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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         idle code
25
26 def bar(y, *z):
27     print 1 *doo* 3
28
29 """]]
30
31 End of test.
32
33 ## Announcements ##
34
35 <!--
36 *       This is the time of the semester when some people start slipping
37 behind with the homework.  Don't.
38 -->
39
40 *       We've added a page on [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
41
42 *       We've added some [commentary](/hints/assignment_6_commentary) on some common issues in your solutions to [[Assignment6]].
43
44 *       We've added a [[Monad Library]] for OCaml.
45
46 *       We've posted a [[State Monad Tutorial]].
47
48 [[Older Announcements]]
49
50 ##[[Lambda Evaluator]]##
51
52 Usable in your browser. It can help you check whether your answer to some of
53 the homework questions works correctly.
54
55 There is also now a [library](/lambda_library) of lambda-calculus
56 arithmetical and list operations, some relatively advanced.
57
58 ##[[Monad Library]]##
59
60
61 ## Lecture Notes and Assignments ##
62
63 (13 Sept) Lecture notes for [[Week1]]; [[Assignment1]].
64
65 >       Topics: [[Applications]], including [[Damn]]; Basics of Lambda Calculus; Comparing Different Languages
66
67 (20 Sept) Lecture notes for [[Week2]]; [[Assignment2]].
68
69 >       Topics: Reduction and Convertibility; Combinators; Evaluation Strategies and Normalization; Decidability; [[Lists and Numbers]]
70
71 (27 Sept) Lecture notes for [[Week3]];  [[Assignment3]];
72 an evaluator with the definitions used for homework 3
73 preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]].
74
75 >       Topics: [[Evaluation Order]]; Recursion with Fixed Point Combinators
76
77 (4 Oct) Lecture notes for [[Week4]]; [[Assignment4]].
78
79 >       Topics: More on Fixed Points; Sets; Aborting List Traversals; [[Implementing Trees]]
80
81
82 (18 Oct, 25 Oct) Lecture notes for [[Week5]] and [[Week6]]; [[Assignment5]].
83
84 >       Topics: Types, Polymorphism, Unit and Bottom
85
86 (1 Nov) Lecture notes for [[Week7]]; [[Assignment6]].
87
88 >       Topics: Monads; [[Reader Monad for Variable Binding]]; [[Reader Monad for Intensionality]]
89
90 (8 Nov) Lecture notes for [[Week8]].
91
92 >       Topics: Reader Monad for Jacobson's Variable-Free Semantics
93
94 (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".
95
96 >       Topics: Mutable Variables; Passing by Reference; [[State Monad Tutorial]] (added recently)
97
98 (22 Nov) Lecture notes for [[Week10]]
99
100 >       Topics: Calculator Improvements, including mutation
101
102 (30 Nov) Lecture notes for [[Week11]]; [[Assignment8]].
103
104 >       Topics: [[Tree and List Zippers]]; [[Coroutines and Aborts]]; [[From List Zippers to Continuations]]
105
106 (6 Dec) Lecture notes for [[Week12]]; [[Assignment9]].
107
108 >       Topics: [[List Monad as Continuation Monad]]; [[Manipulating Trees with Monads]] (updated); [[Monad Transformers]] (added recently)
109
110 (13 Dec) Lecture notes for Week13; [[Assignment10]].
111
112 >       Topics: [[CPS and Continuation Operators]]; Curry-Howard
113
114 [[Advanced Topics]]
115
116 >       Topics: Version 4 lists, Monads in Category Theory
117
118 ##Scheme and OCaml##
119
120 See [below](#installing) for how to get the programming languages running on your computer.
121
122 *       Links for help [[learning Scheme]]
123
124 *       Links for help [[learning OCaml]]
125
126 *       [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
127
128
129 ##[[Offsite Reading]]##
130
131 There's lots of links here already to tutorials and encyclopedia entries about many of the notions we'll be dealing with.
