Merge branch 'working'
authorChris <chris.barker@nyu.edu>
Wed, 25 Feb 2015 18:32:17 +0000 (13:32 -0500)
committerChris <chris.barker@nyu.edu>
Wed, 25 Feb 2015 18:32:17 +0000 (13:32 -0500)
topics/_week5_system_F.mdwn

index 72d07b3..ff0b341 100644 (file)
@@ -200,6 +200,85 @@ be strongly normalizing, from which it follows that System F is not
 Turing complete.
 
 
+## Polymorphism in natural language
+
+Is the simply-typed lambda calclus enough for analyzing natural
+language, or do we need polymorphic types (or something even more expressive)?
+
+The classic case study motivating polymorphism in natural language
+comes from coordination.  (The locus classicus is Partee and Rooth
+1983.)
+
+    Ann left and Bill left.
+    Ann left and slept.
+    Ann and Bill left.
+    Ann read and reviewed the book.
+
+In English (likewise, many other languages), *and* can coordinate
+clauses, verb phrases, determiner phrases, transitive verbs, and many
+other phrase types.  In a garden-variety simply-typed grammar, each
+kind of conjunct has a different semantic type, and so we would need
+an independent treatment of *and* for each one.  Yet there is a strong
+intuition that the contribution of *and* remains constant across all
+of these uses.  Can we capture this using polymorphic types?
+
+    Ann, Bill      e
+    left, slept    e -> t    
+    read, reviewed e -> e -> t
+
+With these basic types, we want to say something like this:
+
+    and:t->t->t = lambda l:t . lambda r:t . l r false
+    and = lambda 'a . lambda 'b . 
+            lambda l:'a->'b . lambda r:'a->'b . 
+              lambda x:'a . and:'b (l x) (r x)
+
+The idea is that the basic *and* conjoins expressions of type `t`, and
+when *and* conjoins functional types, the result is a function that
+distributes its argument across the two conjuncts and conjoins the
+result.  So `Ann left and slept` will evaluate to `(\x.and(left
+x)(slept x)) ann`.  Following Partee and Rooth, the strategy of
+defining the coordination of expressions with complex types in terms
+of the coordination of expressions with less complex types is known as
+Generalized Coordination.
+
+But the definitions just given are not well-formed expressions in
+System F.  There are several problems.  The first is that we have two
+definitions of the same word.  The intention is for one of the
+definitions to be operative when the type of its arguments is type
+`t`, but we have no way of conditioning evaluation on the type of an
+argument.  The second is that for the polymorphic definition, the term
+*and* occurs inside of the definition.  System F does not have
+recursion.  The third problem is more subtle.  The defintion as given
+takes two types as parameters: the type of the first argument expected
+by each conjunct, and the type of the result of applying each conjunct
+to an argument of that type.  We would like to instantiate the
+recursive use of *and* in the definition by using the result type.
+But fully instantiating the definition as given requires type
+application to a pair of types, not just one type.
+
+So conjunction and disjunction provide a compelling motivation for
+polymorphism in natural language, but we don't yet have the ability to
+build the polymorphism into a formal system.
+
+And in fact, discussions of generalized coordination in the
+linguistics literature are almost always left as a metageneralization
+over a basic simply-typed grammar.  For instance, in Hendriks' 1992:74
+dissertation, generalized coordination is implemented as a method for
+generating a suitable set of translation rules, which are in turn
+expressed in a simply-typed grammar.
+
+Not incidentally, we're not aware of any programming language that 
+makes generalized coordination available, despite is naturalness and
+ubiquity in natural language.  That is, coordination in programming
+languages is always at the sentential level.  You might be able to evaluate
+`delete file1 and delete file2` but never `delete file1 and file2`.
+
+We'll return to thinking about generalized coordination as we get
+deeper into types.  There will be an analysis in term of continuations
+that will be particularly satisfying.
+
+
 #Types in OCaml