changed my unit_M to Chris' convention of M_unit, for consistency
[lambda.git] / hints / assignment_7_hint_5.mdwn
index af3c947..d44f824 100644 (file)
@@ -1,9 +1,22 @@
+<!--
+I would like to propose one pedegogical suggestion (due to Ken), which
+is to separate peg addition from non-determinacy by explicitly adding
+a "Let" construction to GSV's logic, i.e., "Let of var * term *
+clause", whose interpretation adds a peg, assigns var to it, sets the
+value to the value computed by term, and evaluates the clause with the
+new peg in place.  This can be added easily, especially since you have
+supplied a procedure that handles the main essence of the
+construction.  Once the Let is in place, adding the existential is
+purely dealing with nondeterminism.
+-->
+
+*      How shall we handle \[[&exist;x]]? As we said, GS&V really tell us how to interpret \[[&exist;xPx]], but for our purposes, what they say about this can be broken naturally into two pieces, such that we represent the update of our starting set `u` with \[[&exist;xPx]] as:
 
-*      How shall we handle \[[&exist;x]]? As we said, GS&V really tell us how to interpret \[[&exist;xPx]], but what they say about this breaks naturally into two pieces, such that we can represent the update of our starting set `u` with \[[&exist;xPx]] as:
-
-       <pre><code>u >>=<sub>set</sub> \[[&exist;x]] >>=<sub>set</sub> \[[Px]]
+       <pre><code>u >>= \[[&exist;x]] >>= \[[Px]]
        </code></pre>
 
+       (Extra credit: how does the discussion on pp. 25-29 of GS&V bear on the possibility of this simplification?)
+
        What does \[[&exist;x]] need to be here? Here's what they say, on the top of p. 13:
 
        >       Suppose an information state `s` is updated with the sentence &exist;xPx. Possibilities in `s` in which no entity has the property P will be eliminated.
        Deferring the "property P" part, this corresponds to:
 
        <pre><code>u updated with \[[&exist;x]] &equiv;
-               let extend_one = fun (one_dpm : bool dpm) ->
-                       List.map (fun d -> bind_dpm one_dpm (new_peg_and_assign 'x' d)) domain
-               in bind_set u extend_one
+               let extend one_dpm (d : entity) =
+                       dpm_bind one_dpm (new_peg_and_assign 'x' d)
+               in set_bind u (fun one_dpm -> List.map (fun d -> extend one_dpm d) domain)
        </code></pre>
 
        where `new_peg_and_assign` is the operation we defined in [hint 3](/hints/assignment_7_hint_3):
 
-               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) =
-                       (* we want to return a function that we can bind to a bool dpm *)
-                       fun (truth_value : bool) ->
-                               fun ((r, h) : assignment * store) ->
+               let new_peg_and_assign (var_to_bind : char) (d : entity) : bool -> bool dpm =
+                       fun truth_value ->
+                               fun (r, h) ->
                                        (* first we calculate an unused index *)
                                        let new_index = List.length h
                                        (* next we store d at h[new_index], which is at the very end of h *)
                                        in let r' = fun var ->
                                                if var = var_to_bind then new_index else r var
                                        (* we pass through the same truth_value that we started with *)
-                                       in (truth_value, r', h')
+                                       in (truth_value, r', h');;
        
-       What's going on in this representation of `u` updated with \[[&exist;x]]? For each `bool dpm` in `u`, we collect `dpm`s that are the result of passing through their `bool`, but extending their input `(r, h)` by allocating a new peg for entity `d`, for each `d` in our whole domain of entities, and binding the variable `x` to the index of that peg.
+       What's going on in this proposed representation of \[[&exist;x]]? For each `bool dpm` in `u`, we collect `dpm`s that are the result of passing through their `bool`, but extending their input `(r, h)` by allocating a new peg for entity `d`, for each `d` in our whole domain of entities, and binding the variable `x` to the index of that peg. A later step can then filter out all the `dpm`s where the entity `d` we did that with doesn't have property P. (Again, consult GS&V pp. 25-9 for extra credit.)
 
