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1 # Seminar in Semantics / Philosophy of Language #
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3 or: **What Philosophers and Linguists Can Learn From Theoretical Computer Science But Didn't Know To Ask**
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5 This course will be 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."
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8 ## Announcements ##
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10 *       The seminar meets on Mondays from 4-6, in 
11 the Linguistics building at 10 Washington Place, in room 104 (back of the first floor).
12
13 *       One student session will be held every Wednesday from 3-4. The other will
14 be arranged to fit the schedule of those who'd like to attend but can't
15 make the Wednesday time. (We first proposed Tuesdays from 11-12, but this
16 time turns out not to be so helpful.) If you're one of the students who
17 wants to meet for Q&A at some other time in the week, let us know.
18
19         You should see the student sessions as opportunities to clear up lingering
20 issues from material we've discussed, and help get a better footing for what
21 we'll be doing the next week. It would be smart to make a serious start on that
22 week's homework, for instance, before the session.
23
24 *       Henceforth, unless we say otherwise, every homework will be "due" by
25 Sunday morning after the Monday seminar in which we refer to it.
26 (Usually we'll post the assignment shortly before the seminar, but don't
27 rely on this.) However, for every assignment there will be a "grace
28 period" of one further week for you to continue working on it if you
29 have trouble and aren't able to complete the assignment to your
30 satisfaction by the due date. You shouldn't hesitate to talk to us---or
31 each other!---about the assignments when you do have trouble. We don't
32 mind so much if you come across answers to the assignment when browsing
33 the web, or the Little Schemer book, or anywhere. So long as you can
34 reason yourself through the solutions and experience for yourself the
35 insights they embody.
36
37         We reserve the privilege to ruthlessly require you to
38 explain your solutions in conversations at any point, in section or in
39 class.
40
41         You should always *aim* to complete the assignments by the "due" date,
42 as this will fit best with the progress of the seminar.
43
44         The assignments will tend to be quite challenging. Again, you should by
45 all means talk amongst yourselves, and to us, about strategies and
46 questions that come up when working through them.
47
48         We will not always be able to predict accurately which problems are
49 easy and which are hard.  If we misjudge, and choose a problem that is
50 too hard for you to complete to your own satisfaction, it is still
51 very much worthwhile (and very much appreciated) if you would explain
52 what is difficult, what you tried, why what you tried didn't work, and
53 what you think you need in order to solve the problem.
54
55 ##[[Lambda Evaluator]]##
56
57 Usable in your browser. It can help you check whether your answer to some of
58 the homework questions works correctly.
59
60 There is also now a [library](/lambda_library) of lambda-calculus
61 arithmetical and list operations, some relatively advanced.
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64 ## Lecture Notes and Assignments ##
65
66 (13 Sept) Lecture notes for [[Week1]]; [[Assignment1]].
67
68 >       Topics: [[Applications]], including [[Damn]]; Basics of Lambda Calculus; Comparing Different Languages
69
70 (20 Sept) Lecture notes for [[Week2]]; [[Assignment2]].
71
72 >       Topics: Reduction and Convertibility; Combinators; Evaluation Strategies and Normalization; Decidability; [[Lists and Numbers]]
73
74 (27 Sept) Lecture notes for [[Week3]];  [[Assignment3]];
75 an evaluator with the definitions used for homework 3
76 preloaded is available at [[assignment 3 evaluator]]. 
77
78 >       Topics: [[Evaluation Order]]; Recursion with Fixed Point Combinators
79
80 (4 Oct) Lecture notes for [[Week4]]; [[Assignment4]].
81
82 >       Topics: More on Fixed Points; Sets; Aborting List Traversals; [[Implementing Trees]] 
83
84
85 (18 Oct) Lecture notes for [[Week5]] (in progress).
86
87 >       Topics: Types, Polymorphism
88
89 [[Upcoming topics]]
90
91 [Advanced Lambda Calculus Topics](/advanced_lambda)
92
93 >       Topics: Version 4 lists
94
95 ##Scheme and OCaml##
96
97 See [below](#installing) for how to get the programming languages running on your computer.
98
99 *       Links for help [[learning Scheme]]
100
101 *       Links for help [[learning OCaml]]
102
103
104 ##[[Offsite Reading]]##
105
106 There's lots of links here already to tutorials and encyclopedia entries about many of the notions we'll be dealing with.
107
108
109
110 ## Course Overview ##
111
112 The goal of this seminar is to introduce concepts and techniques from
113 theoretical computer science and show how they can provide insight
114 into established philosophical and linguistic problems.
115
116 This is not a seminar about any particular technology or software.
117 Rather, it's about a variety of conceptual/logical ideas that have been
118 developed in computer science and that linguists and philosophers ought to
119 know, or may already be unknowingly trying to reinvent.
120
121 Philosphers and linguists tend to reuse the same familiar tools in
122 ever more (sometime spectacularly) creative ways.  But when your only
123 hammer is classical logic, every problem looks like modus ponens.  In
124 contrast, computer scientists have invested considerable ingenuity in
125 studying tool design, and have made remarkable progress.
126
127 "Why shouldn't I reinvent some idea X for myself? It's intellectually
128 rewarding!" Yes it is, but it also takes time you might have better
129 spent elsewhere. After all, you can get anywhere you want to go by walking, but you can
130 accomplish more with a combination of walking and strategic subway
131 rides.
132
133 More importantly, the idiosyncrasies of your particular
134 implementation may obscure what's fundamental to the idea you're
135 working with. Your implementation may be buggy in corner cases you
136 didn't think of; it may be incomplete and not trivial to generalize; its
137 connection to existing literature and neighboring issues may go
138 unnoticed. For all these reasons you're better off understanding the
139 state of the art.
140
141 The theoretical tools we'll be introducing aren't very familiar to
142 everyday programmers, but they are prominent in academic computer science,
143 especially in the fields of functional programming and type theory.
144
145 Of necessity, this course will lay a lot of logical groundwork. But throughout
146 we'll be aiming to mix that groundwork with real cases
147 in our home subjects where these tools play central roles. Our aim for the
148 course is to enable you to make these tools your own; to have enough
149 understanding of them to recognize them in use, use them yourself at least
150 in simple ways, and to be able to read more about them when appropriate.
151
152 Once we get up and running, the central focii of the course will be
153 **continuations**, **types**, and **monads**. One of the on-going themes will
154 concern evaluation order and issues about how computations (inferences,
155 derivations) unfold in (for instance) time.  The key analytic technique is to
156 form a static, order-independent model of a dynamic process. We'll be
157 discussing this in much more detail as the course proceeds.
158
159 The logical systems we'll be looking at include:
160
161 *       the pure/untyped lambda calculus
162 *       combinatorial logic
163 *       the simply-typed lambda calculus
164 *       polymorphic types with System F
165 *       some discussion of dependent types
166 *       if time permits, "indeterministic" or "preemptively parallel" computation and linear logic
167
168
169 <!--
170 Other keywords:
171         recursion using the Y-combinator
172         evaluation-order stratgies
173         normalizing properties
174         the Curry-Howard isomorphism(s)
175         monads in category theory and computation
176 -->
177
178 ## Who Can Participate? ##
179
180 The course will not presume previous experience with programming.  We
181 will, however, discuss concepts embodied in specific programming
182 languages, and we will encourage experimentation with running,
183 modifying, and writing computer programs.
184
185 The course will not presume lots of mathematical or logical background, either.
186 However, it will demand a certain amount of comfort working with such material; as a result,
187 it will not be especially well-suited to be a first graduate-level course
188 in formal semantics or philosophy of language. If you have concerns about your
189 background, come discuss them with us.
190
191 This class will count as satisfying the logic requirement for Philosophy
192 PhD students; however if this would be your first or only serious
193 engagement with graduate-level formal work you should consider
194 carefully, and must discuss with us, (1) whether you'll be adequately
195 prepared for this course, and (2) whether you'd be better served by
196 taking a logic course (at a neighboring department, or at NYU next year)
197 with a more canonical syllabus.
198
199
200 Faculty and students from outside of NYU Linguistics and Philosophy are welcome
201 to audit, to the extent that this coheres well with the needs of our local
202 students.
203
204
205 ## Recommended Software ##
206
207 During the course, we'll be encouraging you to try out various things in Scheme
208 and Caml, which are prominent *functional programming languages*. We'll explain
209 what that means during the course.
210
211 *       **Scheme** is one of two major dialects of *Lisp*, which is a large family
212 of programming languages. Scheme
213 is the more clean and minimalistic dialect, and is what's mostly used in
214 academic circles.
215 Scheme itself has umpteen different "implementations", which share most of
216 their fundamentals, but have slightly different extensions and interact with
217 the operating system differently. One major implementation used to be called
218 PLT Scheme, and has just in the past few weeks changed their name to Racket.
219 This is what we recommend you use. (If you're already using or comfortable with
220 another Scheme implementation, though, there's no compelling reason to switch.)
221
222         Racket stands to Scheme in something like the relation Firefox stands to HTML.
223
224 *       **Caml** is one of two major dialects of *ML*, which is another large
225 family of programming languages. Caml has only one active implementation,
226 OCaml, developed by the INRIA academic group in France.
227
228 *       Those of you with some programming background may have encountered a third
229 prominent functional programming language, **Haskell**. This is also used a
230 lot in the academic contexts we'll be working through. Its surface syntax
231 differs from Caml, and there are various important things one can do in
232 each of Haskell and Caml that one can't (or can't as easily) do in the
233 other. But these languages also have a lot in common, and if you're
234 familiar with one of them, it's not difficult to move between it and the
235 other.
236
237 <a name=installing></a>
238 [[How to get the programming languages running on your computer]]
239
240 [[Family tree of functional programming languages]]
241
242
243 ## Recommended Books ##
244
245 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.
246
247 *       *An Introduction to Lambda Calculi for Computer Scientists*, by Chris
248 Hankin, currently $17 on
249 [Amazon](http://www.amazon.com/dp/0954300653).
250
251 *       (Another good book covering the same ground as the Hankin book, but
252 more thoroughly, and in a more mathematical style, is *Lambda-Calculus and Combinators:
253 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
254 both the Hankin book and this book, you'll notice the authors made some different
255 terminological/notational choices. At first, this makes comprehension slightly slower,
256 but in the long run it's helpful because it makes the arbitrariness of those choices more salient.)
257
258 *       (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.)
259
260 *   *The Little Schemer, Fourth Edition*, by Daniel P. Friedman and Matthias
261 Felleisen, currently $23 on [Amazon](http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0262560992).
262 This is a classic text introducing the gentle art of programming, using the
263 functional programming language Scheme. Many people love this book, but it has
264 an unusual dialog format that is not to everybody's taste. **Of particular
265 interest for this course** is the explanation of the Y combinator, available as
266 a free sample chapter [at the MIT Press web page for the
267 book](http://www.ccs.neu.edu/home/matthias/BTLS/).
268
269 *       *The Seasoned Schemer*, also by Daniel P. Friedman and Matthias Felleisen, currently $28
270 on [Amazon](http://www.amazon.com/Seasoned-Schemer-Daniel-P-Friedman/dp/026256100X)
271
272 *       *The Little MLer*, by Matthias Felleisen and Daniel P. Friedman, currently $27
273 on [Amazon](http://www.amazon.com/Little-MLer-Matthias-Felleisen/dp/026256114X).
274 This covers some of the same introductory ground as The Little Schemer, but
275 this time in ML. It uses another dialect of ML (called SML), instead of OCaml, but there are only
276 superficial syntactic differences between these languages. [Here's a translation
277 manual between them](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
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281 ----
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283 All wikis are supposed to have a [[SandBox]], so this one does too.
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285 This wiki is powered by [[ikiwiki]].
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