132
133
134
135 ## Course Overview ##
136
137 The goal of this seminar is to introduce concepts and techniques from
138 theoretical computer science and show how they can provide insight
139 into established philosophical and linguistic problems.
140
141 This is not a seminar about any particular technology or software.
142 Rather, it's about a variety of conceptual/logical ideas that have been
143 developed in computer science and that linguists and philosophers ought to
144 know, or may already be unknowingly trying to reinvent.
145
146 Philosphers and linguists tend to reuse the same familiar tools in
147 ever more (sometime spectacularly) creative ways.  But when your only
148 hammer is classical logic, every problem looks like modus ponens.  In
149 contrast, computer scientists have invested considerable ingenuity in
150 studying tool design, and have made remarkable progress.
151
152 "Why shouldn't I reinvent some idea X for myself? It's intellectually
153 rewarding!" Yes it is, but it also takes time you might have better
154 spent elsewhere. After all, you can get anywhere you want to go by walking, but you can
155 accomplish more with a combination of walking and strategic subway
156 rides.
157
158 More importantly, the idiosyncrasies of your particular
159 implementation may obscure what's fundamental to the idea you're
160 working with. Your implementation may be buggy in corner cases you
161 didn't think of; it may be incomplete and not trivial to generalize; its
162 connection to existing literature and neighboring issues may go
163 unnoticed. For all these reasons you're better off understanding the
164 state of the art.
165
166 The theoretical tools we'll be introducing aren't very familiar to
167 everyday programmers, but they are prominent in academic computer science,
168 especially in the fields of functional programming and type theory.
169
170 Of necessity, this course will lay a lot of logical groundwork. But throughout
171 we'll be aiming to mix that groundwork with real cases
172 in our home subjects where these tools play central roles. Our aim for the
173 course is to enable you to make these tools your own; to have enough
174 understanding of them to recognize them in use, use them yourself at least
175 in simple ways, and to be able to read more about them when appropriate.
176
177 Once we get up and running, the central focii of the course will be
178 **continuations**, **types**, and **monads**. One of the on-going themes will
179 concern evaluation order and issues about how computations (inferences,
180 derivations) unfold in (for instance) time.  The key analytic technique is to
181 form a static, order-independent model of a dynamic process. We'll be
182 discussing this in much more detail as the course proceeds.
183
184 The logical systems we'll be looking at include:
185
186 *       the pure/untyped lambda calculus
187 *       combinatorial logic
188 *       the simply-typed lambda calculus
189 *       polymorphic types with System F
190 *       some discussion of dependent types
191 *       if time permits, "indeterministic" or "preemptively parallel" computation and linear logic
192
193
194 <!--
195 Other keywords:
196         recursion using the Y-combinator
197         evaluation-order stratgies
198         normalizing properties
199         the Curry-Howard isomorphism(s)
200         monads in category theory and computation
201 -->
202
203 ## Who Can Participate? ##
204
205 The course will not presume previous experience with programming.  We
206 will, however, discuss concepts embodied in specific programming
207 languages, and we will encourage experimentation with running,
208 modifying, and writing computer programs.
209
210 The course will not presume lots of mathematical or logical background, either.
211 However, it will demand a certain amount of comfort working with such material; as a result,
212 it will not be especially well-suited to be a first graduate-level course
213 in formal semantics or philosophy of language. If you have concerns about your
214 background, come discuss them with us.
215
216 This class will count as satisfying the logic requirement for Philosophy
217 PhD students; however if this would be your first or only serious
218 engagement with graduate-level formal work you should consider
219 carefully, and must discuss with us, (1) whether you'll be adequately
220 prepared for this course, and (2) whether you'd be better served by
221 taking a logic course (at a neighboring department, or at NYU next year)
222 with a more canonical syllabus.
223
224
225 Faculty and students from outside of NYU Linguistics and Philosophy are welcome
226 to audit, to the extent that this coheres well with the needs of our local
227 students.
