Primitive Recursive Bars Are Inductive Jon Sterling Carnegie - - PowerPoint PPT Presentation

โ–ถ
primitive recursive bars are inductive
SMART_READER_LITE
LIVE PREVIEW

Primitive Recursive Bars Are Inductive Jon Sterling Carnegie - - PowerPoint PPT Presentation

Primitive Recursive Bars Are Inductive Jon Sterling Carnegie Mellon University August 17, 2016 the Fan Theorem (intuitionistic Knigs Lemma) all functions on the interval [0, 1] are uniformly continuous


slide-1
SLIDE 1

Primitive Recursive Bars Are Inductive

Jon Sterling

Carnegie Mellon University

August 17, 2016

slide-2
SLIDE 2

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ€œAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ€ โ‹† โ‡’ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโ€™s Lemma) โ‹† โ‡’ all functions on the interval ๐• โ‰œ [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
SLIDE 3

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ€œAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ€ โ‹† โ‡’ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโ€™s Lemma) โ‹† โ‡’ all functions on the interval ๐• โ‰œ [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
SLIDE 4

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ€œAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ€ โ‹† โ‡’ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโ€™s Lemma) โ‹† โ‡’ all functions on the interval ๐• โ‰œ [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
SLIDE 5

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ€œAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ€ โ‹† โ‡’ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโ€™s Lemma) โ‹† โ‡’ all functions on the interval ๐• โ‰œ [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
SLIDE 6

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ€œAll bars on a spread can be coded as inductive trees.โ€ โ‹† โ‡’ the Fan Theorem (intuitionistic Kรถnigโ€™s Lemma) โ‹† โ‡’ all functions on the interval ๐• โ‰œ [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
SLIDE 7

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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
SLIDE 8

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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
SLIDE 9

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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
SLIDE 10

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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
SLIDE 11

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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
SLIDE 12

๐•ฟ๐––๐–˜๐–‹๐–‡๐–Š๐–™ ๐–‡๐–™ ๐–™๐––๐–‡๐–‰๐–‹๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐–š๐–˜๐–‹๐–‹๐–™

A ๐“ฝ๐“บ๐“ผ๐“ฏ๐“ซ๐“ฎ 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:

  • 1. If

โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—, then there exists an ๐‘ฆ โˆˆ โ„• such that โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—.

  • 2. If

โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”—, then also โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”—.

  • 3. Finally, โŸจโŸฉ โˆˆ 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 13
slide-14
SLIDE 14

๐•บ๐–‹๐–๐–๐–Ž๐–ˆ๐–•๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š๐–™ ๐–‡๐–”๐–Š ๐•ผ๐–•๐–๐–”๐–š๐–™

A list of naturals โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ โ„•โˆ— 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 ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„• can be thought of as an ideal point in the spread (space), or as a path through the spreadโ€™s infinite tree. โƒ— ๐‘ฃ โ‰บ ๐›ฝ ( โƒ— ๐‘ฃ approximates ๐›ฝ) ๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ ( โƒ— ๐‘ฃ is a neighborhood around ๐›ฝ)

slide-15
SLIDE 15

๐–€๐–• ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐•ญ ๐•บ๐–•๐–Š๐–‹

A bar ๐”† is a predicate on neighborhoods such that every point โ€œhits itโ€. More generally, ๐”† bars a neighborhood โƒ— ๐‘ฃ when every path through โƒ— ๐‘ฃ ends up in ๐”†. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”†

slide-16
SLIDE 16

๐–€๐–• ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐•ญ ๐•บ๐–•๐–Š๐–‹

A bar ๐”† is a predicate on neighborhoods such that every point โ€œhits itโ€. More generally, ๐”† bars a neighborhood โƒ— ๐‘ฃ when every path through โƒ— ๐‘ฃ ends up in ๐”†. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”†

slide-17
SLIDE 17
slide-18
SLIDE 18
slide-19
SLIDE 19

๐•ต๐–”๐–Š๐–›๐–‰๐–š๐–๐–œ๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ€œAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ€ Let ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ) โ‰œ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”— }. Presupposing โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”— and ๐”† monotone: โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œƒ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ). โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ฯ Admissible (by monotonicity): โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œ‚

slide-20
SLIDE 20

๐•ต๐–”๐–Š๐–›๐–‰๐–š๐–๐–œ๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ€œAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ€ Let ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ) โ‰œ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”— }. Presupposing โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”— and ๐”† monotone: โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œƒ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ). โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ฯ Admissible (by monotonicity): โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œ‚

slide-21
SLIDE 21

๐•ต๐–”๐–Š๐–›๐–‰๐–š๐–๐–œ๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ€œAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ€ Let ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ) โ‰œ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”— }. Presupposing โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”— and ๐”† monotone: โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œƒ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ). โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ฯ Admissible (by monotonicity): โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œ‚

slide-22
SLIDE 22

๐•ต๐–”๐–Š๐–›๐–‰๐–š๐–๐–œ๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ€œAll demonstrations of barhood can be analyzed into inductive mental constructions.โ€ Let ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ) โ‰œ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โˆˆ ๐”— }. Presupposing โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”— and ๐”† monotone: โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œƒ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐”—โ™ฎ( โƒ— ๐‘ฃ). โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ฯ Admissible (by monotonicity): โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃโŒข๐‘ฆ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† ๐œ‚

slide-23
SLIDE 23

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

Recall โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โ‰œ โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† . Brouwerโ€™s Bar Thesis is the ๐“ซ๐“ฎ๐“ฏ๐“ป๐“ฟ๐“ซ๐“ญ๐”ƒ of the inductive coding of barhood:

slide-24
SLIDE 24

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

Recall โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โ‰œ โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† . Brouwerโ€™s Bar Thesis is the ๐“ซ๐“ฎ๐“ฏ๐“ป๐“ฟ๐“ซ๐“ญ๐”ƒ of the inductive coding of barhood: โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† BT?

slide-25
SLIDE 25

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

Recall โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โ‰œ โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† . Brouwerโ€™s Bar Thesis is the ๐“ซ๐“ฎ๐“ฏ๐“ป๐“ฟ๐“ซ๐“ญ๐”ƒ of the inductive coding of barhood: โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† soundness โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness?

slide-26
SLIDE 26

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† soundness โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness? โ‹† soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ‹† completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโ€™s Thesis!

slide-27
SLIDE 27

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† soundness โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness? โ‹† soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ‹† completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโ€™s Thesis!

slide-28
SLIDE 28

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† soundness โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness? โ‹† soundness is easy! Just count up the ฯ-nodes. โ‹† completeness does not (generally) hold: procedure exists, but its termination requires Brouwerโ€™s Thesis!

slide-29
SLIDE 29

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–š๐–›๐–™ ๐–•๐–Œ ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ‹† Classically: valid โ‹† Constructively: not valid โ‹† Intuitionistically: valid(*)

slide-30
SLIDE 30

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–š๐–›๐–™ ๐–•๐–Œ ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ‹† Classically: valid โ‹† Constructively: not valid โ‹† Intuitionistically: valid(*)

slide-31
SLIDE 31

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–š๐–›๐–™ ๐–•๐–Œ ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

โ‹† Classically: valid โ‹† Constructively: not valid โ‹† Intuitionistically: valid(*)

slide-32
SLIDE 32

Letโ€™s instantiate the Brouwer-Heyting-Kolmogorov interpretation at a simple theory of constructions!

slide-33
SLIDE 33

๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ ๐–‡๐–™ ๐–‡ ๐–š๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–‰๐–•๐–”๐–™๐–š๐–˜๐–›๐–‰๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

Gรถdelโ€™s System ๐•Œ of primitive recursive functionals of finite type. Atomic Types nat atype Types ๐œ… atype ๐œ… type ๐œ type ๐œ type ๐œ โ†’ ๐œ type Contexts โ‹… ctx ฮ“ ctx ๐œ type ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ ctx (๐‘ฆ โˆ‰ ฮ“)

slide-34
SLIDE 34

๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ ๐–‡๐–™ ๐–‡ ๐–š๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–‰๐–•๐–”๐–™๐–š๐–˜๐–›๐–‰๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

Gรถdelโ€™s System ๐•Œ of primitive recursive functionals of finite type. Atomic Types nat atype Types ๐œ… atype ๐œ… type ๐œ type ๐œ type ๐œ โ†’ ๐œ type Contexts โ‹… ctx ฮ“ ctx ๐œ type ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ ctx (๐‘ฆ โˆ‰ ฮ“)

slide-35
SLIDE 35

๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ ๐–‡๐–™ ๐–‡ ๐–š๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–‰๐–•๐–”๐–™๐–š๐–˜๐–›๐–‰๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ, ฮ” โŠข ๐‘ฆ โˆถ ๐œ var ฮ“ โŠข z โˆถ nat zero ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ nat ฮ“ โŠข s(๐‘›) โˆถ nat succ ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ nat, ๐‘ง โˆถ ๐œ โŠข ๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง] โˆถ ๐œ ฮ“ โŠข ๐‘จ โˆถ ๐œ ฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ nat ฮ“ โŠข rec๐œ([๐‘ฆ, ๐‘ง].๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง]; ๐‘จ; ๐‘œ) โˆถ ๐œ rec ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ โŠข ๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œ ฮ“ โŠข ๐œ‡๐‘ฆ.๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œ โ†’ ๐œ lam ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ โ†’ ๐œ ฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ ๐œ ฮ“ โŠข ๐‘› โ€ข๐œ ๐‘œ โˆถ ๐œ ap

slide-36
SLIDE 36

๐•พ๐–‹๐–‡๐–’๐–๐– ๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–ˆ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ‹† Use System ๐•Œ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ‹† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† should be realized by a functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat โ‹† Idea: construct a model for System ๐•Œ in which we can read from the interpretation of ๐œš a proof of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†

slide-37
SLIDE 37

๐•พ๐–‹๐–‡๐–’๐–๐– ๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–ˆ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ‹† Use System ๐•Œ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ‹† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† should be realized by a functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat โ‹† Idea: construct a model for System ๐•Œ in which we can read from the interpretation of ๐œš a proof of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†

slide-38
SLIDE 38

๐•พ๐–‹๐–‡๐–’๐–๐– ๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐–ˆ๐–‡๐–˜๐–Ž๐–•๐–•๐–Š

โ‹† Use System ๐•Œ as a theory of constructions for primitive recursive arithmetic โ‹† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”† should be realized by a functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat โ‹† Idea: construct a model for System ๐•Œ in which we can read from the interpretation of ๐œš a proof of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†

slide-39
SLIDE 39

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–”๐–Š๐–‡๐–˜๐–Š ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

Atomic Types ๐’ฒ [nat] โ‰œ โ„• Types ๐’ฒ ๐œ… โ‰œ ๐’ฒ [๐œ…] ๐’ฒ ๐œ โ†’ ๐œ โ‰œ ๐’ฒ ๐œ โ†’ ๐’ฒ ๐œ Contexts ๐’ฃ ฮ“ โ‰œ โˆ

๐‘ฆโˆˆ|ฮ“|

๐’ฒ ฮ“(๐‘ฆ)

slide-40
SLIDE 40

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–”๐–Š๐–‡๐–˜๐–Š ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

Presupposing ๐œ โˆˆ ๐’ฃ ฮ“ and ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ, define ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ๐œ โˆˆ ๐’ฒ ๐œ by recursion

  • n ๐‘›:

ฮ“ โŠข ๐‘ฆ โˆถ ๐œ๐œ โ‰œ ๐œ(๐‘ฆ) ฮ“ โŠข z โˆถ nat๐œ โ‰œ 0 ฮ“ โŠข s(๐‘›) โˆถ nat๐œ โ‰œ 1 + ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ nat๐œ ฮ“ โŠข rec๐œ([๐‘ฆ, ๐‘ง].๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง]; ๐‘จ; ๐‘œ) โˆถ ๐œ๐œ โ‰œ PrimRec(๐‘‡, ๐‘Ž, ๐‘‚) where ๐‘‡(๐‘, ๐‘) โ‰œ ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ nat, ๐‘ง โˆถ ๐œ โŠข ๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง] โˆถ ๐œ๐œ,๐‘ฆโ†ฆ๐‘,๐‘งโ†ฆ๐‘ ๐‘Ž โ‰œ ฮ“ โŠข ๐‘จ โˆถ ๐œ๐œ ๐‘‚ โ‰œ ฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ nat๐œ

slide-41
SLIDE 41

๐•ฟ๐–š๐–‡๐–”๐–Š๐–‡๐–˜๐–Š ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

โ‹ฎ ฮ“ โŠข ๐œ‡๐‘ฆ.๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œ โ†’ ๐œ๐œ โ‰œ ๐‘ โ†ฆ ฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ โŠข ๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œ๐œ,๐‘ฆโ†ฆ๐‘ ฮ“ โŠข ๐‘› โ€ข๐œ ๐‘œ โˆถ ๐œ๐œ โ‰œ (ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ โ†’ ๐œ๐œ) (ฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ ๐œ๐œ)

slide-42
SLIDE 42

๐•พ๐–‹๐–œ๐–๐–™๐–๐–”๐– ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

A functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat can be applied to a meta-level sequence ๐›ฝ as follows: ๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ โ‰œ โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat (๐›ฝ) Redefine barhood as follows:

slide-43
SLIDE 43

๐•พ๐–‹๐–œ๐–๐–™๐–๐–”๐– ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

A functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat can be applied to a meta-level sequence ๐›ฝ as follows: ๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ โ‰œ โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat (๐›ฝ) Redefine barhood as follows: โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. โˆƒ๐‘œ โˆˆ โ„•. ๐›ฝ[๐‘œ] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ— ๐”†

slide-44
SLIDE 44

๐•พ๐–‹๐–œ๐–๐–™๐–๐–”๐– ๐–š๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

A functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat can be applied to a meta-level sequence ๐›ฝ as follows: ๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ โ‰œ โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat (๐›ฝ) Redefine barhood as follows: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—๐•Œ ๐”†

slide-45
SLIDE 45

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

An inductive encoding of functionals โ„•โ„• โ†’ ๐‘Ž: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is an endofunctor on Set โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is a monad on Set souped up neighborhood functions!

slide-46
SLIDE 46

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

An inductive encoding of functionals โ„•โ„• โ†’ ๐‘Ž: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is an endofunctor on Set โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is a monad on Set souped up neighborhood functions!

slide-47
SLIDE 47

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

An inductive encoding of functionals โ„•โ„• โ†’ ๐‘Ž: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is an endofunctor on Set โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is a monad on Set souped up neighborhood functions!

slide-48
SLIDE 48

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

An inductive encoding of functionals โ„•โ„• โ†’ ๐‘Ž: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is an endofunctor on Set โ‹† โฆƒโ„•โ„•, โˆ’โฆ„ is a monad on Set souped up neighborhood functions!

slide-49
SLIDE 49

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

We can execute dialogue trees against a sequence ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„•: ๐œƒ(๐‘จ) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘“(๐›ฝ(๐‘ฆ)) โ‹„ ๐›ฝ

slide-50
SLIDE 50

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

We can execute dialogue trees against a sequence ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„•: ๐œƒ(๐‘จ) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘“(๐›ฝ(๐‘ฆ)) โ‹„ ๐›ฝ โฆƒโ„•โ„•, ๐ตโฆ„ โฆƒโ„•โ„•, ๐ถโฆ„ ๐ต ๐ถ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘”โฆ„ โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ ๐‘”

slide-51
SLIDE 51

๐•ฑ๐–™๐–‰๐–‡๐–˜๐–Š๐–• ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

We can execute dialogue trees against a sequence ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„•: ๐œƒ(๐‘จ) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โ‹„ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘“(๐›ฝ(๐‘ฆ)) โ‹„ ๐›ฝ โฆƒโ„•โ„•, ๐ตโฆ„ โฆƒโ„•โ„•, ๐ถโฆ„ ๐ต โฆƒโ„•โ„•, ๐ถโฆ„ ๐ถ ๐‘”โ‹† โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ ๐‘” โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ

slide-52
SLIDE 52

๐•ฐ๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

Atomic Types ๐’ฒ [nat] โ‰œ โ„• Types ๐’ฒ โŸช๐œ…โŸซ โ‰œ โฆƒโ„•โ„•, ๐’ฒ [๐œ…]โฆ„ ๐’ฒ โŸช๐œ โ†’ ๐œโŸซ โ‰œ ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ โ†’ ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ Contexts ๐’ฃ โŸชฮ“โŸซ โ‰œ โˆ

๐‘ฆโˆˆ|ฮ“|

๐’ฒ โŸชฮ“(๐‘ฆ)โŸซ

slide-53
SLIDE 53

๐•ฐ๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

Presupposing ๐œ โˆˆ ๐’ฃ โŸชฮ“โŸซ and ฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ, we define the interpretation โŸชฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œโŸซ๐œ โˆˆ ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ: โŸชฮ“ โŠข ๐‘ฆ โˆถ ๐œโŸซ๐œ โ‰œ ๐œ(๐‘ฆ) โŸชฮ“ โŠข z โˆถ natโŸซ๐œ โ‰œ ๐œƒ(0) โŸชฮ“ โŠข s(๐‘›) โˆถ natโŸซ๐œ โ‰œ โฆƒโ„•โ„•, 1 + โˆ’โฆ„ (โŸชฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ natโŸซ๐œ) โŸชฮ“ โŠข rec๐œ([๐‘ฆ, ๐‘ง].๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง]; ๐‘จ; ๐‘œ) โˆถ ๐œโŸซ๐œ โ‰œ PrimRec(๐‘‡, ๐‘Ž, โˆ’)โœช

๐œ (๐‘‚)

where ๐‘‡(๐‘, ๐‘) โ‰œ โŸชฮ“, ๐‘ฆ โˆถ nat, ๐‘ง โˆถ ๐œ โŠข ๐‘ก[๐‘ฆ, ๐‘ง] โˆถ ๐œโŸซ๐œ,๐‘ฆโ†ฆ๐‘,๐‘งโ†ฆ๐‘ ๐‘Ž โ‰œ โŸชฮ“ โŠข ๐‘จ โˆถ ๐œโŸซ๐œ ๐‘‚ โ‰œ โŸชฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ natโŸซ๐œ

slide-54
SLIDE 54

๐•ฐ๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐–™๐–‹๐–“๐–‡๐–”๐–š๐–๐–‰๐–™ ๐–•๐–Œ ๐•ฟ๐–Ÿ๐–™๐–š๐–‹๐–“ ๐•Œ

โ‹ฎ โŸชฮ“ โŠข ๐œ‡๐‘ฆ.๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œ โ†’ ๐œโŸซ๐œ โ‰œ ๐‘ โ†ฆ โŸชฮ“, ๐‘ฆ โˆถ ๐œ โŠข ๐‘›[๐‘ฆ] โˆถ ๐œโŸซ๐œ,๐‘ฆโ†ฆ๐‘ โŸชฮ“ โŠข ๐‘› โ€ข๐œ ๐‘œ โˆถ ๐œโŸซ๐œ โ‰œ (โŸชฮ“ โŠข ๐‘› โˆถ ๐œ โ†’ ๐œโŸซ๐œ) (โŸชฮ“ โŠข ๐‘œ โˆถ ๐œโŸซ๐œ)

slide-55
SLIDE 55

๐•ฏ๐–•๐–Ž๐–‹๐–˜๐–‹๐–”๐–‰๐–‹ ๐–œ๐–๐–‡ ๐•ธ๐–•๐–๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐•พ๐–‹๐–’๐–‡๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

We need to show that the two interpretations cohere at base type, i.e. that the following diagram commutes: โ‹… โŠข ๐œ… ๐’ฒ โŸช๐œ…โŸซ ๐’ฒ ๐œ… โŸชโ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ…โŸซ โ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ… โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ Slogan: Strengthen The Inductive Hypothesis With Logical Relations As A Weapon!

slide-56
SLIDE 56

๐•ฏ๐–•๐–Ž๐–‹๐–˜๐–‹๐–”๐–‰๐–‹ ๐–œ๐–๐–‡ ๐•ธ๐–•๐–๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐•พ๐–‹๐–’๐–‡๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

We need to show that the two interpretations cohere at base type, i.e. that the following diagram commutes: โ‹… โŠข ๐œ… ๐’ฒ โŸช๐œ…โŸซ ๐’ฒ ๐œ… โŸชโ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ…โŸซ โ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ… โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ Slogan: Strengthen The Inductive Hypothesis With Logical Relations As A Weapon!

slide-57
SLIDE 57

๐•ฏ๐–•๐–Ž๐–‹๐–˜๐–‹๐–”๐–‰๐–‹ ๐–œ๐–๐–‡ ๐•ธ๐–•๐–๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐•พ๐–‹๐–’๐–‡๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

โ€œlogical relationsโ€ = family of relations defined by compositionally on

  • bject-level types

For all ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„•, define: โ„›๐›ฝ

๐œ โІ ๐’ฒ ๐œ ร— ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ

โ„›๐›ฝ

ฮ“ โІ ๐’ฃ ฮ“ ร— ๐’ฃ โŸชฮ“โŸซ

๐บ = ๐‘’ โ‹„ ๐›ฝ ๐บ โ„›๐›ฝ

๐œ… ๐‘’

โˆ€๐ป โˆˆ ๐’ฒ ๐œ , ๐‘“ โˆˆ ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ. ๐ป โ„›๐›ฝ

๐œ ๐‘“ โŸน ๐บ(๐ป) โ„›๐›ฝ ๐œ ๐‘’(๐‘“)

๐บ โ„›๐›ฝ

๐œโ†’๐œ ๐‘’

โˆ€๐‘ฆ โˆˆ |ฮ“|. ๐œ0(๐‘ฆ) โ„›๐›ฝ

ฮ“(๐‘ฆ) ๐œ1(๐‘ฆ)

๐œ0 โ„›๐›ฝ

ฮ“ ๐œ1

slide-58
SLIDE 58

๐•ฏ๐–•๐–Ž๐–‹๐–˜๐–‹๐–”๐–‰๐–‹ ๐–œ๐–๐–‡ ๐•ธ๐–•๐–๐–๐–‰๐–‡๐–’ ๐•พ๐–‹๐–’๐–‡๐–š๐–๐–•๐–”๐–™

โ€œlogical relationsโ€ = family of relations defined by compositionally on

  • bject-level types

For all ๐›ฝ โˆˆ โ„•โ„•, define: โ„›๐›ฝ

๐œ โІ ๐’ฒ ๐œ ร— ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ

โ„›๐›ฝ

ฮ“ โІ ๐’ฃ ฮ“ ร— ๐’ฃ โŸชฮ“โŸซ

๐บ = ๐‘’ โ‹„ ๐›ฝ ๐บ โ„›๐›ฝ

๐œ… ๐‘’

โˆ€๐ป โˆˆ ๐’ฒ ๐œ, ๐‘“ โˆˆ ๐’ฒ โŸช๐œโŸซ. ๐ป โ„›๐›ฝ

๐œ ๐‘“ โŸน ๐บ(๐ป) โ„›๐›ฝ ๐œ ๐‘’(๐‘“)

๐บ โ„›๐›ฝ

๐œโ†’๐œ ๐‘’

โˆ€๐‘ฆ โˆˆ |ฮ“|. ๐œ0(๐‘ฆ) โ„›๐›ฝ

ฮ“(๐‘ฆ) ๐œ1(๐‘ฆ)

๐œ0 โ„›๐›ฝ

ฮ“ ๐œ1

slide-59
SLIDE 59

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ณ๐–‹๐–”๐–‹๐–˜๐–๐–‰ ๐•ผ๐–•๐–๐–”๐–š

In the dialogue model, we can define a so-called โ€œgeneric pointโ€ which is not definable in System ๐•Œ: generic โˆˆ ๐’ฒ โŸชnat โ†’ natโŸซ generic โ‰œ (ฯ™โŸจโˆ’โŸฉ(๐œƒ))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
SLIDE 60

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ณ๐–‹๐–”๐–‹๐–˜๐–๐–‰ ๐•ผ๐–•๐–๐–”๐–š

In the dialogue model, we can define a so-called โ€œgeneric pointโ€ which is not definable in System ๐•Œ: generic โˆˆ ๐’ฒ โŸชnat โ†’ natโŸซ generic โ‰œ (ฯ™โŸจโˆ’โŸฉ(๐œƒ))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
SLIDE 61

๐–€๐–‡๐–‘๐–๐–”๐– ๐–™๐–š๐–•๐–‰๐–‘

โ‹† For any functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat, we can compute a dialogue tree โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, โ„•โฆ„. โ‹† Similar to a Brouwerian mental construction of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†, but not the same! โ‹† Escardรณโ€™s trees represent ๐“บ๐“ฏ๐“ผ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ๐“พ๐“ฏ๐“ธ๐“พ ๐“ณ๐“ธ๐“ฝ๐“บ๐“ฏ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence; Brouwerโ€™s trees represent ๐“ฏ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ท๐“ฏ๐“ผ๐“ซ๐“ถ ๐“ญ๐“น๐“ธ๐“ฝ๐“ฟ๐“ท๐“บ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence. โ‹† Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.

slide-62
SLIDE 62

๐–€๐–‡๐–‘๐–๐–”๐– ๐–™๐–š๐–•๐–‰๐–‘

โ‹† For any functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat, we can compute a dialogue tree โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, โ„•โฆ„. โ‹† Similar to a Brouwerian mental construction of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†, but not the same! โ‹† Escardรณโ€™s trees represent ๐“บ๐“ฏ๐“ผ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ๐“พ๐“ฏ๐“ธ๐“พ ๐“ณ๐“ธ๐“ฝ๐“บ๐“ฏ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence; Brouwerโ€™s trees represent ๐“ฏ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ท๐“ฏ๐“ผ๐“ซ๐“ถ ๐“ญ๐“น๐“ธ๐“ฝ๐“ฟ๐“ท๐“บ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence. โ‹† Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.

slide-63
SLIDE 63

๐–€๐–‡๐–‘๐–๐–”๐– ๐–™๐–š๐–•๐–‰๐–‘

โ‹† For any functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat, we can compute a dialogue tree โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, โ„•โฆ„. โ‹† Similar to a Brouwerian mental construction of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†, but not the same! โ‹† Escardรณโ€™s trees represent ๐“บ๐“ฏ๐“ผ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ๐“พ๐“ฏ๐“ธ๐“พ ๐“ณ๐“ธ๐“ฝ๐“บ๐“ฏ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence; Brouwerโ€™s trees represent ๐“ฏ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ท๐“ฏ๐“ผ๐“ซ๐“ถ ๐“ญ๐“น๐“ธ๐“ฝ๐“ฟ๐“ท๐“บ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence. โ‹† Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.

slide-64
SLIDE 64

๐–€๐–‡๐–‘๐–๐–”๐– ๐–™๐–š๐–•๐–‰๐–‘

โ‹† For any functional โ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat, we can compute a dialogue tree โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, โ„•โฆ„. โ‹† Similar to a Brouwerian mental construction of โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”†, but not the same! โ‹† Escardรณโ€™s trees represent ๐“บ๐“ฏ๐“ผ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ๐“พ๐“ฏ๐“ธ๐“พ ๐“ณ๐“ธ๐“ฝ๐“บ๐“ฏ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence; Brouwerโ€™s trees represent ๐“ฏ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ท๐“ฏ๐“ผ๐“ซ๐“ถ ๐“ญ๐“น๐“ธ๐“ฝ๐“ฟ๐“ท๐“บ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ of a choice sequence. โ‹† Idea: Normalize dialogue trees into Brouwerian mental constructions.

slide-65
SLIDE 65

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐–‹๐––๐–Ž๐–‹๐–“๐–‹๐–˜๐–‡๐–’ ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–™

Recall Escardรณโ€™s dialogues: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query Brouwerโ€™s take: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž spit ๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ โ„•โ„•, ๐‘Ž ฯ(๐‘) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž bite Ephemeral execution: ๐œƒ(๐‘จ) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ(๐‘) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘(head(๐›ฝ)) โŸ tail(๐›ฝ)

slide-66
SLIDE 66

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐–‹๐––๐–Ž๐–‹๐–“๐–‹๐–˜๐–‡๐–’ ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–™

Recall Escardรณโ€™s dialogues: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query Brouwerโ€™s take: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž spit ๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ โ„•โ„•, ๐‘Ž ฯ(๐‘) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž bite Ephemeral execution: ๐œƒ(๐‘จ) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ(๐‘) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘(head(๐›ฝ)) โŸ tail(๐›ฝ)

slide-67
SLIDE 67

๐•ฎ๐–˜๐–•๐–›๐–๐–‹๐–˜'๐–™ ๐–‹๐––๐–Ž๐–‹๐–“๐–‹๐–˜๐–‡๐–’ ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–‹๐–‰๐–š๐–๐–‰๐–™

Recall Escardรณโ€™s dialogues: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ return ๐‘ฆ โˆˆ โ„• ๐‘“ โˆˆ โ„• โ†’ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ ฯ™โŸจ๐‘ฆโŸฉ(๐‘“) โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„ query Brouwerโ€™s take: ๐‘จ โˆˆ ๐‘Ž ๐œƒ(๐‘จ) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž spit ๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ โ„•โ„•, ๐‘Ž ฯ(๐‘) โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž bite Ephemeral execution: ๐œƒ(๐‘จ) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘จ ฯ(๐‘) โŸ ๐›ฝ โ‰œ ๐‘(head(๐›ฝ)) โŸ tail(๐›ฝ)

slide-68
SLIDE 68

๐•บ๐–•๐–˜๐–“๐–‡๐–’๐–๐– ๐–๐–”๐– ๐–Š๐–๐–‡๐–’๐–•๐–๐–›๐–‹๐–™

Presupposing ๐‘ข โˆˆ โฆƒโ„•โ„•, ๐‘Žโฆ„, define total normalization relation โƒ— ๐‘ฃ โŠฉ ๐‘ข ๐‘ with ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, ๐‘Ž. Then, define, โƒ— ๐‘ฃ โŠฉ ๐‘ข ๐‘ norm โƒ—

๐‘ฃ(๐‘ข) โ‰œ ๐‘

Structurally recursive definition easy, but bureaucratic. See paper.

slide-69
SLIDE 69

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–๐–˜๐–Š๐–™'-๐•ฑ๐–Ÿ๐–‹ ๐–‚๐–๐–‹๐–

โ‹… โŠข ๐œ… ๐’ฒ [๐œ…] โฆƒโ„•โ„•, ๐’ฒ [๐œ…]โฆ„ โ„•โ„•, ๐’ฒ [๐œ…] โ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ… โŸชโ‹… โŠข โˆ’ โˆถ ๐œ…โŸซ โˆ’ โ‹„ ๐›ฝ normโŸจโŸฉ(โˆ’) โˆ’ โŸ ๐›ฝ

slide-70
SLIDE 70

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–™๐–๐–™

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข

๐‘. By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-71
SLIDE 71

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข

๐‘. By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-72
SLIDE 72

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โƒ— ๐‘ฃ โ—๐•Œ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข

๐‘. By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-73
SLIDE 73

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โƒ— ๐‘ฃ. ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข

๐‘. By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-74
SLIDE 74

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข

๐‘. By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-75
SLIDE 75

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘.

By coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-76
SLIDE 76

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„• . โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-77
SLIDE 77

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„•. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-78
SLIDE 78

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„•. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-79
SLIDE 79

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„•. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-80
SLIDE 80

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„•. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-81
SLIDE 81

๐–€๐–Ž๐–‹ ๐•ฎ๐–‡๐–˜ ๐–€๐–Ž๐–‹๐–•๐–˜๐–‹๐–“

It suffices to show the validity of the following completeness rule: โˆƒโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ nat. โˆ€๐›ฝ โˆˆ โŸจโŸฉ. โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐œš โŸจ๐›ฝโŸฉ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† โƒ— ๐‘ฃ โ—€๐‘—๐‘œ๐‘’ ๐”† completeness

  • Proof. Let ๐‘ข โ‰œ โŸชโ‹… โŠข ๐œš โˆถ (nat โ†’ nat) โ†’ natโŸซ (generic) such that โŸจโŸฉ โŠฉ ๐‘ข ๐‘. By

coherence, we have โƒ— ๐‘ฃ โŠ• ๐›ฝ[๐‘ โŸ ๐›ฝ + | โƒ— ๐‘ฃ|] โˆˆ ๐”† for all ๐›ฝ. Proceed by induction on ๐‘ โˆˆ โ„•โ„•, โ„•. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(0). Then we already have โƒ— ๐‘ฃ โˆˆ ๐”†, so apply ๐œƒ rule. โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ๐œƒ(๐‘™ + 1). Apply ฯ rule, and use IH at ๐œƒ(๐‘™). โ‹† Case ๐‘ โ‰ก ฯ(๐‘”). Apply ฯ rule, fixing ๐‘ง โˆˆ โ„•; use IH at ๐‘”(๐‘ง).

