SLIDE 1 Primitive Recursive Bars Are Inductive
Jon Sterling
Carnegie Mellon University
August 17, 2016
SLIDE 2
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ โ โ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโs Lemma) โ โ all functions on the interval ๐ โ [0, 1] are uniformly continuous โ โ completeness of intuitionistic first-order logic (Bickford, Constable) In general, implies termination for a class of functional programs on infinite trees.
SLIDE 3
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ โ โ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโs Lemma) โ โ all functions on the interval ๐ โ [0, 1] are uniformly continuous โ โ completeness of intuitionistic first-order logic (Bickford, Constable) In general, implies termination for a class of functional programs on infinite trees.
SLIDE 4
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ โ โ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโs Lemma) โ โ all functions on the interval ๐ โ [0, 1] are uniformly continuous โ โ completeness of intuitionistic first-order logic (Bickford, Constable) In general, implies termination for a class of functional programs on infinite trees.
SLIDE 5
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ โ โ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโs Lemma) โ โ all functions on the interval ๐ โ [0, 1] are uniformly continuous โ โ completeness of intuitionistic first-order logic (Bickford, Constable) In general, implies termination for a class of functional programs on infinite trees.
SLIDE 6
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ โ โ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโs Lemma) โ โ all functions on the interval ๐ โ [0, 1] are uniformly continuous โ โ completeness of intuitionistic first-order logic (Bickford, Constable) In general, implies termination for a class of functional programs on infinite trees.
SLIDE 7 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 8 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 9 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 10 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 11 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 12 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐
A ๐ฝ๐บ๐ผ๐ฏ๐ซ๐ฎ is at the same time a topological space and a non-wellfounded tree. A spread is defined by a predicate ๐ on lists of natural numbers subject to some laws:
โ ๐ฃ โ ๐, then there exists an ๐ฆ โ โ such that โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐.
โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐, then also โ ๐ฃ โ ๐.
- 3. Finally, โจโฉ โ ๐.
The predicate ๐ either defines the finite prefixes of paths down an infinite tree, or it defines the lattice of open sets of a topological space.
SLIDE 13
SLIDE 14
๐บ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ผ๐๐๐๐๐
A list of naturals โ ๐ฃ โ โโ can be thought of as a neighborhood around a point, or as a prefix of a path through an infinite tree. A stream of naturals ๐ฝ โ โโ can be thought of as an ideal point in the spread (space), or as a path through the spreadโs infinite tree. โ ๐ฃ โบ ๐ฝ ( โ ๐ฃ approximates ๐ฝ) ๐ฝ โ โ ๐ฃ ( โ ๐ฃ is a neighborhood around ๐ฝ)
SLIDE 15
๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐ญ ๐บ๐๐๐
A bar ๐ is a predicate on neighborhoods such that every point โhits itโ. More generally, ๐ bars a neighborhood โ ๐ฃ when every path through โ ๐ฃ ends up in ๐. โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ โ ๐ฃ โ ๐
SLIDE 16
๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐ญ ๐บ๐๐๐
A bar ๐ is a predicate on neighborhoods such that every point โhits itโ. More generally, ๐ bars a neighborhood โ ๐ฃ when every path through โ ๐ฃ ends up in ๐. โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ โ ๐ฃ โ ๐
SLIDE 17
SLIDE 18
SLIDE 19
๐ต๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ฎ๐๐๐๐๐๐
โAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ Let ๐โฎ( โ ๐ฃ) โ { ๐ฆ โ โ โฃ โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐ }. Presupposing โ ๐ฃ โ ๐ and ๐ monotone: โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ๐ โ๐ฆ โ ๐โฎ( โ ๐ฃ). โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ฯ Admissible (by monotonicity): โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ ๐
SLIDE 20
๐ต๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ฎ๐๐๐๐๐๐
โAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ Let ๐โฎ( โ ๐ฃ) โ { ๐ฆ โ โ โฃ โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐ }. Presupposing โ ๐ฃ โ ๐ and ๐ monotone: โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ๐ โ๐ฆ โ ๐โฎ( โ ๐ฃ). โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ฯ Admissible (by monotonicity): โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ ๐
SLIDE 21
๐ต๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ฎ๐๐๐๐๐๐
โAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ Let ๐โฎ( โ ๐ฃ) โ { ๐ฆ โ โ โฃ โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐ }. Presupposing โ ๐ฃ โ ๐ and ๐ monotone: โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ๐ โ๐ฆ โ ๐โฎ( โ ๐ฃ). โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ฯ Admissible (by monotonicity): โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ ๐
SLIDE 22
๐ต๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ฎ๐๐๐๐๐๐
โAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ Let ๐โฎ( โ ๐ฃ) โ { ๐ฆ โ โ โฃ โ ๐ฃโข๐ฆ โ ๐ }. Presupposing โ ๐ฃ โ ๐ and ๐ monotone: โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ๐ โ๐ฆ โ ๐โฎ( โ ๐ฃ). โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ ฯ Admissible (by monotonicity): โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃโข๐ฆ โ๐๐๐ ๐ ๐
SLIDE 23
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
Recall โ ๐ฃ โ ๐ โ โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ . Brouwerโs Bar Thesis is the ๐ซ๐ฎ๐ฏ๐ป๐ฟ๐ซ๐ญ๐ of the inductive coding of barhood:
SLIDE 24
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
Recall โ ๐ฃ โ ๐ โ โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ . Brouwerโs Bar Thesis is the ๐ซ๐ฎ๐ฏ๐ป๐ฟ๐ซ๐ญ๐ of the inductive coding of barhood: โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ BT?
SLIDE 25
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
Recall โ ๐ฃ โ ๐ โ โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ . Brouwerโs Bar Thesis is the ๐ซ๐ฎ๐ฏ๐ป๐ฟ๐ซ๐ญ๐ of the inductive coding of barhood: โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ ๐ soundness โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness?
SLIDE 26
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ ๐ soundness โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness? โ soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโs Thesis!
SLIDE 27
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ ๐ soundness โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness? โ soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโs Thesis!
SLIDE 28
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ โ ๐ฃ โ ๐ soundness โ ๐ฃ โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness? โ soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโs Thesis!
SLIDE 29
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ Classically: valid โ Constructively: not valid โ Intuitionistically: valid(*)
SLIDE 30
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ Classically: valid โ Constructively: not valid โ Intuitionistically: valid(*)
SLIDE 31
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
โ Classically: valid โ Constructively: not valid โ Intuitionistically: valid(*)
SLIDE 32
Letโs instantiate the Brouwer-Heyting-Kolmogorov interpretation at a simple theory of constructions!
SLIDE 33
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Gรถdelโs System ๐ of primitive recursive functionals of finite type. Atomic Types nat atype Types ๐
atype ๐
type ๐ type ๐ type ๐ โ ๐ type Contexts โ
ctx ฮ ctx ๐ type ฮ, ๐ฆ โถ ๐ ctx (๐ฆ โ ฮ)
SLIDE 34
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Gรถdelโs System ๐ of primitive recursive functionals of finite type. Atomic Types nat atype Types ๐
atype ๐
type ๐ type ๐ type ๐ โ ๐ type Contexts โ
ctx ฮ ctx ๐ type ฮ, ๐ฆ โถ ๐ ctx (๐ฆ โ ฮ)
