Une archéologie de la logique du sens : arithmétique et contenu dans le processus de mathématisation de la logique au XIXe siècle

This work aims at providing a new general interpretation of the logic that was born with the work of Gottlob Frege, in order to make explicit one of the most decisive conditions of contemporary philosophy: the one that concerns the relation of philosophy to formal practices and knowledge. Its initial hypothesis states that Frege’s primary and most constant project was that of building a logic of content. However, the intelligibility thus gained does not intend to unearth a new underlying unity of Frege’s thought; it rather aims at localising the real gaps within Frege’s formulations that have not been identified as such until now. Still, those gaps do not require to be filled, for Frege’s logic is indeed effective despite this indeterminacy. Rather than the gaps, it is this ungrounded effectiveness that needs to be explained. Our answer to this question is that the effectiveness of Frege’s logic as a logic of content comes from a certain relationship with Arithmetic; in fact, Frege’s logic is constructed on the template of Arithmetic, before it becomes capable of constructing Arithmetic in turn. The task then arises to characterise precisely, at this constitutive and non-foundational level, the nature of the relation between a logic of content as a specific form of logic in the framework of its mathematization, and Arithmetic as a particular mathematical domain. From the meticulous study of the constitution of the Fregean system, an idea can be drawn that constitutes the central argument of this thesis: the various mathematical or formalised logical systems rest upon mathematics only through an intermediary dimension consisting in the practice, the reflection and the elaboration of signs, where the circulations between these two contemporary domains of formal knowledge (mathematics and logic) are constructed and justified. From this point of view, we then lay out a detailed study of the rise of the two most significant projects for formalizing logic in the nineteenth century: Frege’s and Boole’s (and the Booleans’). In the space leading from mathematical practices to logical systematisations through semiotic functioning, two general schemes or semiotic formal regimes can be drawn: “Symbolic Abstraction”, leading from abstract Algebra to Boolean propositional logic; and “Expressionism”, leading from Arithmetic to Predicate Calculus, associated to Frege’s work. More deeply, our research reveals a deep connexion between logical content and Arithmetic (understood as the theory of integers), which horizontally crosses the different semiotic regimes. Following the multiple dimensions of this nexus – which is responsible for the introduction of the category of sense in the framework of mathematized logic – a formal theory of expression can be drawn, which defines the conditions for the actual development of a logic of sense.Ce travail s’engage dans la reconstitution d’une intelligibilité globale nouvelle pour la logique qui est née avec Frege afin de restituer l’une des conditions décisives pour la philosophie contemporaine, à savoir celle qui concerne son rapport aux pratiques et aux savoirs formels. Son hypothèse initiale affirme que le projet premier et constant de Frege a été celui d’une logique du contenu. Pourtant, il ne s’agit pas de réinvestir l’œuvre de Frege d’une cohérence nouvelle dans le but de rétablir une unité stable. Car l’intelligibilité procurée par cette reconstitution permet de localiser dans les formulations de Frege de véritables lacunes qui ne semblent pas avoir été identifiées comme telles jusqu’ici. Que la logique de Frege soit efficace malgré ces lacunes, voilà ce qu’il faut expliquer. La réponse que nous donnons à ces questions est que l’efficacité de la logique de Frege en tant que logique du contenu provient d’un certain rapport à l’Arithmétique, à savoir celui par lequel c’est la logique qui est construite d’après les principes de l’Arithmétique, avant qu’elle ne soit capable de la construire à son tour. La question se pose alors de caractériser avec précision à ce niveau constitutif, non « fondationnel », la nature du rapport entre une logique du contenu comme forme spécifique de la logique dans le cadre de sa mathématisation, et l’Arithmétique comme domaine mathématique particulier. De l’analyse minutieuse de la constitution du système logique frégéen, une idée se dégage qui constitue la thèse centrale de notre travail : les différents systèmes de la logique mathématisée ou formelle ne reposent sur les mathématiques que par l’intermédiaire d’une dimension d’exercice, de réflexion et d’élaboration de signes, où les circulations et les emprunts entre ces deux savoirs formels contemporains que sont les mathématiques et la logique se construisent et se justifient. C’est donc cette thèse qu’il s’agit de démontrer, par une étude détaillée des processus d’émergence des deux plus grands projets de formalisation de la logique du XIXe siècle : celui de Frege et celui de Boole et des Booléens. Dans cet espace qui mène des pratiques mathématiques aux systématisations logiques à travers les fonctionnements des signes, deux régimes généraux se dessinent : celui d’ « Abstraction symbolique » qui mène de l’Algèbre abstraite à la Logique propositionnelle booléenne ; et celui de l’ « Expressionnisme », qui mène de l’Arithmétique au Calcul logique des prédicats, associée aux travaux de Frege. Mais plus profondément, par l’effet d’une lecture symptomale au plus près des dynamiques internes à ces processus, le présent travail décèle un lien transversal entre le contenu logique d’une part et l’Arithmétique comme ensemble des déterminations du nombre de l’autre. En suivant ce lien, qui s’avère le responsable de l’introduction de la catégorie de sens dans le cadre de la logique mathématisée, une théorie de l’expression formelle se dessine, définissant les conditions pour le développement d’une logique du sens

Des chaînes et des antichaînes dans les ensembles ordonnés finis

L’un des nombreux domaines dans lesquels Bruno Leclerc a travaillé et publié est celui des ensembles ordonnés. Plus précisément, il s’est fortement intéressé à des propriétés d’ensembles ordonnés relatives à des sous-structures bien particulières, les chaînes et les antichaînes. Beaucoup de problèmes de tri, de recherche et d’ordonnancement que l’on rencontre par exemple en informatique et en recherche opérationnelle, sont liés à la détermi-nation du cardinal maximum d’une antichaîne d’un ensemble ordonné, c’est-à-dire de sa largeur.Cet article se repenche sur ces centres d’intérêts de l’oeuvre de Bruno, en rappelant d’une part certains grands théorèmes classiques relatifs à ces notions et, d’autre part, des résultats de Bruno sur ces sujets. Nos développements se restreignent au cas fini.One of the numerous fields investigated by Bruno Leclerc is the theory of finite posets. More precisely, he was very interested in properties of posets relative to some particular substructures, the so-called chains and antichains. Many problems in sorting, search and scheduling, that one can find for instance in computer science and operational research, are connected with the computing of the maximum cardinality of an antichain of a poset, that is, of its width.This paper looks into those centers of interest of Bruno’s work, recalling on one hand some strong and classical theorems relating to these notions and, on the other hand, some results by Bruno on these subjects. Our developments only concern the finite case

Aspects algorithmiques et combinatoires des réaliseurs des graphes plans maximaux

Les réaliseurs, ou arbres de Schnyder, ont été introduits par Walter Schnyder à la fin des années 80 pour caractériser les graphes planaires, puis pour dessiner ces mêmes graphes sur des grilles (n-2)x(n-2). Dans ce document nous proposons dans un premier temps une extension du théorème de Wagner aux réaliseurs, qui nous permet d'établir une relation entre le nombre de feuilles et le nombre de faces tricolores d'un réaliseur. Ensuite, à l'aide d'une bijection entre les réaliseurs et les paires de chemins de Dyck qui ne se coupent pas, nous énumérons les réaliseurs. Un algorithme de génération aléatoire de p chemins de Dyck ne se coupant pas, est également présenté. Il permet en outre de générer aléatoirement des réaliseurs en temps linéaire. Puis nous montrons que grâce aux réaliseurs, il est possible de dessiner, à l'aide de lignes brisées des graphes planaires sur des grilles de largeur et de surface optimales. Enfin, nous proposons une généralisation des réaliseurs minimaux aux graphes planaires connexes : les arbres recouvrants bien-ordonnés. Grâce à cette généralisation ainsi qu'à une méthode de triangulation adaptée nous proposons un algorithme de codage des graphes planaires à n sommets en 5,007n bits.The realizers, or Schnyder trees, have introduced by Walter Schnyder in the late 80's to give a characterization of planar graphs and to draw them on (n-2)x(n-2) grids. In this document, we first give an extension of Wagner's theorem to realizers. Using this theorem we establish a relationship between the number of leaves and the number of 3-colored faces of a realizer. A bijection between realizers and pairs of non-crossing Dyck path give us an enumeration of realizers. An algorithm generating p non-crossing Dyck paths, is also proposed. It allows us to generate randomly realizers in linear time. Then, we show that thanks to realizers, we can draw plane graphs with polylines on grids of optimal width and area. Finally, we propose a generalization of minimal realizers to connected planar graphs : well-orderly spanning trees. Using this generalization and with a particular triangulation algorithm, we present a new 5.007n bit planar graph encoding

Leçons de Mathématiques contemporaines à l'IRCAM

MasterCe petit livre rassemble et complète des «leçons de Mathématiques contemporaines» données par l’auteur à l’IRCAM en 2008/2009, devant un public d’intellectuels venant d’horizons divers. Son propos est de donner accès à la pensée mathématique d’aujourdhui, en présentant, au cours de chaque leçon, un concept central, une idée-force des Mathématiques à des non-mathématiciens. Il ne s’agit pas d’un cours au sens usuel: il n’y a ni parcours graduel univoque, ni visée de transmission d’un quelconque savoir-faire mathématique

