On the strength of proof-irrelevant type theories

We present a type theory with some proof-irrelevance built into the conversion rule. We argue that this feature is useful when type theory is used as the logical formalism underlying a theorem prover. We also show a close relation with the subset types of the theory of PVS. We show that in these theories, because of the additional extentionality, the axiom of choice implies the decidability of equality, that is, almost classical logic. Finally we describe a simple set-theoretic semantics.Comment: 20 pages, Logical Methods in Computer Science, Long version of IJCAR 2006 pape

The Theory of LEGO

LEGO is a computer program for interactive typechecking in the Extended Calculus of Constructions and two of its subsystems. LEGO also supports the extension of these three systems with inductive types. These type systems can be viewed as logics, and as meta languages for expressing logics, and LEGO is intended to be used for interactively constructing proofs in mathematical theories presented in these logics. I have developed LEGO over six years, starting from an implementation of the Calculus of Constructions by Gérard Huet. LEGO has been used for problems at the limits of our abilities to do formal mathematics. In this thesis I explain some aspects of the meta-theory of LEGO's type systems leading to a machine-checked proof that typechecking is decidable for all three type theories supported by LEGO, and to a verified algorithm for deciding their typing judgements, assuming only that they are normalizing. In order to do this, the theory of Pure Type Systems (PTS) is extended and formalized in LEGO. This extended example of a formally developed body of mathematics is described, both for its main theorems, and as a case study in formal mathematics. In many examples, I compare formal definitions and theorems with their informal counterparts, and with various alternative approaches, to study the meaning and use of mathematical language, and suggest clarifications in the informal usage. Having outlined a formal development far too large to be surveyed in detail by a human reader, I close with some thoughts on how the human mathematician's state of understanding and belief might be affected by possessing such a thing

The Onset of Phase Transitions in Condensed Matter and Relativistic QFT

Kibble and Zurek have provided a unifying causal picture for the appearance of topological defects like cosmic strings or vortices at the onset of phase transitions in relativistic QFT and condensed matter systems respectively. There is no direct experimental evidence in QFT, but in condensed matter the predictions are largely, but not wholly, supported in superfluid experiments on liquid helium. We provide an alternative picture for the initial appearance of strings/vortices that is commensurate with all the experimental evidence from condensed matter and consider some of its implications for QFT.Comment: 37 pages, to be published in Condensed Matter Physics, 200

Lucas on the relationship between theory and ideology

This paper concerns a neglected aspect of Lucas’s work: his methodological writings, published and unpublished. Particular attention is paid to his views on the relationship between theory and ideology. I start by setting out Lucas’s non-standard conception of theory: to him, a theory and a model are the same thing. I also explore the different facets and implications of this conception. In the next two sections, I debate whether Lucas adheres to two methodological principles that I dub the ‘non-interference’ precept (the proposition that ideological viewpoints should not influence theory), and the ‘non-exploitation’ precept (that the models’ conclusions should not be transposed into policy recommendations, in so far as these conclusions are built into the models’ premises). The last part of the paper contains my assessment of Lucas’s ideas. First, I bring out the extent to which Lucas departs from the view held by most specialized methodologists. Second, I wonder whether the new classical revolution resulted from a political agenda. Third and finally, I claim that the tensions characterizing Lucas’s conception of theory follow from his having one foot in the neo- Walrasian and the other in the Marshallian-Friedmanian universe.Lucas, new classical macroeconomics, methodology

Constructions, inductive types and strong normalization

This thesis contains an investigation of Coquand's Calculus of Constructions, a basic impredicative Type Theory. We review syntactic properties of the calculus, in particular decidability of equality and type-checking, based on the equality-as-judgement presentation. We present a set-theoretic notion of model, CC-structures, and use this to give a new strong normalization proof based on a modification of the realizability interpretation. An extension of the core calculus by inductive types is investigated and we show, using the example of infinite trees, how the realizability semantics and the strong normalization argument can be extended to non-algebraic inductive types. We emphasize that our interpretation is sound for large eliminations, e.g. allows the definition of sets by recursion. Finally we apply the extended calculus to a non-trivial problem: the formalization of the strong normalization argument for Girard's System F. This formal proof has been developed and checked using the..

Disambiguating the Sublime and the Historicity of the Concept

In his article Disambiguating the Sublime and the Historicity of the Concept Vrasidas Karalis explores the notion of sublime or sublimity as the field of colliding signifiers and of experiential frameworks in conflict. Instead of treating the traditional notion as a structural element of style of ideology, he analyses it from the point of its contextual validation and its very historicity: what makes sublimity emerge is the extra-lingual unease, the existential dysphoria of the world outside the text, as refracted through specific works of art. Such dysphoria is expressed through ungrammatical language or/and through the attempt in specific moments in history to reclaim a totalising vision of experience. Through examples from various cultures Karalis addresses the difference of sublime perceptions that we see around the world. Ultimately, Karalis returns to Pseudo-Longinus\u27s Peri Hypsous in order to explore sublimity as an expression of cultural and existential othering as an attempt to foreground the innovative differentiation in experience

Definitional Functoriality for Dependent (Sub)Types

Dependently-typed proof assistant rely crucially on definitional equality, which relates types and terms that are automatically identified in the underlying type theory. This paper extends type theory with definitional functor laws, equations satisfied propositionally by a large class of container-like type constructors $F : \operatorname{Type} \to \operatorname{Type}$, equipped with a $\operatorname{map}_{F} : (A \to B) \to F\ A \to F\ B$, such as lists or trees. Promoting these equations to definitional ones strengthen the theory, enabling slicker proofs and more automation for functorial type constructors. This extension is used to modularly justify a structural form of coercive subtyping, propagating subtyping through type formers in a map-like fashion. We show that the resulting notion of coercive subtyping, thanks to the extra definitional equations, is equivalent to a natural and implicit form of subsumptive subtyping. The key result of decidability of type-checking in a dependent type system with functor laws for lists has been entirely mechanized in Coq