SLIDE 35
๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
ฮ, ๐ฆ โถ ๐, ฮ โข ๐ฆ โถ ๐ var ฮ โข z โถ nat zero ฮ โข ๐ โถ nat ฮ โข s(๐) โถ nat succ ฮ, ๐ฆ โถ nat, ๐ง โถ ๐ โข ๐ก[๐ฆ, ๐ง] โถ ๐ ฮ โข ๐จ โถ ๐ ฮ โข ๐ โถ nat ฮ โข rec๐([๐ฆ, ๐ง].๐ก[๐ฆ, ๐ง]; ๐จ; ๐) โถ ๐ rec ฮ, ๐ฆ โถ ๐ โข ๐[๐ฆ] โถ ๐ ฮ โข ๐๐ฆ.๐[๐ฆ] โถ ๐ โ ๐ lam ฮ โข ๐ โถ ๐ โ ๐ ฮ โข ๐ โถ ๐ ฮ โข ๐ โข๐ ๐ โถ ๐ ap
SLIDE 36
๐พ๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
โ Use System ๐ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ โ ๐ฃ โ ๐ should be realized by a functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat โ Idea: construct a model for System ๐ in which we can read from the interpretation of ๐ a proof of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐
SLIDE 37
๐พ๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
โ Use System ๐ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ โ ๐ฃ โ ๐ should be realized by a functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat โ Idea: construct a model for System ๐ in which we can read from the interpretation of ๐ a proof of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐
SLIDE 38
๐พ๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
โ Use System ๐ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ โ ๐ฃ โ ๐ should be realized by a functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat โ Idea: construct a model for System ๐ in which we can read from the interpretation of ๐ a proof of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐
SLIDE 39 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
Atomic Types ๐ฒ [nat] โ โ Types ๐ฒ ๐
โ ๐ฒ [๐
] ๐ฒ ๐ โ ๐ โ ๐ฒ ๐ โ ๐ฒ ๐ Contexts ๐ฃ ฮ โ โ
๐ฆโ|ฮ|
๐ฒ ฮ(๐ฆ)
SLIDE 40 ๐ฟ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
Presupposing ๐ โ ๐ฃ ฮ and ฮ โข ๐ โถ ๐, define ฮ โข ๐ โถ ๐๐ โ ๐ฒ ๐ by recursion
ฮ โข ๐ฆ โถ ๐๐ โ ๐(๐ฆ) ฮ โข z โถ nat๐ โ 0 ฮ โข s(๐) โถ nat๐ โ 1 + ฮ โข ๐ โถ nat๐ ฮ โข rec๐([๐ฆ, ๐ง].๐ก[๐ฆ, ๐ง]; ๐จ; ๐) โถ ๐๐ โ PrimRec(๐, ๐, ๐) where ๐(๐, ๐) โ ฮ, ๐ฆ โถ nat, ๐ง โถ ๐ โข ๐ก[๐ฆ, ๐ง] โถ ๐๐,๐ฆโฆ๐,๐งโฆ๐ ๐ โ ฮ โข ๐จ โถ ๐๐ ๐ โ ฮ โข ๐ โถ nat๐
SLIDE 41
๐ฟ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
โฎ ฮ โข ๐๐ฆ.๐[๐ฆ] โถ ๐ โ ๐๐ โ ๐ โฆ ฮ, ๐ฆ โถ ๐ โข ๐[๐ฆ] โถ ๐๐,๐ฆโฆ๐ ฮ โข ๐ โข๐ ๐ โถ ๐๐ โ (ฮ โข ๐ โถ ๐ โ ๐๐) (ฮ โข ๐ โถ ๐๐)
SLIDE 42
๐พ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
A functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat can be applied to a meta-level sequence ๐ฝ as follows: ๐ โจ๐ฝโฉ โ โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat (๐ฝ) Redefine barhood as follows:
SLIDE 43
๐พ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
A functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat can be applied to a meta-level sequence ๐ฝ as follows: ๐ โจ๐ฝโฉ โ โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat (๐ฝ) Redefine barhood as follows: โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. โ๐ โ โ. ๐ฝ[๐] โ ๐ โ ๐ฃ โ ๐
SLIDE 44
๐พ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
A functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat can be applied to a meta-level sequence ๐ฝ as follows: ๐ โจ๐ฝโฉ โ โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat (๐ฝ) Redefine barhood as follows: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐ ๐
SLIDE 45
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
An inductive encoding of functionals โโ โ ๐: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query โ โฆโโ, โโฆ is an endofunctor on Set โ โฆโโ, โโฆ is a monad on Set souped up neighborhood functions!
SLIDE 46
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
An inductive encoding of functionals โโ โ ๐: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query โ โฆโโ, โโฆ is an endofunctor on Set โ โฆโโ, โโฆ is a monad on Set souped up neighborhood functions!
SLIDE 47
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
An inductive encoding of functionals โโ โ ๐: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query โ โฆโโ, โโฆ is an endofunctor on Set โ โฆโโ, โโฆ is a monad on Set souped up neighborhood functions!