228
229
230 ## Recommended Software ##
231
232 During the course, we'll be encouraging you to try out various things in Scheme
233 and Caml, which are prominent *functional programming languages*. We'll explain
234 what that means during the course.
235
236 *       **Scheme** is one of two major dialects of *Lisp*, which is a large family
237 of programming languages. Scheme
238 is the more clean and minimalistic dialect, and is what's mostly used in
239 academic circles.
240 Scheme itself has umpteen different "implementations", which share most of
241 their fundamentals, but have slightly different extensions and interact with
242 the operating system differently. One major implementation used to be called
243 PLT Scheme, and has just in the past few weeks changed their name to Racket.
244 This is what we recommend you use. (If you're already using or comfortable with
245 another Scheme implementation, though, there's no compelling reason to switch.)
246
247         Racket stands to Scheme in something like the relation Firefox stands to HTML.
248
249 *       **Caml** is one of two major dialects of *ML*, which is another large
250 family of programming languages. Caml has only one active implementation,
251 OCaml, developed by the INRIA academic group in France.
252
253 *       Those of you with some programming background may have encountered a third
254 prominent functional programming language, **Haskell**. This is also used a
255 lot in the academic contexts we'll be working through. Its surface syntax
256 differs from Caml, and there are various important things one can do in
257 each of Haskell and Caml that one can't (or can't as easily) do in the
258 other. But these languages also have a lot in common, and if you're
259 familiar with one of them, it's not difficult to move between it and the
260 other.
261
262 <a name=installing></a>
263 [[How to get the programming languages running on your computer]]
264
265 [[Family tree of functional programming languages]]
266
267 [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
268
269 ## What is Functional Programming? ##
270
271 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.
272
273 Read more about the [uptake of Haskell](http://steve-yegge.blogspot.com/2010/12/haskell-researchers-announce-discovery.html) among programmers in the street.
274
275
276 ## Recommended Books ##
277
278 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.
279
280 *       *An Introduction to Lambda Calculi for Computer Scientists*, by Chris
281 Hankin, currently $17 on
282 [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0954300653).
283
284 *       (Another good book covering the same ground as the Hankin book, but
285 more thoroughly, and in a more mathematical style, is *Lambda-Calculus and Combinators:
286 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
287 both the Hankin book and this book, you'll notice the authors made some different
288 terminological/notational choices. At first, this makes comprehension slightly slower,
289 but in the long run it's helpful because it makes the arbitrariness of those choices more salient.)
290
291 *       (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.)
292
293 *   *The Little Schemer, Fourth Edition*, by Daniel P. Friedman and Matthias
294 Felleisen, currently $23 on [Amazon](http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0262560992).
295 This is a classic text introducing the gentle art of programming, using the
296 functional programming language Scheme. Many people love this book, but it has
297 an unusual dialog format that is not to everybody's taste. **Of particular
298 interest for this course** is the explanation of the Y combinator, available as
299 a free sample chapter [at the MIT Press web page for the
300 book](http://www.ccs.neu.edu/home/matthias/BTLS/).
301
302 *       *The Seasoned Schemer*, also by Daniel P. Friedman and Matthias Felleisen, currently $28
303 on [Amazon](http://www.amazon.com/Seasoned-Schemer-Daniel-P-Friedman/dp/026256100X)
304
305 *       *The Little MLer*, by Matthias Felleisen and Daniel P. Friedman, currently $27
306 on [Amazon](http://www.amazon.com/Little-MLer-Matthias-Felleisen/dp/026256114X).
307 This covers some of the same introductory ground as The Little Schemer, but
308 this time in ML. It uses another dialect of ML (called SML), instead of OCaml, but there are only
309 superficial syntactic differences between these languages. [Here's a translation
310 manual between them](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
311
312
313
314 ----
315
316 All wikis are supposed to have a [[SandBox]], so this one does too.
317
318 This wiki is powered by [[ikiwiki]].
319
320