An Extensible Theorem Proving Frontend

Interaktive Theorembeweiser sind Softwarewerkzeuge zum computergestützten Beweisen, d.h. sie können entsprechend kodierte Beweise von logischen Aussagen sowohl verifizieren als auch beim Erstellen dieser unterstützen. In den letzten Jahren wurden weitreichende Formalisierungsprojekte über Mathematik sowie Programmverifikation mit solchen Theorembeweisern bewältigt. Der Theorembeweiser Lean insbesondere wurde nicht nur erfolgreich zum Verifizieren lange bekannter mathematischer Theoreme verwendet, sondern auch zur Unterstützung von aktueller mathematischer Forschung. Das Ziel des Lean-Projekts ist nichts weniger als die Arbeitsweise von Mathematikern grundlegend zu verändern, indem mit dem Computer formalisierte Beweise eine praktible Alternative zu solchen mit Stift und Papier werden sollen. Aufwändige manuelle Gutachten zur Korrektheit von Beweisen wären damit hinfällig und gleichzeitig wäre garantiert, dass alle nötigen Beweisschritte exakt erfasst sind, statt der Interpretation und dem Hintergrundwissen des Lesers überlassen zu sein. Um dieses Ziel zu erreichen, sind jedoch noch weitere Fortschritte hinsichtlich Effizienz und Nutzbarkeit von Theorembeweisern nötig. Als Schritt in Richtung dieses Ziels beschreibt diese Dissertation eine neue, vollständig erweiterbare Theorembeweiser-Benutzerschnittstelle ("frontend") im Rahmen von Lean 4, der nächsten Version von Lean. Aufgabe dieser Benutzerschnittstelle ist die textuelle Beschreibung und Entgegennahme der Beweiseingabe in einer Syntax, die mehrere teils widersprüchliche Ziele optimieren sollte: Kompaktheit, Lesbarkeit für menschliche Benutzer und Eindeutigkeit in der Interpretation durch den Theorembeweiser. Da in der geschriebenen Mathematik eine umfangreiche Menge an verschiedenen Notationen existiert, die von Jahr zu Jahr weiter wächst und sich gleichzeitig zwischen verschiedenen Feldern, Autoren oder sogar einzelnen Arbeiten unterscheiden kann, muss solch eine Schnittstelle es Benutzern erlauben, sie jederzeit mit neuen, ausdrucksfähigen Notationen zu erweitern und ihnen mit flexiblen Regeln Bedeutung zuzuschreiben. Dieser Wunsch nach Flexibilität der Eingabesprache lässt sich weiterhin auch auf der Ebene der einzelnen Beweisschritte ("Taktiken") sowie höheren Ebenen der Beweis- und Programmorganisation wiederfinden. Den Kernteil dieser gewünschten Erweiterbarkeit habe ich mit einem ausdrucksstarken Makrosystem für Lean realisiert, mit dem sich sowohl einfach Syntaxtransformationen ("syntaktischer Zucker") also auch komplexe, typgesteuerte Übersetzung in die Kernsprache des Beweisers ausdrücken lassen. Das Makrosystem basiert auf einem neuartigen Algorithmus für Makrohygiene, basierend auf dem der Lisp-Sprache Racket und von mir an die spezifischen Anforderungen von Theorembeweisern angepasst, dessen Aufgabe es ist zu gewährleisten, dass lexikalische Geltungsbereiche von Bezeichnern selbst für komplexe Makros wie intuitiv erwartet funktionieren. Besonders habe ich beim Entwurf des Makrosystems darauf geachtet, das System einfach zugänglich zu gestalten, indem mehrere Abstraktionsebenen bereitgestellt werden, die sich in ihrer Ausdrucksstärke unterscheiden, aber auf den gleichen fundamentalen Prinzipien wie der erwähnten Makrohygiene beruhen. Als ein Anwendungsbeispiel des Makrosystems beschreibe ich eine Erweiterung der aus Haskell bekannten "do"-Notation um weitere imperative Sprachfeatures. Die erweiterte Syntax ist in Lean 4 eingeflossen und hat grundsätzlich die Art und Weise verändert, wie sowohl Entwickler als auch Benutzer monadischen, aber auch puren Code schreiben. Das Makrosystem stellt das "Herz" des erweiterbaren Frontends dar, ist gleichzeitig aber auch eng mit anderen Softwarekomponenten innerhalb der Benutzerschnittstelle verknüpft oder von ihnen abhängig. Ich stelle das gesamte Frontend und das umgebende Lean-System vor mit Fokus auf Teilen, an denen ich maßgeblich mitgewirkt habe. Schließlich beschreibe ich noch ein effizientes Referenzzählungsschema für funktionale Programmierung, welches eine Neuimplementierung von Lean in Lean selbst und damit das erweiterbare Frontend erst ermöglicht hat. Spezifische Optimierungen darin zur Wiederverwendung von Allokationen vereinen, ähnlich wie die erweiterte do-Notation, die Vorteile von imperativer und pur funktionaler Programmierung in einem neuen Paradigma, das ich "pure imperative Programmierung" nenne

Supply Chain

Traditionally supply chain management has meant factories, assembly lines, warehouses, transportation vehicles, and time sheets. Modern supply chain management is a highly complex, multidimensional problem set with virtually endless number of variables for optimization. An Internet enabled supply chain may have just-in-time delivery, precise inventory visibility, and up-to-the-minute distribution-tracking capabilities. Technology advances have enabled supply chains to become strategic weapons that can help avoid disasters, lower costs, and make money. From internal enterprise processes to external business transactions with suppliers, transporters, channels and end-users marks the wide range of challenges researchers have to handle. The aim of this book is at revealing and illustrating this diversity in terms of scientific and theoretical fundamentals, prevailing concepts as well as current practical applications