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1 # Seminar in Semantics / Philosophy of Language #
2
3 or: **What Philosophers and Linguists Can Learn From Theoretical Computer Science But Didn't Know To Ask**
4
5 This course is co-taught by [Chris Barker](http://homepages.nyu.edu/~cb125/) and [Jim Pryor](http://www.jimpryor.net/). Linguistics calls it "G61.3340-002" and Philosophy calls it "G83.2296-001."
6 The seminar meets on Mondays from 4-6, in 
7 the Linguistics building at 10 Washington Place, in room 104 (back of the first floor).
8 One student session will be held every Wednesday from 3-4 on the
9 fourth floor at 10 Washington Place.
10
11 Here is $some^2 x^{e \pi} + 3y$ math, and $$here_{is} some + more$$ End of math.
12 Except I want to add this: $\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a\pi^i}$ Okay now I'm finished.
13
14 Here is a test:
15
16
17 >[[!format  python """
18 def f(x):
19     if x α y:
20         print "hello, world\n"
21     else:
22         return False
23 """]]
24
25 End of test.
26
27
28 ## Announcements ##
29
30 <!--
31 *       This is the time of the semester when some people start slipping
32 behind with the homework.  Don't.
33 -->
34
35 *       We've added a page on [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
36
37 *       We've added some [commentary](/hints/assignment_6_commentary) on some common issues in your solutions to [[Assignment6]].
38
39 *       We've added a [[Monad Library]] for OCaml.
40
41 *       We've posted a [[State Monad Tutorial]].
42
43 [[Older Announcements]]
44
45 ##[[Lambda Evaluator]]##
46
47 Usable in your browser. It can help you check whether your answer to some of
48 the homework questions works correctly.
49
50 There is also now a [library](/lambda_library) of lambda-calculus
51 arithmetical and list operations, some relatively advanced.
52
53 ##[[Monad Library]]##
54
55
56 ## Lecture Notes and Assignments ##
57
58 (13 Sept) Lecture notes for [[Week1]]; [[Assignment1]].
59
60 >       Topics: [[Applications]], including [[Damn]]; Basics of Lambda Calculus; Comparing Different Languages
61
62 (20 Sept) Lecture notes for [[Week2]]; [[Assignment2]].
63
64 >       Topics: Reduction and Convertibility; Combinators; Evaluation Strategies and Normalization; Decidability; [[Lists and Numbers]]
65
66 (27 Sept) Lecture notes for [[Week3]];  [[Assignment3]];
67 an evaluator with the definitions used for homework 3
68 preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]].
69
70 >       Topics: [[Evaluation Order]]; Recursion with Fixed Point Combinators
71
72 (4 Oct) Lecture notes for [[Week4]]; [[Assignment4]].
73
74 >       Topics: More on Fixed Points; Sets; Aborting List Traversals; [[Implementing Trees]]
75
76
77 (18 Oct, 25 Oct) Lecture notes for [[Week5]] and [[Week6]]; [[Assignment5]].
78
79 >       Topics: Types, Polymorphism, Unit and Bottom
80
81 (1 Nov) Lecture notes for [[Week7]]; [[Assignment6]].
82
83 >       Topics: Monads; [[Reader Monad for Variable Binding]]; [[Reader Monad for Intensionality]]
84
85 (8 Nov) Lecture notes for [[Week8]].
86
87 >       Topics: Reader Monad for Jacobson's Variable-Free Semantics
88
89 (15 Nov) Lecture notes for [[Week9]]; [[Assignment7]]. Everyone auditing in the class is encouraged to do this assignment, or at least work through the substantial "hints".
90
91 >       Topics: Mutable Variables; Passing by Reference; [[State Monad Tutorial]] (added recently)
92
93 (22 Nov) Lecture notes for [[Week10]]
94
95 >       Topics: Calculator Improvements, including mutation
96
97 (30 Nov) Lecture notes for [[Week11]]; [[Assignment8]].
98
99 >       Topics: [[Tree and List Zippers]]; [[Coroutines and Aborts]]; [[From List Zippers to Continuations]]
100
101 (6 Dec) Lecture notes for [[Week12]]; [[Assignment9]].
102
103 >       Topics: [[List Monad as Continuation Monad]]; [[Manipulating Trees with Monads]] (updated); [[Monad Transformers]] (added recently)
104
105 (13 Dec) Lecture notes for Week13; [[Assignment10]].
106
107 >       Topics: [[CPS and Continuation Operators]]; Curry-Howard
108
109 [[Advanced Topics]]
110
111 >       Topics: Version 4 lists, Monads in Category Theory
112
113 ##Scheme and OCaml##
114
115 See [below](#installing) for how to get the programming languages running on your computer.
116
117 *       Links for help [[learning Scheme]]
118
119 *       Links for help [[learning OCaml]]
120
121 *       [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
122
123
124 ##[[Offsite Reading]]##
125
126 There's lots of links here already to tutorials and encyclopedia entries about many of the notions we'll be dealing with.
127
128
129
130 ## Course Overview ##
131
132 The goal of this seminar is to introduce concepts and techniques from
133 theoretical computer science and show how they can provide insight
134 into established philosophical and linguistic problems.
135
136 This is not a seminar about any particular technology or software.
137 Rather, it's about a variety of conceptual/logical ideas that have been
138 developed in computer science and that linguists and philosophers ought to
139 know, or may already be unknowingly trying to reinvent.
140
141 Philosphers and linguists tend to reuse the same familiar tools in
142 ever more (sometime spectacularly) creative ways.  But when your only
143 hammer is classical logic, every problem looks like modus ponens.  In
144 contrast, computer scientists have invested considerable ingenuity in
145 studying tool design, and have made remarkable progress.
146
147 "Why shouldn't I reinvent some idea X for myself? It's intellectually
148 rewarding!" Yes it is, but it also takes time you might have better
149 spent elsewhere. After all, you can get anywhere you want to go by walking, but you can
150 accomplish more with a combination of walking and strategic subway
151 rides.
152
153 More importantly, the idiosyncrasies of your particular
154 implementation may obscure what's fundamental to the idea you're
155 working with. Your implementation may be buggy in corner cases you
156 didn't think of; it may be incomplete and not trivial to generalize; its
157 connection to existing literature and neighboring issues may go
158 unnoticed. For all these reasons you're better off understanding the
159 state of the art.
160
161 The theoretical tools we'll be introducing aren't very familiar to
162 everyday programmers, but they are prominent in academic computer science,
163 especially in the fields of functional programming and type theory.
164
165 Of necessity, this course will lay a lot of logical groundwork. But throughout
166 we'll be aiming to mix that groundwork with real cases
167 in our home subjects where these tools play central roles. Our aim for the
168 course is to enable you to make these tools your own; to have enough
169 understanding of them to recognize them in use, use them yourself at least
170 in simple ways, and to be able to read more about them when appropriate.
171
172 Once we get up and running, the central focii of the course will be
173 **continuations**, **types**, and **monads**. One of the on-going themes will
174 concern evaluation order and issues about how computations (inferences,
175 derivations) unfold in (for instance) time.  The key analytic technique is to
176 form a static, order-independent model of a dynamic process. We'll be
177 discussing this in much more detail as the course proceeds.
178
179 The logical systems we'll be looking at include:
180
181 *       the pure/untyped lambda calculus
182 *       combinatorial logic
183 *       the simply-typed lambda calculus
184 *       polymorphic types with System F
185 *       some discussion of dependent types
186 *       if time permits, "indeterministic" or "preemptively parallel" computation and linear logic
187
188
189 <!--
190 Other keywords:
191         recursion using the Y-combinator
192         evaluation-order stratgies
193         normalizing properties
194         the Curry-Howard isomorphism(s)
195         monads in category theory and computation
196 -->
197
198 ## Who Can Participate? ##
199
200 The course will not presume previous experience with programming.  We
201 will, however, discuss concepts embodied in specific programming
202 languages, and we will encourage experimentation with running,
203 modifying, and writing computer programs.
204
205 The course will not presume lots of mathematical or logical background, either.
206 However, it will demand a certain amount of comfort working with such material; as a result,
207 it will not be especially well-suited to be a first graduate-level course
208 in formal semantics or philosophy of language. If you have concerns about your
209 background, come discuss them with us.
210
211 This class will count as satisfying the logic requirement for Philosophy
212 PhD students; however if this would be your first or only serious
213 engagement with graduate-level formal work you should consider
214 carefully, and must discuss with us, (1) whether you'll be adequately
215 prepared for this course, and (2) whether you'd be better served by
216 taking a logic course (at a neighboring department, or at NYU next year)
217 with a more canonical syllabus.
218
219
220 Faculty and students from outside of NYU Linguistics and Philosophy are welcome
221 to audit, to the extent that this coheres well with the needs of our local
222 students.
223
224
225 ## Recommended Software ##
226
227 During the course, we'll be encouraging you to try out various things in Scheme
228 and Caml, which are prominent *functional programming languages*. We'll explain
229 what that means during the course.
230
231 *       **Scheme** is one of two major dialects of *Lisp*, which is a large family
232 of programming languages. Scheme
233 is the more clean and minimalistic dialect, and is what's mostly used in
234 academic circles.
235 Scheme itself has umpteen different "implementations", which share most of
236 their fundamentals, but have slightly different extensions and interact with
237 the operating system differently. One major implementation used to be called
238 PLT Scheme, and has just in the past few weeks changed their name to Racket.
239 This is what we recommend you use. (If you're already using or comfortable with
240 another Scheme implementation, though, there's no compelling reason to switch.)
241
242         Racket stands to Scheme in something like the relation Firefox stands to HTML.
243
244 *       **Caml** is one of two major dialects of *ML*, which is another large
245 family of programming languages. Caml has only one active implementation,
246 OCaml, developed by the INRIA academic group in France.
247
248 *       Those of you with some programming background may have encountered a third
249 prominent functional programming language, **Haskell**. This is also used a
250 lot in the academic contexts we'll be working through. Its surface syntax
251 differs from Caml, and there are various important things one can do in
252 each of Haskell and Caml that one can't (or can't as easily) do in the
253 other. But these languages also have a lot in common, and if you're
254 familiar with one of them, it's not difficult to move between it and the
255 other.
256
257 <a name=installing></a>
258 [[How to get the programming languages running on your computer]]
259
260 [[Family tree of functional programming languages]]
261
262 [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
263
264 ## What is Functional Programming? ##
265
266 Here's a [survey conducted at Microsoft](http://research.microsoft.com/apps/pubs/default.aspx?id=141506) asking programmers what they understand "functional programming" to be. Don't take their responses to be authoritative... this is a just a "man in the street" (seat?) poll.
267
268 Read more about the [uptake of Haskell](http://steve-yegge.blogspot.com/2010/12/haskell-researchers-announce-discovery.html) among programmers in the street.
269
270
271 ## Recommended Books ##
272
273 It's not necessary to purchase these for the class. But they are good ways to get a more thorough and solid understanding of some of the more basic conceptual tools we'll be using.
274
275 *       *An Introduction to Lambda Calculi for Computer Scientists*, by Chris
276 Hankin, currently $17 on
277 [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0954300653).
278
279 *       (Another good book covering the same ground as the Hankin book, but
280 more thoroughly, and in a more mathematical style, is *Lambda-Calculus and Combinators:
281 an Introduction*, by J. Roger Hindley and Jonathan P. Seldin, currently $52 on [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0521898854). If you choose to read
282 both the Hankin book and this book, you'll notice the authors made some different
283 terminological/notational choices. At first, this makes comprehension slightly slower,
284 but in the long run it's helpful because it makes the arbitrariness of those choices more salient.)
285
286 *       (Another good book, covering some of the same ground as the previous two, but also delving much deeper into typed lambda calculi, is *Types and Programming Languages*, by Benjamin Pierce, currently $61 on [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0262162091). This book has many examples in OCaml.)
287
288 *   *The Little Schemer, Fourth Edition*, by Daniel P. Friedman and Matthias
289 Felleisen, currently $23 on [Amazon](http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0262560992).
290 This is a classic text introducing the gentle art of programming, using the
291 functional programming language Scheme. Many people love this book, but it has
292 an unusual dialog format that is not to everybody's taste. **Of particular
293 interest for this course** is the explanation of the Y combinator, available as
294 a free sample chapter [at the MIT Press web page for the
295 book](http://www.ccs.neu.edu/home/matthias/BTLS/).
296
297 *       *The Seasoned Schemer*, also by Daniel P. Friedman and Matthias Felleisen, currently $28
298 on [Amazon](http://www.amazon.com/Seasoned-Schemer-Daniel-P-Friedman/dp/026256100X)
299
300 *       *The Little MLer*, by Matthias Felleisen and Daniel P. Friedman, currently $27
301 on [Amazon](http://www.amazon.com/Little-MLer-Matthias-Felleisen/dp/026256114X).
302 This covers some of the same introductory ground as The Little Schemer, but
303 this time in ML. It uses another dialect of ML (called SML), instead of OCaml, but there are only
304 superficial syntactic differences between these languages. [Here's a translation
305 manual between them](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
306
307
308
309 ----
310
311 All wikis are supposed to have a [[SandBox]], so this one does too.
312
313 This wiki is powered by [[ikiwiki]].
314
315