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