slide-82
SLIDE 82

๐•ฟ๐–›๐–“๐–“๐–‡๐–˜๐–Ÿ ๐–•๐–Œ ๐•พ๐–‹๐–™๐–›๐–’๐–š๐–™

โ‹† The Bar Theorem is ๐“ญ๐“น๐“ธ๐“ฝ๐“พ๐“ผ๐“ฟ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐”€๐“ฏ๐“ถ๐”ƒ ๐”€๐“ซ๐“ถ๐“ณ๐“ฎ in primitive recursive realizability (with correct/full interpretation of functional types). โ‹† Thence, we have the ๐“’๐“ซ๐“ผ ๐“™๐“ธ๐“ฎ๐“ฟ๐“ญ๐“พ๐“ณ๐“น๐“ธ ๐“ ๐“ผ๐“ณ๐“ธ๐“ญ๐“ณ๐“บ๐“ถ๐“ฏ and the ๐“–๐“ซ๐“ธ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“น๐“ผ๐“ฏ๐“ท (constructive Kรถnigโ€™s Lemma). โ‹† What is the status of Brouwerโ€™s Thesis as a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ ๐“ฒ๐”ƒ๐“บ๐“น๐“พ๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ?

slide-83
SLIDE 83

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

๐–œ๐–›๐–’๐–๐–‡๐–˜ ๐–“๐–‹๐–‰๐–Ž๐–‡๐–”๐–๐–‰๐–‡๐–’๐–๐–™๐–“ vs. ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ธ๐“น๐“ท๐“ฏ๐“ธ๐“น๐“ถ๐“น๐“ฑ๐”ƒ

slide-84
SLIDE 84

๐–œ๐–›๐–’๐–๐–‡๐–˜ ๐–“๐–‹๐–‰๐–Ž๐–‡๐–”๐–๐–‰๐–‡๐–’๐–๐–™๐–“ vs. ๐“บ๐“ฒ๐“ฏ๐“ธ๐“น๐“ท๐“ฏ๐“ธ๐“น๐“ถ๐“น๐“ฑ๐”ƒ

slide-85
SLIDE 85

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

Brouwerโ€™s Thesis and Churchโ€™s Thesis express a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐““๐“ฒ๐“ฟ๐“ผ๐“ญ๐“ฒ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ ๐“’๐“ผ๐“น๐“ฟ๐”๐“ฏ๐“ผ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ general recursive ๐œ‡-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐• uniform continuity obtains

slide-86
SLIDE 86

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

Brouwerโ€™s Thesis and Churchโ€™s Thesis express a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐““๐“ฒ๐“ฟ๐“ผ๐“ญ๐“ฒ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ ๐“’๐“ผ๐“น๐“ฟ๐”๐“ฏ๐“ผ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ general recursive ๐œ‡-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐• uniform continuity obtains

slide-87
SLIDE 87

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

Brouwerโ€™s Thesis and Churchโ€™s Thesis express a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐““๐“ฒ๐“ฟ๐“ผ๐“ญ๐“ฒ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ ๐“’๐“ผ๐“น๐“ฟ๐”๐“ฏ๐“ผ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ general recursive ๐œ‡-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐• uniform continuity obtains

slide-88
SLIDE 88

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

Brouwerโ€™s Thesis and Churchโ€™s Thesis express a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐““๐“ฒ๐“ฟ๐“ผ๐“ญ๐“ฒ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ ๐“’๐“ผ๐“น๐“ฟ๐”๐“ฏ๐“ผ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ general recursive ๐œ‡-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐• uniform continuity obtains

slide-89
SLIDE 89

๐•ฏ๐–•๐–“๐––๐–›๐–š๐–‡๐–ˆ๐–๐–’๐–๐–š๐–Ÿ ๐–‡๐–š ๐•ด๐–๐–๐–Ž๐–‹๐–˜ ๐–€๐–Ÿ๐––๐–‹

Brouwerโ€™s Thesis and Churchโ€™s Thesis express a ๐“ฝ๐“ญ๐“ณ๐“ฏ๐“ธ๐“พ๐“ณ๐“ฐ๐“ณ๐“ญ hypothesis about the nature of higher-type computation. ๐““๐“ฒ๐“ฟ๐“ผ๐“ญ๐“ฒ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ ๐“’๐“ผ๐“น๐“ฟ๐”๐“ฏ๐“ผ'๐“ฝ ๐“ค๐“ฒ๐“ฏ๐“ฝ๐“ณ๐“ฝ general recursive ๐œ‡-calculus wellfounded mental construction + oracles Russian constructivism intuitionism vulgar/mechanicalist materialism subjective idealism uniform continuity fails on ๐• uniform continuity obtains