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