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-<!-- λ ◊ ≠ ∃ Λ ∀ ≡ α β γ ρ ω φ ψ Ω ○ μ η δ ζ ξ ⋆ ★ • ∙ ● ⚫ 𝟎 𝟏 𝟐 𝟘 𝟙 𝟚 𝟬 𝟭 𝟮 ⇧ (U+2e17) ¢ -->
-[[!toc]]
-
-# Applications of continuations to natural language
-
-We've seen a number of applications of monads to natural language,
-including presupposition projection, binding, intensionality, and the
-dynamics of the GSV fragment.
-
-In the past couple of weeks, we've introduced continuations, first as
-a functional programming technique, then in terms of list and tree
-zippers, then as a monad.  In this lecture, we will generalize
-continuations slightly beyond a monad, and then begin to outline some
-of the applications of the generalized continuations.
-
-Many (though not all) of the applications are discussed in detail in
-Barker and Shan 2014, *Continuations in Natural Language*, OUP.
-
-To review, in terms of list zippers, the continuation of a focused
-element in the list is the front part of the list.
-
-    list zipper for the list [a;b;c;d;e;f] with focus on d:
-
-        ([c;b;a], [d;e;f])
-         -------
-     defunctionalized 
-     continuation
-
-In terms of tree zippers, the continuation is the entire context of
-the focused element--the entire rest of the tree.
-
-[drawing of a tree zipper]
-
-We explored continuations first in a list setting, then in a tree
-setting, using the doubling task as an example.
-
-    "abSd" ~~> "ababd"
-    "ab#deSfg" ~~> "abdedefg"
-
-The "S" functions like a shifty operator, and "#" functions like a reset.
-
-Although the list version of the doubling task was easy to understand
-thoroughly, the tree version was significantly more challenging.  In
-particular, it remained unclear why
-
-    "aScSe" ~~> "aacaceecaacaceecee"
-
-We'll burn through that conceptual fog today by learning more about
-how to work with continuations.
-
-The natural thing to try would have been to defunctionalize the
-continuation-based solution using a tree zipper.  But that would not
-have been easy, since the natural way to implement the doubling
-behavior of the shifty operator would have been to simply copy the
-context provided by the zipper.  This would have produced two
-uncoordinated copies of the other shifty operator, and we'd have been
-in the situation described in class of having a reduction strategy
-that never reduced the number of shifty operators below 2.  The
-limitation is that zippers by themselves don't provide a natural way
-to establish a dependency between two distant elements of a data
-structure.  (There are ways around this limitation of tree zippers,
-but they are essentially equivalent to the technique given just
-below.)
-
-Instead, we'll re-interpreting what the continuation monad was doing
-in more or less defunctionalized terms by using Quantifier Raising, a
-technique from linguistics.
-
-But first, motivating quantifier scope as a linguistic application.
-
-# The primary application of continuations to natural language: scope-taking
-We have seen that continuations allow a deeply-embedded element to
-take control over (a portion of) the entire computation that contains
-it.  In natural language semantics, this is exactly what it means for
-a scope-taking expression to take scope.
-
-    1. [Ann put a copy of [everyone]'s homeworks in her briefcase]
-
-    2. For every x, [Ann put a copy of x's homeworks in her briefcase]
-
-The sentence in (1) can be paraphrased as in (2), in which the
-quantificational DP *everyone* takes scope over the rest of the sentence.
-Even if you suspect that there could be an analysis of (2) on which
-"every student's term paper" could denote some kind of mereological
-fusion of a set of papers, it is much more difficult to be satisfied
-with a referential analysis when *every student* is replaced with 
-*no student*, or *fewer than three students*, and so on---see any
-semantics text book for abundant discussion.
-
-We can arrive at an analysis by expressing the meaning of
-quantificational DP such as *everyone* using continuations:
-
-    3. everyone = shift (\k.∀x.kx)
-
-Assuming there is an implicit reset at the top of the sentence (we'll
-explicitly address determining where there is or isn't a reset), the
-reduction rules for `shift` will apply the handler function (\k.∀x.kx)
-to the remainder of the sentence after abstracting over the position
-of the shift expression:
-
-    [Ann put a copy of [shift (\k.∀x.kx)]'s homeworks in her briefcase]
-    ~~> (\k.∀x.kx) (\v. Ann put a copy of v's homeworks in her briefcase)
-    ~~> ∀x. Ann put a copy of x's homeworks in her briefcase
-
-(To be a bit pedantic, this reduction sequence is more suitable for
-shift0 than for shift, but we're not being fussy here about subflavors
-of shifty operators.)