SLIDE 48
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
An inductive encoding of functionals โโ โ ๐: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query โ โฆโโ, โโฆ is an endofunctor on Set โ โฆโโ, โโฆ is a monad on Set souped up neighborhood functions!
SLIDE 49
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
We can execute dialogue trees against a sequence ๐ฝ โ โโ: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(๐ฝ(๐ฆ)) โ ๐ฝ
SLIDE 50
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
We can execute dialogue trees against a sequence ๐ฝ โ โโ: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(๐ฝ(๐ฆ)) โ ๐ฝ โฆโโ, ๐ตโฆ โฆโโ, ๐ถโฆ ๐ต ๐ถ โฆโโ, ๐โฆ โ โ ๐ฝ โ โ ๐ฝ ๐
SLIDE 51
๐ฑ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
We can execute dialogue trees against a sequence ๐ฝ โ โโ: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(๐ฝ(๐ฆ)) โ ๐ฝ โฆโโ, ๐ตโฆ โฆโโ, ๐ถโฆ ๐ต โฆโโ, ๐ถโฆ ๐ถ ๐โ โ โ ๐ฝ โ โ ๐ฝ ๐ โ โ ๐ฝ
SLIDE 52 ๐ฐ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
Atomic Types ๐ฒ [nat] โ โ Types ๐ฒ โช๐
โซ โ โฆโโ, ๐ฒ [๐
]โฆ ๐ฒ โช๐ โ ๐โซ โ ๐ฒ โช๐โซ โ ๐ฒ โช๐โซ Contexts ๐ฃ โชฮโซ โ โ
๐ฆโ|ฮ|
๐ฒ โชฮ(๐ฆ)โซ
SLIDE 53 ๐ฐ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
Presupposing ๐ โ ๐ฃ โชฮโซ and ฮ โข ๐ โถ ๐, we define the interpretation โชฮ โข ๐ โถ ๐โซ๐ โ ๐ฒ โช๐โซ: โชฮ โข ๐ฆ โถ ๐โซ๐ โ ๐(๐ฆ) โชฮ โข z โถ natโซ๐ โ ๐(0) โชฮ โข s(๐) โถ natโซ๐ โ โฆโโ, 1 + โโฆ (โชฮ โข ๐ โถ natโซ๐) โชฮ โข rec๐([๐ฆ, ๐ง].๐ก[๐ฆ, ๐ง]; ๐จ; ๐) โถ ๐โซ๐ โ PrimRec(๐, ๐, โ)โช
๐ (๐)
where ๐(๐, ๐) โ โชฮ, ๐ฆ โถ nat, ๐ง โถ ๐ โข ๐ก[๐ฆ, ๐ง] โถ ๐โซ๐,๐ฆโฆ๐,๐งโฆ๐ ๐ โ โชฮ โข ๐จ โถ ๐โซ๐ ๐ โ โชฮ โข ๐ โถ natโซ๐
SLIDE 54
๐ฐ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐
โฎ โชฮ โข ๐๐ฆ.๐[๐ฆ] โถ ๐ โ ๐โซ๐ โ ๐ โฆ โชฮ, ๐ฆ โถ ๐ โข ๐[๐ฆ] โถ ๐โซ๐,๐ฆโฆ๐ โชฮ โข ๐ โข๐ ๐ โถ ๐โซ๐ โ (โชฮ โข ๐ โถ ๐ โ ๐โซ๐) (โชฮ โข ๐ โถ ๐โซ๐)
SLIDE 55
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ธ๐๐๐๐๐๐ ๐พ๐๐๐๐๐๐๐๐
We need to show that the two interpretations cohere at base type, i.e. that the following diagram commutes: โ
โข ๐
๐ฒ โช๐
โซ ๐ฒ ๐
โชโ
โข โ โถ ๐
โซ โ
โข โ โถ ๐
โ โ ๐ฝ Slogan: Strengthen The Inductive Hypothesis With Logical Relations As A Weapon!