-       A later step can then filter out all the `dpm`s according to which the entity `d` we did that with doesn't have property P.
-
-       So if we just call the function `extend_one` defined above \[[&exist;x]], then `u` updated with \[[&exist;x]] updated with \[[Px]] is just:
+       If we call the function `(fun one_dom -> List.map ...)` defined above \[[&exist;x]], then `u` updated with \[[&exist;x]] updated with \[[Px]] is just:
 
        <pre><code>u >>= \[[&exist;x]] >>= \[[Px]]
        </code></pre>
 
        or, being explicit about which "bind" operation we're representing here with `>>=`, that is:
 
-       <pre><code>bind_set (bind_set u \[[&exist;x]]) \[[Px]]
+       <pre><code>set_bind (set_bind u \[[&exist;x]]) \[[Px]]
        </code></pre>
 
-*      Let's compare this to what \[[&exist;xPx]] would look like on a non-dynamic semantics, for example, where we use a simple reader monad to implement variable binding. Reminding ourselves, we'd be working in a framework like this. (Here we implement environments or assignments as functions from variables to entities, instead of as lists of pairs of variables and entities. An assignment `r` here is what `fun c -> List.assoc c r` would have been in [week6](
+*      Let's compare this to what \[[&exist;xPx]] would look like on a non-dynamic semantics, for example, where we use a simple Reader monad to implement variable binding. Reminding ourselves, we'd be working in a framework like this. (Here we implement environments or assignments as functions from variables to entities, instead of as lists of pairs of variables and entities. An assignment `r` here is what `fun c -> List.assoc c r` would have been in [week7](
 /reader_monad_for_variable_binding).)
  
                type assignment = char -> entity;;
                type 'a reader = assignment -> 'a;;
 
-               let unit_reader (x : 'a) = fun r -> x;;
+               let reader_unit (value : 'a) : 'a reader = fun r -> value;;
 
-               let bind_reader (u : 'a reader) (f : 'a -> 'b reader) =
+               let reader_bind (u : 'a reader) (f : 'a -> 'b reader) : 'b reader =
                        fun r ->
                                let a = u r
                                in let u' = f a
                                in u' r;;
 
-               let getx = fun r -> r 'x';;
+       Here the type of a sentential clause is:
+
+               type clause = bool reader;;
+
+       Here are meanings for singular terms and predicates:
 
-               let lift (predicate : entity -> bool) =
+               let getx : entity reader = fun r -> r 'x';;
+
+               type lifted_unary = entity reader -> bool reader;;
+
+               let lift (predicate : entity -> bool) : lifted_unary =
                        fun entity_reader ->
                                fun r ->
                                        let obj = entity_reader r
-                                       in unit_reader (predicate obj)
+                                       in reader_unit (predicate obj)
 
-       `lift predicate` converts a function of type `entity -> bool` into one of type `entity reader -> bool reader`. The meaning of \[[Qx]] would then be:
+       The meaning of \[[Qx]] would then be:
 
        <pre><code>\[[Q]] &equiv; lift q
        \[[x]] &equiv; getx
        \[[Qx]] &equiv; \[[Q]] \[[x]] &equiv;
                fun r ->
                        let obj = getx r
-                       in unit_reader (q obj)
+                       in reader_unit (q obj)
        </code></pre>
 
        Recall also how we defined \[[lambda x]], or as [we called it before](/reader_monad_for_variable_binding), \\[[who(x)]]:
 
-               let shift (var_to_bind : char) (clause : bool reader) =
-                       (* we return a lifted predicate, that is a entity reader -> bool reader *)
+               let shift (var_to_bind : char) (clause : clause) : lifted_unary =
                        fun entity_reader ->
-                               fun (r : assignment) ->
+                               fun r ->
                                        let new_value = entity_reader r
                                        (* remember here we're implementing assignments as functions rather than as lists of pairs *)
                                        in let r' = fun var -> if var = var_to_bind then new_value else r var
 
        Now, how would we implement quantifiers in this setting? I'll assume we have a function `exists` of type `(entity -> bool) -> bool`. That is, it accepts a predicate as argument and returns `true` if any element in the domain satisfies that predicate. We could implement the reader-monad version of that like this:
 
-               fun (lifted_predicate : entity reader -> bool reader) ->
-                       fun r -> exists (fun (obj : entity) -> lifted_predicate (unit_reader obj) r)
+               fun (lifted_predicate : lifted_unary) ->
+                       fun r -> exists (fun (obj : entity) ->
+                               lifted_predicate (reader_unit obj) r)
                        