-
-The standard technique for handling scope-taking in linguistics is
-Quantifier Raising (QR).  As you might suppose, the rule for Quantifier
-Raising closely resembles the reduction rule for shift:
-
-    Quantifier Raising: given a sentence of the form
-
-             [... [QDP] ...],
-
-    build a new sentence of the form
-
-    [QDP (\x.[... [x] ...])].  
-
-Here, QDP is a scope-taking quantificational DP.
-
-Just to emphasize the similarity between QR and shift, we can use QR
-to provide insight into the tree version of the doubling task that
-mystified us earlier.  Here's the starting point:
-
-<!--
-\tree (. (a)((S)((d)((S)(e)))))
--->
-
-<pre>
-  .
-__|___
-|    |
-a  __|___
-   |    |
-   S  __|__
-      |   |
-      d  _|__
-         |  |
-         S  e
-</pre>
-
-First we QR the lower shift operator, replacing it with a variable and
-abstracting over that variable.
-
-<!--
-\tree (. (S) ((\\x) ((a)((S)((d)((x)(e)))))))
--->
-
-<pre>
-   .
-___|___
-|     |
-S  ___|___
-   |     |
-   \x  __|___
-       |    |
-       a  __|___
-          |    |
-          S  __|__
-             |   |
-             d  _|__
-                |  |
-                x  e
-</pre>
-
-Next, we QR the upper shift operator
-
-<!--
-\tree (. (S) ((\\y) ((S) ((\\x) ((a)((y)((d)((x)(e)))))))))
--->
-
-<pre>
-   .
-___|___
-|     |
-S  ___|____
-   |      |
-   \y  ___|___
-       |     |
-       S  ___|___
-          |     |
-          \x  __|___
-              |    |
-              a  __|___
-                 |    |
-                 y  __|__
-                    |   |
-                    d  _|__
-                       |  |
-                       x  e
-</pre>
-
-We then evaluate, using the same value for the shift operator proposed before:
-
-    S = shift = \k.k(k "")
-
-It will be easiest to begin evaluating this tree with the lower shift
-operator (we get the same result if we start with the upper one).
-The relevant value for k is (\x.a(y(d(x e)))).  Then k "" is
-a(y(d(""(e)))), and k(k "") is a(y(d((a(y(d(""(e)))))(e)))).  In tree
-form:
-
-<!--
-\tree (. (S) ((\\y) ((a)((y)((d)(((a)((y)((d)(("")(e)))))(e)))))))
--->
-
-<pre>
-   .
-___|___
-|     |
-S  ___|____
-   |      |
-   \y  ___|___
-       |     |
-       a  ___|___
-          |     |
-          y  ___|___
-             |     |
-             d  ___|___
-                |     |
-              __|___  e
-              |    |
-              a  __|___
-                 |    |
-                 y  __|___
-                    |    |
-                    d  __|__
-                       |   |
-                       ""  e
-</pre>
-
-
-Repeating the process for the upper shift operator replaces each
-occurrence of y with a copy of the whole tree.
-
-<!--
-\tree (. ((a)((((a)(("")((d)(((a)(("")((d)(("")(e)))))(e))))))((d)(((a)((((a)(("")((d)(((a)(("")((d)(("")(e)))))(e))))))((d)(("")(e)))))(e))))))
--->
-
-<pre>
-      .
-      |
-______|______
-|           |
-a  _________|__________
-   |                  |
-   |               ___|___
-___|___            |     |
-|     |            d  ___|____
-a  ___|____           |      |
-   |      |        ___|____  e
-   ""  ___|___     |      |
-       |     |     a  ____|_____
-       d  ___|___     |        |
-          |     |     |      __|___
-       ___|___  e  ___|___   |    |
-       |     |     |     |   d  __|__
-       a  ___|___  a  ___|____  |   |
-          |     |     |      |  ""  e
-          ""  __|___  ""  ___|___
-              |    |      |     |
-              d  __|__    d  ___|___
-                 |   |       |     |
-                 ""  e    ___|___  e
-                          |     |
-                          a  ___|___
-                             |     |
-                             ""  __|___
-                                 |    |
-                                 d  __|__
-                                    |   |
-                                    ""  e
-</pre>
-
-The yield of this tree (the sequence of leaf nodes) is
-aadadeedaadadeedee, which is the expected output of the double-shifted tree.