SLIDE 56
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ธ๐๐๐๐๐๐ ๐พ๐๐๐๐๐๐๐๐
We need to show that the two interpretations cohere at base type, i.e. that the following diagram commutes: โ
โข ๐
๐ฒ โช๐
โซ ๐ฒ ๐
โชโ
โข โ โถ ๐
โซ โ
โข โ โถ ๐
โ โ ๐ฝ Slogan: Strengthen The Inductive Hypothesis With Logical Relations As A Weapon!
SLIDE 57 ๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ธ๐๐๐๐๐๐ ๐พ๐๐๐๐๐๐๐๐
โlogical relationsโ = family of relations defined by compositionally on
For all ๐ฝ โ โโ, define: โ๐ฝ
๐ โ ๐ฒ ๐ ร ๐ฒ โช๐โซ
โ๐ฝ
ฮ โ ๐ฃ ฮ ร ๐ฃ โชฮโซ
๐บ = ๐ โ ๐ฝ ๐บ โ๐ฝ
๐
๐
โ๐ป โ ๐ฒ ๐ , ๐ โ ๐ฒ โช๐โซ. ๐ป โ๐ฝ
๐ ๐ โน ๐บ(๐ป) โ๐ฝ ๐ ๐(๐)
๐บ โ๐ฝ
๐โ๐ ๐
โ๐ฆ โ |ฮ|. ๐0(๐ฆ) โ๐ฝ
ฮ(๐ฆ) ๐1(๐ฆ)
๐0 โ๐ฝ
ฮ ๐1
SLIDE 58 ๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ธ๐๐๐๐๐๐ ๐พ๐๐๐๐๐๐๐๐
โlogical relationsโ = family of relations defined by compositionally on
For all ๐ฝ โ โโ, define: โ๐ฝ
๐ โ ๐ฒ ๐ ร ๐ฒ โช๐โซ
โ๐ฝ
ฮ โ ๐ฃ ฮ ร ๐ฃ โชฮโซ
๐บ = ๐ โ ๐ฝ ๐บ โ๐ฝ
๐
๐
โ๐ป โ ๐ฒ ๐, ๐ โ ๐ฒ โช๐โซ. ๐ป โ๐ฝ
๐ ๐ โน ๐บ(๐ป) โ๐ฝ ๐ ๐(๐)
๐บ โ๐ฝ
๐โ๐ ๐
โ๐ฆ โ |ฮ|. ๐0(๐ฆ) โ๐ฝ
ฮ(๐ฆ) ๐1(๐ฆ)
๐0 โ๐ฝ
ฮ ๐1
SLIDE 59
๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐๐ ๐ผ๐๐๐๐
In the dialogue model, we can define a so-called โgeneric pointโ which is not definable in System ๐: generic โ ๐ฒ โชnat โ natโซ generic โ (ฯโจโโฉ(๐))โ The Generic Point Is The Magic Weapon To Victoriously Trace A Functional's Interaction With The Ambient Choice Sequence! โ Quotations From Chairman Thierry Coquand
SLIDE 60
๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐๐ ๐ผ๐๐๐๐
In the dialogue model, we can define a so-called โgeneric pointโ which is not definable in System ๐: generic โ ๐ฒ โชnat โ natโซ generic โ (ฯโจโโฉ(๐))โ The Generic Point Is The Magic Weapon To Victoriously Trace A Functional's Interaction With The Ambient Choice Sequence! โ Quotations From Chairman Thierry Coquand
SLIDE 61
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐
โ For any functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat, we can compute a dialogue tree โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) โ โฆโโ, โโฆ. โ Similar to a Brouwerian mental construction of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐, but not the same! โ Escardรณโs trees represent ๐บ๐ฏ๐ผ๐ฝ๐ณ๐ฝ๐พ๐ฏ๐ธ๐พ ๐ณ๐ธ๐ฝ๐บ๐ฏ๐ญ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence; Brouwerโs trees represent ๐ฏ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ท๐ฏ๐ผ๐ซ๐ถ ๐ญ๐น๐ธ๐ฝ๐ฟ๐ท๐บ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence. โ Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.