Correlators for the Wigner–Smith time-delay matrix of chaotic cavities

We study the Wigner–Smith time-delay matrix Q of a ballistic quantum dot supporting N scattering channels. We compute the v-point correlators of the power traces Tr Qk for arbitrary v>1 at leading order for large N using techniques from the random matrix theory approach to quantum chromodynamics. We conjecture that the cumulants of the Tr Qkʼs are integer-valued at leading order in N and include a MATHEMATICA code that computes their generating functions recursively

La logique et les logiques : la question du pluralisme

Partant des travaux séminaux de Boole, Frege et Russell, le mémoire cherche à clarifier l‟enjeu du pluralisme logique à l‟ère de la prolifération des logiques non-classiques et des développements en informatique théorique et en théorie des preuves. Deux chapitres plus « historiques » sont à l‟ordre du jour : (1) le premier chapitre articule l‟absolutisme de Frege et Russell en prenant soin de montrer comment il exclut la possibilité d‟envisager des structures et des logiques alternatives; (2) le quatrième chapitre expose le chemin qui mena Carnap à l‟adoption de la méthode syntaxique et du principe de tolérance, pour ensuite dégager l‟instrumentalisme carnapien en philosophie de la Logique et des mathématiques. Passant par l‟analyse d‟une interprétation intuitive de la logique linéaire, le deuxième chapitre se tourne ensuite vers l‟établissement d‟une forme logico-mathématique de pluralisme logique à l‟aide de la théorie des relations d‟ordre et la théorie des catégories. Le troisième chapitre délimite le terrain de jeu des positions entourant le débat entre monisme et pluralisme puis offre un argument contre la thèse qui veut que le conflit entre logiques rivales soit apparent, le tout grâce à l‟utilisation du point de vue des logiques sous-structurelles. Enfin, le cinquième chapitre démontre que chacune des trois grandes approches au concept de conséquence logique (modèle-théorétique, preuve-théorétique et dialogique) forme un cadre suffisamment général pour établir un pluralisme. Bref, le mémoire est une défense du pluralisme logique.Starting from the seminal work of Boole, Frege and Russell, the dissertation seeks to clarify the issue of logical pluralism in the era of the proliferation of non-classical logics and the developments in theoretical computer science and proof theory. Two “historical” chapters are scheduled: the first chapter articulate the absolutism of Frege and Russell, taking care to show how it condemns the possibility to consider alternative structures and logics; the fourth chapter describes the path that led Carnap from the adoption of the syntactic method to the formulation of the principle of tolerance, then goes on to display Carnap‟s instrumentalism in philosophy of Logic and mathematics. Opening with the analysis of an intuitive interpretation of linear logic, the second chapter then turns to the establishment of a form of logico-mathematical pluralism with the help of order theory and category theory. The third chapter delineates the playground of revisionism (philosophical positions surrounding the debate between monism and pluralism) and then provides an argument against the thesis that denies the reality of the conflict between rival logics, all this being done by adopting the substructural logic point of view. The fifth chapter shows that each of the three main approaches to the concept of logical consequence (model-theoretic, proof-theoretic and dialogical) supplies a framework sufficiently general to establish pluralism. In short, the dissertation is a defence of logical pluralism

Représentation, modélisation et génération procédurale de terrains

Slides disponiblesSoutenance oral (présentation + questions) disponible sur demandeThis PhD (entitled "Representation, modelisation and procedural generation of terrains") is related to movie and videogames digital content creation, especially natural scenes.Our work is dedicated to handle and to generate landscapes efficently. We propose a new model based on a construction tree inside which the user can handle parts of the terrain intuitively. We also present techniques to efficently visualize such model. Finally, we present a new algorithm for generating large-scale terrains exhibiting hierarchical structures based on their hydrographic networks: elevation is generated in a broad compliance to water-tansport principles without having to resort on costly hydraulic simulations.Cette thèse (qui a pour intitulé "Représentation, modélisation et génération procédurale de terrains") a pour cadre la génération de contenus numériques destinés aux films et aux jeux-vidéos, en particulier les scènes naturelles.Nos travaux visent à représenter et à générer des terrains. Nous proposons, en particulier, un nouveau modèle de représentation qui s'appuie sur un arbre de construction et qui va permettre à l'utilisateur de manipuler des morceaux de terrain de façon intuitive. Nous présentons également des techniques pour visualiser ce modèle avec un maximum d'efficacité. Enfin nous développons un nouvel algorithme de génération de terrains qui construit de très grands reliefs possédant des structures hiérarchiques découlant d'un réseau hydrographique : le relief généré est conforme aux grands principes d'écoulement des eaux sans avoir besoin d'utiliser de coûteuses simulations d'érosion hydrique