-
-Exercise: the result is different, by the way, if the QR occurs in the
-opposite order.
-
-Three lessons:
-
-* Generalizing from one-sided, list-based continuation
-  operators to two-sided, tree-based continuation operators is a
-  dramatic increase in power and complexity.  (De Groote's dynamic
-  montague semantics continuations are the one-sided, list-based variety.)
-
-* Operators that
-  compose multiple copies of a context can be hard to understand
-  (though keep this in mind when we see the continuations-based
-  analysis of coordination, which involves context doubling).
-
-* When considering two-sided, tree-based continuation operators,
-  quantifier raising is a good tool for visualizing (defunctionalizing)
-  the computation.
-
-## Tower notation
-
-At this point, we have three ways of representing computations
-involving control operators such as shift and reset: using a CPS
-transform, lifting into a continuation monad, and by using QR.
-
-QR is the traditional system in linguistics, but it will not be
-adequate for us in general.  The reason has to do with evaluation
-order.  As we've discussed, especially with respect to the CPS
-transform, continuations allow fine-grained control over the order of
-evaluation.  One of the main empirical claims of Barker and Shan 2014
-is that natural language is sensitive to evaluation order.  Unlike
-other presentations of continuations, QR does not lend itself to
-reasoning about evaluation order, so we will need to use a different
-strategy.
-
-[Note to self: it is interesting to consider what it would take to
-reproduce the analyses giving in Barker and Shan in purely QR terms.
-Simple quantificational binding using parasitic scope should be easy,
-but how reconstruction would work is not so clear.]
-
-## Introducting the tower notation
-
-We'll present tower notation, then comment and motivate several of its
-features as we consider various applications.  For now, we'll motivate
-the tower notation by thinking about box types.  In the discussion of
-monads, we've thought of monadic types as values inside of a box.  The
-box will often contain information in addition to the core object.
-For instance, in the Reader monad, a boxed int contains an expression
-of type int as the payload, but also contains a function that
-manipulates a list of information.  It is natural to imagine
-separating a box into two regions, the payload and the hidden scratch
-space:
-
-<pre>
-    _______________               _______________            _______________ 
-    | [x->2, y->3] |             | [x->2, y->3] |          | [x->2, y->3] |
-  -------------------           ------------------        ------------------
-    |              |     ¢        |              |    =     |              |
-    |    +2        |             |     y        |          |     5        |
-    |______________|             |______________|          |______________|
-</pre>
-
-For people who are familiar with Discourse Representation Theory (Kamp
-1981, Kamp and Reyle 1993), this separation of boxes into payload and
-discourse scorekeeping will be familiar (although many details differ).
-
-The general pattern is that monadic treatments separate computation
-into an at-issue (pre-monadic) computation with a layer at which
-side-effects occur.
-
-The tower notation is a precise way of articulating continuation-based
-computations into a payload and (potentially multiple) layers of
-side-effects.  Visually, we won't keep the outer box, but we will keep
-the horizontal line dividing main effects from side-effects.
-
-Tower convention for types:
-<pre>
-                                              γ | β
-    (α -> β) -> γ can be equivalently written ----- 
-                                                α
-</pre>
-
-Read these types counter-clockwise starting at the bottom.
-
-Tower convention for values:
-<pre>
-                                           g[] 
-    \k.g[k(x)] can be equivalently written ---
-                                            x
-</pre>
-
-If \k.g[k(x)] has type (α -> β) -> γ, then k has type (α -> β).
-
-Here "g[ ]" is a *context*, that is, an expression with (exactly) one
-hole in it.  For instance, we might have g[x] = \forall x.P[x].
-
-We'll use a simply-typed system with two atomic types, DP (the type of
-individuals) and S (the type of truth values).  
