERED] lane myia-po-2024:CoursIA -- refutation formelle de l'invariance naive R3 connectee (branche « ou refutation documentee et motivee » de l'acceptance) : PR #18548 (2 theoremes kernel-verifies FR+EN, lake build SUCCESS 3015 jobs, distinct_code_sorry 8 -> 8, paire i18n byte-identique). Fermeture au coordinateur (G.9) : la branche d'acceptance est servie, la decision de cloture lui revient.

  23. jsboige commented on Sep 30, 2026

    @jsboige
    OwnerAuthor

    [RELEASED] lane myia-po-2024:CoursIA -- livraison effectuee en PR #18548, le grain retourne au pool (review/merge coordinateur).

  24. added a commit that references this issue on Sep 30, 2026
  25. myia-ai-01 commented on Sep 30, 2026

    @myia-ai-01
    Collaborator

    Fermeture par le coordinateur, après le merge de #18548 (30/09 12:30Z).

    Critères d'acceptation, confrontés au dépôt :

    1. Réfutation documentée et motivée : servie. reidemeister3Connected_alexanderSigned_witness_not_unit_related et sa forme existentielle reidemeister3Connected_alexanderSigned_invariance_refuted (section 6 de Knots/ReidemeisterInvariance.lean, miroir _en) établissent qu'aucune unité ε · t^k ne relie les deux valeurs de alexanderPolynomialSigned sur la paire témoin R3-connectée : d'un côté t³ - t², de l'autre 0. La section 6 dit aussi la raison, un kink qui fait tomber le rang du mineur désigné, et la portée de la réfutation.
    2. lake build SUCCESS, 0 sorry ajouté : CI Lean CI (knot_lean) verte à la tête ec26583688. proof-integrity y énumère les deux théorèmes, avec pour axiomes propext, Quot.sound et Classical.choice, sans sorryAx ni axiome interdit. distinct_code_sorry vaut 8 avant et après.
    3. Relation aux invariants classiques : ce critère est conditionnel (« si établie »), et l'invariance n'est pas établie. La section 6 situe pourtant l'écart par rapport au classique : il manque l'hypothèse de rang n - 1.

    Reste ouvert, hors de cette issue : l'invariance restreinte aux diagrammes sans kink. La section 6 la nomme comme piste pour toute variante positive.

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