Conférence Nationale d'Intelligence Artificielle Année 2020

National audienc

Combinatoire algébrique liée aux ordres sur les arbres

This thesis comes within the scope of algebraic combinatorics and studies of order structures on multiple tree families. We first look at the Tamari lattice on binary trees. This structure is obtained as a quotient of the weak order on permutations : we associate with each tree the interval of the weak order composed of its linear extensions. Note that there exists a bijection between intervals of the Tamari lattice and a family of poset that we callinterval-posets. The set of linear extensions of these posets is the union of the sets of linear extensions of the trees of the corresponding interval. We give a characterization of the posets satisfying this property and then we use this new family of objet on a large variety of applications. We first build another proof of the fact that the generating function of the intervals of the Tamari lattice satisfies a functional equation described by F. Chapoton. Wethen give a formula to count the number of trees smaller than or equal to a given tree in the Tamari order and in the "m"-Tamari order. We then build a bijection between interval-posets and flows that are combinatorial objects that F. Chapoton introduced to study the Pre-Lieoperad. To conclude, we prove combinatorially symmetry in the two parameters generating function of the intervals of the Tamari lattice. In the next part, we give a Cambrian generalization of the classical Hopf algebra of Loday-Ronco on trees and we explain their connection with Cambrian lattices. We first introduce our generalization of the planar binary tree Hopf algebra in the Cambrian world. We call this new structure the Cambrian algebra. We build this algebra as a Hopf sub algebra of a permutation algebra. We then study multiple properties of this objet such as its dual, its multiplicative basis and its freeness. We then generalize the Baxter algebra of S. Giraudo to the Cambrian world. We call this structure the Baxter-Cambrian Hopf algebra. The Baxter numbers being well-studied, we then explored their Cambrian counter parts, the Baxter-Cambrian numbers. To conclude this part, we give a generalization of the Cambrian algebra using a packed word algebra instead of a permutation algebra as a base for our construction. We call this new structure the Schröder-Cambrian algebraCette thèse se situe dans le domaine de la combinatoire algébrique et porte sur l'étude et les applications de structures d'ordre sur plusieurs familles d'arbres. Dans un premier temps, nous étudions le treillis de Tamari sur les arbres binaires. Celui-ci s'obtient comme un quotient de l'ordre faible sur les permutations : à chaque arbre est associé un intervalle de l'ordre faible sur les permutations formé par ses extensions linéaires. Nous observons qu'il est possible de mettre en bijection les intervalles de l'ordre de Tamari avec une famille de posets particulière : les intervalles-posets. L'ensemble des extensions linéaires de ces posets est l'union des ensembles des extensions linéaires des arbres qui composent l'intervalle. Nous donnons une caractérisation des posets qui vérifient cette condition puis nous utilisons ce nouvel objet de plusieurs façons différentes. Nous fournissons tout d'abord une preuve alternative du fait que la fonction génératrice des intervalles de l'ordre de Tamari vérifie une équation fonctionnelle décrite par F. Chapoton. Nous donnons ensuite une formule qui permet de compter le nombre d'arbres inférieurs ou égaux à un arbre donné dans l'ordre de Tamari et dans l'ordre de m-Tamari. Nous construisons également une bijection entre les intervalles-posets et les flots, un objet que F. Chapoton a introduit lors de l'étude de l'opérade Pre-Lie. Pour finir, nous démontrons de façon combinatoire la répartition de deux statistiques dans la fonction génératrice des intervalles de l'ordre de Tamari. Dans la partie suivante, nous donnons une généralisation Cambrienne d'algèbres de Hopf classique et expliquons leurs liens avec les treillis Cambriens. Dans un premier temps, nous présentons une généralisation de l'algèbre de Hopf des arbres binaires planaires au monde Cambrien que nous appelons algèbre Cambrienne. Nous introduisons cette algèbre comme une sous-algèbre de Hopf d'une l'algèbre de permutations. Nous étudions diverses propriétés de cette structure comme par exemple son dual, ses bases multiplicatives et sa liberté. Nous étudions ensuite une généralisation de l'algèbre de Baxter définie par S. Giraudo que nous appelons algèbre Baxter-Cambrienne. Les nombres de Baxter ayant de nombreuses propriétés combinatoires, nous nous sommes intéressés par la suite à leur équivalent Cambrien, les nombres Baxter-Cambriens. Pour finir, nous donnons une généralisation de l'algèbre Cambrienne en utilisant une algèbre de mots tassés plutôt qu'une algèbre de permutations comme base de notre construction. Nous appelons cette nouvelle structure l'algèbre Schröder-Cambrienn