-
-## LIFT (mid)
-
-Then in the spirit of monadic thinking, we'll have a way of lifting an
-arbitrary value into the tower system:
-
-                                           []   β|β
-    LIFT (x:α) = \k.kx : (α -> β) -> β ==  -- : ---
-                                           x     α
-
-Obviously, LIFT is exactly the midentity (the unit) for the continuation monad.
-Notice that LIFT requires the result type of the continuation argument
-and the result type of the overall expression to match (here, both are β).
-
-The name LIFT comes from Partee's 1987 theory of type-shifters for
-determiner phrases.  Importantly, LIFT applied to an
-individual-denoting expression yields the generalized quantifier
-proposed by Montague as the denotation for proper names:
-
-                                            []   S|S 
-    LIFT (j:DP) = \k.kj : (DP -> S) -> S == -- : ---
-                                            j    DP
-
-So if the proper name *John* denotes the individual j, LIFT(j) is the
-generalized quantifier that maps each property k of type DP -> S to true
-just in case kj is true.
-
-Crucially for the discussion here, LIFT does not apply only to DPs, as
-in Montague and Partee, but to any expression whatsoever.  For
-instance, here is LIFT applied to a lexical verb phrase:
-
-                                                        []    S|S 
-    LIFT (left:DP->S) = \k.kx : ((DP->S) -> S) -> S == ---- : ---
-                                                       left   DP
-
-Once we have expressions of type (α -> β) -> γ, we'll need to combine
-them.  We'll use the ¢ operator from the continuation monad:
-
-    g[]    γ | δ      h[]   δ | ρ    g[h[]]   γ | ρ
-    --- : -------  ¢  --- : ----- == ------ : -----
-    f     α -> β      x       α        fx       β
-
-Note that the types below the horizontal line combine just like
-functional application (i.e, f:(α->β) (x:α) = fx:β).
-
-## Not quite a monad
-
-This discussion is based on Wadler's paper `Composable continuations'.
-
-The unit and the combination rule work very much like we are used to
-from the various monads we've studied.
-
-In particular, we can easily see that the ¢ operator defined just
-above is exactly the same as the ¢ operator from the continuation monad:
-
-      ¢ (\k.g[kf]) (\k.h[kx])
-    = (\MNk.M(\m.N(\n.k(mn)))) (\k.g[kf]) (\k.h[kx])
-    ~~> \k.(\k.g[kf])(\m.(\k.h[kx])(\n.k(mn))
-    ~~> \k.g[(\k.h[kx])(\n.k(fn))
-    ~~> \k.g[h[k(fx)]]
-
-       g[h[]]
-    == ------
-         fx
-
-However, these continuations do not form an official monad.
-One way to see this is to consider the type of the bind operator.
-The type of the bind operator in a genuine monad is
-
-    mbind : Mα -> (α -> Mβ) -> Mβ
-
-In particular, the result type of the second argument (Mβ) must be
-identical to the result type of the bind operator overall.  For the
-continuation monad, this means that mbind has the following type:
-
-                     ((α -> γ) -> ρ)
-             -> α -> ((β -> δ) -> ρ)
-                  -> ((β -> δ) -> ρ)
-
-But the type of the bind operator in our generalized continuation
-system (call it "kbind") is
-
-    kbind : 
-                     ((α -> γ) -> ρ)
-             -> α -> ((β -> δ) -> γ)
-                  -> ((β -> δ) -> ρ)
-
-Note that `(β -> δ) -> γ` is not the same as `(β -> δ) -> ρ`.
-
-These more general types work out fine when plugged into the
-continuation monad's bind operator:
-
-    kbind u f = \k.   u           (\x.     f              x    k      )
-                 β->δ (α->γ)->ρ     α      α->(β->δ)->γ   α    β->δ
-                                           -----------------
-                                              (β->δ)->γ
-                                              ------------------------
-                                                      γ
-                                   --------------------
-                                        α->γ
-                       ---------------------
-                              ρ
-                ---------------
-                   (β->δ)->ρ
-
-Neverthless, it's easy to see that the generalized continuation system
-obeys the monad laws.  We haven't spent much time proving monad laws,
-so this seems like a worthy occasion on which to give some details.
-Since we're working with bind here, we'll use the version of the monad
-laws that are expressed in terms of bind:
-
-    Prove u >>= ⇧ == u:
-
-       u >>= (\ak.ka)
-    == (\ufk.u(\x.fxk)) u (\ak.ka)
-    ~~> \k.u(\x.(\ak.ka)xk)
-    ~~> \k.u(\x.kx)
-    ~~> \k.uk
-    ~~> u
-
-The last two steps are eta reductions.
