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