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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 This $$ \int \color{#8F001A} _a ^b f^{\prime}(x)\, dx = f(b) - f(a), 
12 \qquad \textcolor{pinegreen}{\colorbox{yellow}{FTOC I}} $$ is enough for now.
13
14 ## Announcements ##
15
16 <!--
17 *       This is the time of the semester when some people start slipping
18 behind with the homework.  Don't.
19 -->
20
21 *       We've added a page on [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
22
23 *       We've added some [commentary](/hints/assignment_6_commentary) on some common issues in your solutions to [[Assignment6]].
24
25 *       We've added a [[Monad Library]] for OCaml.
26
27 *       We've posted a [[State Monad Tutorial]].
28
29 [[Older Announcements]]
30
31 ##[[Lambda Evaluator]]##
32
33 Usable in your browser. It can help you check whether your answer to some of
34 the homework questions works correctly.
35
36 There is also now a [library](/lambda_library) of lambda-calculus
37 arithmetical and list operations, some relatively advanced.
38
39 ##[[Monad Library]]##
40
41
42 ## Lecture Notes and Assignments ##
43
44 (13 Sept) Lecture notes for [[Week1]]; [[Assignment1]].
45
46 >       Topics: [[Applications]], including [[Damn]]; Basics of Lambda Calculus; Comparing Different Languages
47
48 (20 Sept) Lecture notes for [[Week2]]; [[Assignment2]].
49
50 >       Topics: Reduction and Convertibility; Combinators; Evaluation Strategies and Normalization; Decidability; [[Lists and Numbers]]
51
52 (27 Sept) Lecture notes for [[Week3]];  [[Assignment3]];
53 an evaluator with the definitions used for homework 3
54 preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]].
55
56 >       Topics: [[Evaluation Order]]; Recursion with Fixed Point Combinators
57
58 (4 Oct) Lecture notes for [[Week4]]; [[Assignment4]].
59
60 >       Topics: More on Fixed Points; Sets; Aborting List Traversals; [[Implementing Trees]]
61
62
63 (18 Oct, 25 Oct) Lecture notes for [[Week5]] and [[Week6]]; [[Assignment5]].
64
65 >       Topics: Types, Polymorphism, Unit and Bottom
66
67 (1 Nov) Lecture notes for [[Week7]]; [[Assignment6]].
68
69 >       Topics: Monads; [[Reader Monad for Variable Binding]]; [[Reader Monad for Intensionality]]
70
71 (8 Nov) Lecture notes for [[Week8]].
72
73 >       Topics: Reader Monad for Jacobson's Variable-Free Semantics
74
75 (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".
76
77 >       Topics: Mutable Variables; Passing by Reference; [[State Monad Tutorial]] (added recently)
78
79 (22 Nov) Lecture notes for [[Week10]]
80
81 >       Topics: Calculator Improvements, including mutation
82
83 (30 Nov) Lecture notes for [[Week11]]; [[Assignment8]].
84
85 >       Topics: [[Tree and List Zippers]]; [[Coroutines and Aborts]]; [[From List Zippers to Continuations]]
86
87 (6 Dec) Lecture notes for [[Week12]]; [[Assignment9]].
88
89 >       Topics: [[List Monad as Continuation Monad]]; [[Manipulating Trees with Monads]] (updated); [[Monad Transformers]] (added recently)
90
91 (13 Dec) Lecture notes for Week13; [[Assignment10]].
92
93 >       Topics: [[CPS and Continuation Operators]]; Curry-Howard
94
95 [[Advanced Topics]]
96
97 >       Topics: Version 4 lists, Monads in Category Theory
98
99 ##Scheme and OCaml##
100
101 See [below](#installing) for how to get the programming languages running on your computer.
102
103 *       Links for help [[learning Scheme]]
104
105 *       Links for help [[learning OCaml]]
106
107 *       [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
108
109
110 ##[[Offsite Reading]]##
111
112 There's lots of links here already to tutorials and encyclopedia entries about many of the notions we'll be dealing with.
113
114
115
116 ## Course Overview ##
117
118 The goal of this seminar is to introduce concepts and techniques from
119 theoretical computer science and show how they can provide insight
120 into established philosophical and linguistic problems.
121
122 This is not a seminar about any particular technology or software.
123 Rather, it's about a variety of conceptual/logical ideas that have been
124 developed in computer science and that linguists and philosophers ought to
125 know, or may already be unknowingly trying to reinvent.
126
127 Philosphers and linguists tend to reuse the same familiar tools in
128 ever more (sometime spectacularly) creative ways.  But when your only
129 hammer is classical logic, every problem looks like modus ponens.  In
130 contrast, computer scientists have invested considerable ingenuity in
131 studying tool design, and have made remarkable progress.
132
133 "Why shouldn't I reinvent some idea X for myself? It's intellectually
134 rewarding!" Yes it is, but it also takes time you might have better
135 spent elsewhere. After all, you can get anywhere you want to go by walking, but you can
136 accomplish more with a combination of walking and strategic subway
137 rides.
138
139 More importantly, the idiosyncrasies of your particular
140 implementation may obscure what's fundamental to the idea you're
141 working with. Your implementation may be buggy in corner cases you
142 didn't think of; it may be incomplete and not trivial to generalize; its
143 connection to existing literature and neighboring issues may go
144 unnoticed. For all these reasons you're better off understanding the
145 state of the art.
146
147 The theoretical tools we'll be introducing aren't very familiar to
148 everyday programmers, but they are prominent in academic computer science,
149 especially in the fields of functional programming and type theory.
150
151 Of necessity, this course will lay a lot of logical groundwork. But throughout
152 we'll be aiming to mix that groundwork with real cases
153 in our home subjects where these tools play central roles. Our aim for the
154 course is to enable you to make these tools your own; to have enough
155 understanding of them to recognize them in use, use them yourself at least
156 in simple ways, and to be able to read more about them when appropriate.
157
158 Once we get up and running, the central focii of the course will be
159 **continuations**, **types**, and **monads**. One of the on-going themes will
160 concern evaluation order and issues about how computations (inferences,
161 derivations) unfold in (for instance) time.  The key analytic technique is to
162 form a static, order-independent model of a dynamic process. We'll be
163 discussing this in much more detail as the course proceeds.
164
165 The logical systems we'll be looking at include:
166
167 *       the pure/untyped lambda calculus
168 *       combinatorial logic
169 *       the simply-typed lambda calculus
170 *       polymorphic types with System F
171 *       some discussion of dependent types
172 *       if time permits, "indeterministic" or "preemptively parallel" computation and linear logic
173
174
175 <!--
176 Other keywords:
177         recursion using the Y-combinator
178         evaluation-order stratgies
179         normalizing properties
180         the Curry-Howard isomorphism(s)
181         monads in category theory and computation
182 -->
183
184 ## Who Can Participate? ##
185
186 The course will not presume previous experience with programming.  We
187 will, however, discuss concepts embodied in specific programming
188 languages, and we will encourage experimentation with running,
189 modifying, and writing computer programs.
190
191 The course will not presume lots of mathematical or logical background, either.
192 However, it will demand a certain amount of comfort working with such material; as a result,
193 it will not be especially well-suited to be a first graduate-level course
194 in formal semantics or philosophy of language. If you have concerns about your
195 background, come discuss them with us.
196
197 This class will count as satisfying the logic requirement for Philosophy
198 PhD students; however if this would be your first or only serious
199 engagement with graduate-level formal work you should consider
200 carefully, and must discuss with us, (1) whether you'll be adequately
201 prepared for this course, and (2) whether you'd be better served by
202 taking a logic course (at a neighboring department, or at NYU next year)
203 with a more canonical syllabus.
204
205
206 Faculty and students from outside of NYU Linguistics and Philosophy are welcome
207 to audit, to the extent that this coheres well with the needs of our local
208 students.
209
210
211 ## Recommended Software ##
212
213 During the course, we'll be encouraging you to try out various things in Scheme
214 and Caml, which are prominent *functional programming languages*. We'll explain
215 what that means during the course.
216
217 *       **Scheme** is one of two major dialects of *Lisp*, which is a large family
218 of programming languages. Scheme
219 is the more clean and minimalistic dialect, and is what's mostly used in
220 academic circles.
221 Scheme itself has umpteen different "implementations", which share most of
222 their fundamentals, but have slightly different extensions and interact with
223 the operating system differently. One major implementation used to be called
224 PLT Scheme, and has just in the past few weeks changed their name to Racket.
225 This is what we recommend you use. (If you're already using or comfortable with
226 another Scheme implementation, though, there's no compelling reason to switch.)
227
228         Racket stands to Scheme in something like the relation Firefox stands to HTML.
229
230 *       **Caml** is one of two major dialects of *ML*, which is another large
231 family of programming languages. Caml has only one active implementation,
232 OCaml, developed by the INRIA academic group in France.
233
234 *       Those of you with some programming background may have encountered a third
235 prominent functional programming language, **Haskell**. This is also used a
236 lot in the academic contexts we'll be working through. Its surface syntax
237 differs from Caml, and there are various important things one can do in
238 each of Haskell and Caml that one can't (or can't as easily) do in the
239 other. But these languages also have a lot in common, and if you're
240 familiar with one of them, it's not difficult to move between it and the
241 other.
242
243 <a name=installing></a>
244 [[How to get the programming languages running on your computer]]
245
246 [[Family tree of functional programming languages]]
247
248 [[Translating between OCaml Scheme and Haskell]]
249
250 ## What is Functional Programming? ##
251
252 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.
253
254 Read more about the [uptake of Haskell](http://steve-yegge.blogspot.com/2010/12/haskell-researchers-announce-discovery.html) among programmers in the street.
255
256
257 ## Recommended Books ##
258
259 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.
260
261 *       *An Introduction to Lambda Calculi for Computer Scientists*, by Chris
262 Hankin, currently $17 on
263 [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0954300653).
264
265 *       (Another good book covering the same ground as the Hankin book, but
266 more thoroughly, and in a more mathematical style, is *Lambda-Calculus and Combinators:
267 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
268 both the Hankin book and this book, you'll notice the authors made some different
269 terminological/notational choices. At first, this makes comprehension slightly slower,
270 but in the long run it's helpful because it makes the arbitrariness of those choices more salient.)
271
272 *       (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.)
273
274 *   *The Little Schemer, Fourth Edition*, by Daniel P. Friedman and Matthias
275 Felleisen, currently $23 on [Amazon](http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0262560992).
276 This is a classic text introducing the gentle art of programming, using the
277 functional programming language Scheme. Many people love this book, but it has
278 an unusual dialog format that is not to everybody's taste. **Of particular
279 interest for this course** is the explanation of the Y combinator, available as
280 a free sample chapter [at the MIT Press web page for the
281 book](http://www.ccs.neu.edu/home/matthias/BTLS/).
282
283 *       *The Seasoned Schemer*, also by Daniel P. Friedman and Matthias Felleisen, currently $28
284 on [Amazon](http://www.amazon.com/Seasoned-Schemer-Daniel-P-Friedman/dp/026256100X)
285
286 *       *The Little MLer*, by Matthias Felleisen and Daniel P. Friedman, currently $27
287 on [Amazon](http://www.amazon.com/Little-MLer-Matthias-Felleisen/dp/026256114X).
288 This covers some of the same introductory ground as The Little Schemer, but
289 this time in ML. It uses another dialect of ML (called SML), instead of OCaml, but there are only
290 superficial syntactic differences between these languages. [Here's a translation
291 manual between them](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
292
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294
295 ----
296
297 All wikis are supposed to have a [[SandBox]], so this one does too.
298
299 This wiki is powered by [[ikiwiki]].
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