-
-    Prove ⇧a >>= f == f a:
-
-       ⇧a >>= f
-    == (\ak.ka)a >>= f
-    ~~> (\k.ka) >>= f
-    == (\ufk.u(\x.fxk)) (\k.ka) f
-    ~~> \k.(\k.ka)(\x.fxk)
-    ~~> \k.fak
-    ~~> fa
-
-    Prove u >>= (\a.fa >>= g) == (u >>= f) >>= g:
-        
-       u >>= (\a.fa >>= g)
-    == u >>= (\a.(\k.fa(\x.gxk)))
-    == (\ufk.u(\x.fxk)) u (\a.(\k.fa(\x.gxk)))
-    == \k.u(\x.(\a.(\k.fa(\x.gxk)))xk)
-    ~~> \k.u(\x.fx(\y.gyk))
-
-       (u >>= f) >>= g
-    == (\ufk.u(\x.fxk)) u f >>= g
-    ~~> (\k.u(\x.fxk)) >>= g
-    == (\ufk.u(\x.fxk)) (\k.u(\x.fxk)) g
-    ~~> \k.(\k.u(\x.fxk))(\y.gyk)
-    ~~> \k.u(\x.fx(\y.gyk))
-
-The fact that the monad laws hold means that we can rely on any
-reasoning that depends on the monad laws.
-
-## Syntactic refinements: subtypes of implication
-
-Because natural language allows the functor to be on the left or on
-the right, we replace the type arrow -> with a left-leaning version \
-and a right-leaning version, as follows:
-
-    α/β   β    = α
-      β   β\α  = α
-
-This means (without adding some fancy footwork, as in Charlow 2014) we
-need two versions of ¢ too, one for each direction for the unmonadized types.
-
-Just to be explicit, here are the two versions:
-
-    g[]    γ | δ      h[]   δ | ρ    g[h[]]   γ | ρ
-    --- : -------  ¢  --- : ----- == ------ : -----
-    f       α/β        x       α        fx       β
-
-    h[]   δ | ρ      g[]    γ | δ       g[h[]]   γ | ρ
-    --- : -----  ¢   --- : -------   == ------ : -----
-     x      α         f      β\α          fx       β
-
-With respect to types, they differ only in replacing α -> β with α/β
-(top version) and with β\α (bottom version).  With respect to
-syntactic order, they differ in a parallel way with respect to whether
-the function f is on the left of its argument x (top version) or on
-the right (bottom version).
-
-Logically, separating -> into \\ and / corresponds to rejecting the
-structural rule of exchange.
-
-Note that the \\ and / only govern types at the bottom of the tower.
-That is, we currently still have arrow at the higher-order levels of
-the types, if we undo the tower notation:
-
-    γ|δ
-    --- == ((α/β) -> δ) -> γ
-    α/β
-
-We'll change these arrows into left-leaning and right-leaning versions
-too, according to the following scheme:
-
-    γ|δ
-    --- == γ//((α/β) \\ δ)
-    α/β
-
-As we'll see in a minute, each of these for implications (\\, /, \\\\,
-//) will have a syntactic interpretation:
-
-    \   argument is adjacent on the left of the functor
-    /    argument is adjacent on the right of the functor
-    \\   argument is surrounded by the functor
-    //  argument surrounds the functor
-
-## LOWER (reset)
-
-One more ingredient: one thing that shifty continuation operators
-require is an upper bound, a reset to show the extent of the remainder
-of the computation that the shift operator captures.  In the list
-version of the doubling task, we have
-
-    "a#bdeSfg" ~~> "abdebdefg"   continuation captured: bde
-    "ab#deSfg" ~~> "abdedefg"    continuation captured:  de
-
-In programming languages, resets are encoded in the computation
-explicitly.  In natural language, resets are always invisible.
-We'll deal with this in the natural language setting by allowing
-spontaneous resets, as long as the types match the following recipe:
-
-           g[] α|S
-    LOWER (---:---) == g[p]:α
-            p   S
-
-This will be easiest to explain by presenting our first complete
-example from natural language:
-
-