SLIDE 62
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐
โ For any functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat, we can compute a dialogue tree โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) โ โฆโโ, โโฆ. โ Similar to a Brouwerian mental construction of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐, but not the same! โ Escardรณโs trees represent ๐บ๐ฏ๐ผ๐ฝ๐ณ๐ฝ๐พ๐ฏ๐ธ๐พ ๐ณ๐ธ๐ฝ๐บ๐ฏ๐ญ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence; Brouwerโs trees represent ๐ฏ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ท๐ฏ๐ผ๐ซ๐ถ ๐ญ๐น๐ธ๐ฝ๐ฟ๐ท๐บ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence. โ Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.
SLIDE 63
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐
โ For any functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat, we can compute a dialogue tree โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) โ โฆโโ, โโฆ. โ Similar to a Brouwerian mental construction of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐, but not the same! โ Escardรณโs trees represent ๐บ๐ฏ๐ผ๐ฝ๐ณ๐ฝ๐พ๐ฏ๐ธ๐พ ๐ณ๐ธ๐ฝ๐บ๐ฏ๐ญ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence; Brouwerโs trees represent ๐ฏ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ท๐ฏ๐ผ๐ซ๐ถ ๐ญ๐น๐ธ๐ฝ๐ฟ๐ท๐บ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence. โ Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.
SLIDE 64
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐
โ For any functional โ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat, we can compute a dialogue tree โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) โ โฆโโ, โโฆ. โ Similar to a Brouwerian mental construction of โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐, but not the same! โ Escardรณโs trees represent ๐บ๐ฏ๐ผ๐ฝ๐ณ๐ฝ๐พ๐ฏ๐ธ๐พ ๐ณ๐ธ๐ฝ๐บ๐ฏ๐ญ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence; Brouwerโs trees represent ๐ฏ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ท๐ฏ๐ผ๐ซ๐ถ ๐ญ๐น๐ธ๐ฝ๐ฟ๐ท๐บ๐พ๐ณ๐น๐ธ of a choice sequence. โ Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.
SLIDE 65
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Recall Escardรณโs dialogues: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query Brouwerโs take: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โโ, ๐ spit ๐ โ โ โ โโ, ๐ ฯ(๐) โ โโ, ๐ bite Ephemeral execution: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(head(๐ฝ)) โ tail(๐ฝ)
SLIDE 66
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Recall Escardรณโs dialogues: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query Brouwerโs take: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โโ, ๐ spit ๐ โ โ โ โโ, ๐ ฯ(๐) โ โโ, ๐ bite Ephemeral execution: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(head(๐ฝ)) โ tail(๐ฝ)
SLIDE 67
๐ฎ๐๐๐๐๐๐'๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Recall Escardรณโs dialogues: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โฆโโ, ๐โฆ return ๐ฆ โ โ ๐ โ โ โ โฆโโ, ๐โฆ ฯโจ๐ฆโฉ(๐) โ โฆโโ, ๐โฆ query Brouwerโs take: ๐จ โ ๐ ๐(๐จ) โ โโ, ๐ spit ๐ โ โ โ โโ, ๐ ฯ(๐) โ โโ, ๐ bite Ephemeral execution: ๐(๐จ) โ ๐ฝ โ ๐จ ฯ(๐) โ ๐ฝ โ ๐(head(๐ฝ)) โ tail(๐ฝ)
SLIDE 68 ๐บ๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐
Presupposing ๐ข โ โฆโโ, ๐โฆ, define total normalization relation โ ๐ฃ โฉ ๐ข ๐ with ๐ โ โโ, ๐. Then, define, โ ๐ฃ โฉ ๐ข ๐ norm โ
๐ฃ(๐ข) โ ๐
Structurally recursive definition easy, but bureaucratic. See paper.