        That would be the meaning of \[[&exist;]], which we'd use like this:
 
-       <pre><code>\[[&exist;]] \[[Q]]
+       <pre><code>\[[&exist;]] ( \[[Q]] )
        </code></pre>
 
        or this:
                                in clause r'
                in let lifted_exists =
                        fun lifted_predicate ->
-                               fun r -> exists (fun obj -> lifted_predicate (unit_reader obj) r)
+                               fun r -> exists (fun obj -> lifted_predicate (reader_unit obj) r)
                in fun bool_reader -> lifted_exists (shift 'x' bool_reader)
 
-       which we can simplify as:
+       which we can simplify to:
 
+       <!--
                let shifted clause =
                        fun entity_reader r ->
                                let new_value = entity_reader r
                                in clause r'
                in let lifted_exists =
                        fun lifted_predicate ->
-                               fun r -> exists (fun obj -> lifted_predicate (unit_reader obj) r)
+                               fun r -> exists (fun obj -> lifted_predicate (reader_unit obj) r)
                in fun bool_reader -> lifted_exists (shifted bool_reader)
 
                fun bool_reader ->
                                        let new_value = entity_reader r
                                        in let r' = fun var -> if var = 'x' then new_value else r var
                                        in bool_reader r'
-                       in fun r -> exists (fun obj -> shifted' (unit_reader obj) r)
+                       in fun r -> exists (fun obj -> shifted' (reader_unit obj) r)
 
                fun bool_reader ->
                        let shifted'' r obj =
-                                       let new_value = (unit_reader obj) r
+                                       let new_value = (reader_unit obj) r
                                        in let r' = fun var -> if var = 'x' then new_value else r var
                                        in bool_reader r'
                        in fun r -> exists (fun obj -> shifted'' r obj)
                                        in let r' = fun var -> if var = 'x' then new_value else r var
                                        in bool_reader r'
                        in fun r -> exists (shifted'' r)
+       -->
 
                fun bool_reader ->
-                       let shifted'' r new_value =
+                       let shifted r new_value =
                                        let r' = fun var -> if var = 'x' then new_value else r var
                                        in bool_reader r'
-                       in fun r -> exists (shifted'' r)
+                       in fun r -> exists (shifted r)
 
        This gives us a value for \[[&exist;x]], which we use like this:
 
-       <pre><code>\[[&exist;x]]<sub>reader</sub> ( \[[Qx]] )
+       <pre><code>\[[&exist;x]] ( \[[Qx]] )
        </code></pre>
 
        Contrast the way we use \[[&exist;x]] in GS&V's system. Here we don't have a function that takes \[[Qx]] as an argument. Instead we have a operation that gets bound in a discourse chain:
        <pre><code>u >>= \[[&exist;x]] >>= \[[Qx]]
        </code></pre>
 
-       The crucial difference in GS&V's system is that the distinctive effect of the \[[&exist;x]]---to allocate new pegs in the store and associate variable `x` with the objects stored there---doesn't last only while interpreting clauses supplied as arguments to \[[&exist;x]]. Instead, it persists through the discourse, possibly affecting the interpretation of claims outside the logical scope of the quantifier. This is how we're able to interpret claims like:
+       The crucial difference in GS&V's system is that the distinctive effect of the \[[&exist;x]]---to allocate new pegs in the store and associate variable `x` with the objects stored there---doesn't last only while interpreting some clauses supplied as arguments to \[[&exist;x]]. Instead, it persists through the discourse, possibly affecting the interpretation of claims outside the logical scope of the quantifier. This is how we'll able to interpret claims like:
+
+       >       If &exist;x (man x and &exist;y y is wife of x) then (x kisses y).
+
+       See the discussion on pp. 24-5 of GS&V.
 
-       >       If &exist;y (farmer y and &exist;x y owns x) then (y beats x).
 
+*      Can you figure out how to handle \[[not &phi;]] and the other connectives? If not, here are some [more hints](/hints/assignment_7_hint_6). But try to get as far as you can on your own.
 
-*      Can you figure out how to handle \[[not &phi;]] on your own? If not, here are some [more hints](/hints/assignment_7_hint_6). But try to get as far as you can on your own.