SLIDE 69
๐๐๐ ๐ฎ๐๐๐๐'-๐ฑ๐๐ ๐๐๐๐
โ
โข ๐
๐ฒ [๐
] โฆโโ, ๐ฒ [๐
]โฆ โโ, ๐ฒ [๐
] โ
โข โ โถ ๐
โชโ
โข โ โถ ๐
โซ โ โ ๐ฝ normโจโฉ(โ) โ โ ๐ฝ
SLIDE 70 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข
๐. By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 71 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข
๐. By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 72 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โ ๐ฃ โ๐ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข
๐. By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 73 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โ ๐ฃ. ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข
๐. By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 74 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข
๐. By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 75 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐.
By coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 76 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ . โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 77 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ. โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 78 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ. โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 79 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ. โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 80 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ. โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 81 ๐๐๐ ๐ฎ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
It suffices to show the validity of the following completeness rule: โโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ nat. โ๐ฝ โ โจโฉ. โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โจ๐ฝโฉ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ โ ๐ฃ โ๐๐๐ ๐ completeness
- Proof. Let ๐ข โ โชโ
โข ๐ โถ (nat โ nat) โ natโซ (generic) such that โจโฉ โฉ ๐ข ๐. By
coherence, we have โ ๐ฃ โ ๐ฝ[๐ โ ๐ฝ + | โ ๐ฃ|] โ ๐ for all ๐ฝ. Proceed by induction on ๐ โ โโ, โ. โ Case ๐ โก ๐(0). Then we already have โ ๐ฃ โ ๐, so apply ๐ rule. โ Case ๐ โก ๐(๐ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐(๐). โ Case ๐ โก ฯ(๐). Apply ฯ rule, fixing ๐ง โ โ; use IH at ๐(๐ง).
SLIDE 82
๐ฟ๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐พ๐๐๐๐๐๐
โ The Bar Theorem is ๐ญ๐น๐ธ๐ฝ๐พ๐ผ๐ฟ๐ญ๐พ๐ณ๐๐ฏ๐ถ๐ ๐๐ซ๐ถ๐ณ๐ฎ in primitive recursive realizability (with correct/full interpretation of functional types). โ Thence, we have the ๐๐ซ๐ผ ๐๐ธ๐ฎ๐ฟ๐ญ๐พ๐ณ๐น๐ธ ๐ ๐ผ๐ณ๐ธ๐ญ๐ณ๐บ๐ถ๐ฏ and the ๐๐ซ๐ธ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐น๐ผ๐ฏ๐ท (constructive Kรถnigโs Lemma). โ What is the status of Brouwerโs Thesis as a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ ๐ฒ๐๐บ๐น๐พ๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ?
SLIDE 83
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ vs. ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ธ๐น๐ท๐ฏ๐ธ๐น๐ถ๐น๐ฑ๐
SLIDE 84
๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ vs. ๐บ๐ฒ๐ฏ๐ธ๐น๐ท๐ฏ๐ธ๐น๐ถ๐น๐ฑ๐
SLIDE 85
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
Brouwerโs Thesis and Churchโs Thesis express a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐๐ฒ๐ฟ๐ผ๐ญ๐ฒ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ ๐๐ผ๐น๐ฟ๐๐ฏ๐ผ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ general recursive ๐-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐ uniform continuity obtains
SLIDE 86
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
Brouwerโs Thesis and Churchโs Thesis express a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐๐ฒ๐ฟ๐ผ๐ญ๐ฒ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ ๐๐ผ๐น๐ฟ๐๐ฏ๐ผ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ general recursive ๐-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐ uniform continuity obtains
SLIDE 87
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
Brouwerโs Thesis and Churchโs Thesis express a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐๐ฒ๐ฟ๐ผ๐ญ๐ฒ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ ๐๐ผ๐น๐ฟ๐๐ฏ๐ผ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ general recursive ๐-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐ uniform continuity obtains
SLIDE 88
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
Brouwerโs Thesis and Churchโs Thesis express a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐๐ฒ๐ฟ๐ผ๐ญ๐ฒ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ ๐๐ผ๐น๐ฟ๐๐ฏ๐ผ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ general recursive ๐-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐ uniform continuity obtains
SLIDE 89
๐ฏ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ด๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐
Brouwerโs Thesis and Churchโs Thesis express a ๐ฝ๐ญ๐ณ๐ฏ๐ธ๐พ๐ณ๐ฐ๐ณ๐ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐๐ฒ๐ฟ๐ผ๐ญ๐ฒ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ ๐๐ผ๐น๐ฟ๐๐ฏ๐ผ'๐ฝ ๐ค๐ฒ๐ฏ๐ฝ๐ณ๐ฝ general recursive ๐-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐ uniform continuity obtains