Computer Science and Metaphysics: A Cross-Fertilization

Computational philosophy is the use of mechanized computational techniques to unearth philosophical insights that are either difficult or impossible to find using traditional philosophical methods. Computational metaphysics is computational philosophy with a focus on metaphysics. In this paper, we (a) develop results in modal metaphysics whose discovery was computer assisted, and (b) conclude that these results work not only to the obvious benefit of philosophy but also, less obviously, to the benefit of computer science, since the new computational techniques that led to these results may be more broadly applicable within computer science. The paper includes a description of our background methodology and how it evolved, and a discussion of our new results.Comment: 39 pages, 3 figure

Mechanizing Principia Logico-Metaphysica in Functional Type Theory

Principia Logico-Metaphysica contains a foundational logical theory for metaphysics, mathematics, and the sciences. It includes a canonical development of Abstract Object Theory [AOT], a metaphysical theory (inspired by ideas of Ernst Mally, formalized by Zalta) that distinguishes between ordinary and abstract objects. This article reports on recent work in which AOT has been successfully represented and partly automated in the proof assistant system Isabelle/HOL. Initial experiments within this framework reveal a crucial but overlooked fact: a deeply-rooted and known paradox is reintroduced in AOT when the logic of complex terms is simply adjoined to AOT's specially-formulated comprehension principle for relations. This result constitutes a new and important paradox, given how much expressive and analytic power is contributed by having the two kinds of complex terms in the system. Its discovery is the highlight of our joint project and provides strong evidence for a new kind of scientific practice in philosophy, namely, computational metaphysics. Our results were made technically possible by a suitable adaptation of Benzm\"uller's metalogical approach to universal reasoning by semantically embedding theories in classical higher-order logic. This approach enables one to reuse state-of-the-art higher-order proof assistants, such as Isabelle/HOL, for mechanizing and experimentally exploring challenging logics and theories such as AOT. Our results also provide a fresh perspective on the question of whether relational type theory or functional type theory better serves as a foundation for logic and metaphysics.Comment: 14 pages, 6 figures; preprint of article with same title to appear in The Review of Symbolic Logi

Regulierung und Aufsicht der Banken: Brauchen wir Basel III?

Das Regelwerk Basel II konnte die Finanzkrise nicht verhindern. Ist ein Basel III notwendig? Franz-Christoph Zeitler, Deutsche Bundesbank, macht in seinem Beitrag deutlich, dass entgegen einem in der Öffentlichkeit weit verbreitetem Eindruck auf internationaler und europäischer Ebene bereits einschneidende Konsequenzen aus den in der Krise erkannten Schwachstellen des bankaufsichtlichen Regelwerks gezogen worden sind, die voraussichtlich bis Ende 2010 in nationales deutsches Recht umgesetzt werden. Ziel sei ein härteres und höheres Eigenkapital der Institute, das über den höheren Haftungsbeitrag der Eigentümer und niedrige Fremdkapitalhebel zu mehr Vorsicht und damit mehr Systemstabilität beitragen soll. Bernd Rudolph, Universität München, wirft die Frage auf, ob nicht »des Guten zuviel getan« werde und eine Überregulierung drohe, die u.a. das Bemühen vieler Banken vermindern werde, sich um ein eigenes »vernünftiges« Risikomanagement und die wirksame Begrenzung übernommener Risiken zu kümmern. Für Christian Kirchner, Humboldt-Universität zu Berlin, kann Basel III ein Schritt in die richtige Richtung sein, die Stabilität und die Funktionsfähigkeit der internationalen Finanzmärkte zu verbessern. Die einzelnen Regulierungsinstrumente decken aber nur einen relativ kleinen Teilausschnitt der notwendigen Reformen ab und sollten deshalb nicht gesondert, sondern im Kontext der anderen komplementären und substitutiven Regulierungsansätze analysiert werden. Nach Meinung von Christoph Kaserer, Technische Universität München, würde eine bloße Adaption des Basel-II-Regelwerks an den grundsätzlichen Schwächen der Struktur der Bankenaufsicht nichts ändern. Es bedarf vielmehr einer grundsätzlichen Neuausrichtung des Regulierungsansatzes. Aus Sicht von Markus Ferber, Europäisches Parlament, ist die Überarbeitung der Baseler Eigenkapitalregeln nicht die Lösung aller Probleme. Er unterstreicht die Forderung nach einer europäischen Finanzmarktaufsicht.Regulierung, Bankenaufsicht, Basel II, Finanzmarktkrise, Deutschland

Analytic Estimation of Region of Attraction of an LQR Controller for Torque Limited Simple Pendulum

Linear-quadratic regulators (LQR) are a well known and widely used tool in control theory for both linear and nonlinear dynamics. For nonlinear problems, an LQR-based controller is usually only locally viable, thus, raising the problem of estimating the region of attraction (ROA). The need for good ROA estimations becomes especially pressing for underactuated systems, as a failure of controls might lead to unsafe and unrecoverable system states. Known approaches based on optimization or sampling, while working well, might be too slow in time critical applications and are hard to verify formally. In this work, we propose a novel approach to estimate the ROA based on the analytic solutions to linear ODEs for the torque limited simple pendulum. In simulation and physical experiments, we compared our approach to a Lyapunov-sampling baseline approach and found that our approach was faster to compute, while yielding ROA estimations of similar phase space area.Comment: 7 pages, 5 figures, 2 tables, to be published in proceedings of 61st IEEE Conference on Decision and Control (CDC

The interleukin-6 -174promoter polymorphism is associated with long-term kidney allograft survival

The interleukin-6 -174promoter polymorphism is associated with long-term kidney allograft survival.BackgroundTh1-dependent effector mechanisms may be responsible for allograft rejection. Recently, interleukin-6 (IL-6) has been shown to antagonize CD4+ T cells to effector Th2 cells and, in the process, differentiate them into Th1 cells.MethodsTo assess the role of IL-6 in long-term allograft survival, 158 patients after first cadaveric kidney transplantation were analyzed for the biallelic –174G→C promoter polymorphism of the IL-6 gene.ResultsCarriers of the –174C-allele (genotype GC/CC) had an inferior three-year graft survival (71/104 = 68.3%; P = 0.0059) with a 3.7-fold increased relative risk of graft loss compared to carriers of the –174GG-genotype (48/54 = 88.9%). The –174GC/CC-genotype retained its negative impact on graft survival when other established prognostic factors and further cytokine polymorphisms (-308TNF-α, TGF-β1 codon 10 & 25, -592/-819/-1082IL-10 and +874IFN-γ) were considered simultaneously.ConclusionsSince the clinical impact on transplant outcome seems as important as matching for histocompatibility antigens, genotyping of the IL-6 -174polymorphism may offer a new method for identifying patients at increased risk of allograft loss

Mechanizing Principia Logico-Metaphysica in Functional Type Theory

Principia Logico-Metaphysica proposes a foundational logical theory for metaphysics, mathematics, and the sciences. It contains a canonical development of Abstract Object Theory [AOT], a metaphysical theory (inspired by ideas of Ernst Mally, formalized by Zalta) that differentiates between ordinary and abstract objects. This article reports on recent work in which AOT has been successfully represented and partly automated in the proof assistant system Isabelle/HOL.v

Die Privatisierung der Bahn: »Volksaktie« oder »normaler« Börsengang?

Die Deutsche Bahn AG, derzeit ein dem Bund gehörender Konzern, soll zumindest teilweise privatisiert werden. Darin sind sich die maßgeblichen politischen Kräfte einig. Über die Art und Weise der Privatisierung besteht aber keine Einigkeit. Dirk Ehlers, Universität Münster, stellt die fünf Privatisierungsvarianten, die in der Diskussion sind, vor und unterzieht sie einer kritischen Betrachtung. Er hält fest, dass die vom Gesetzgeber bisher verfolgte Strategie, die DB AG unter Beibehaltung eines integrierten Bahnkonzerns zu privatisieren, wegen der Rückwirkungen auf den Ausbau und den Erhalt der Schienenwege nach seiner Ansicht mit dem Grundgesetz nicht vereinbar ist – es sei denn, es werden nur stimmrechtslose Vorzugsaktien ausgegeben, und es kann sichergestellt werden, dass das Stimmrecht nicht wieder auflebt. Für Otto Wiesheu, Deutsche Bahn AG, wird die Bahnreform, »die 1994 mit einem entschlossenen Ja zu Wettbewerb und Privatisierung umgesetzt wurde und in deren Folge das Unternehmen DB AG den Sprung zu einem wettbewerbs- und zukunftsfähigen Konzern mit guten Perspektiven für die Beschäftigten geschafft hat«, durch ein »unausgegorenes Privatisierungsmodell à la »Volksaktie« ad absurdum geführt. ... Das diffuse Bild, das sich ergibt, wenn man das »Volksaktienmodell« näher durchdenkt, legt den Schluss nahe, dass es den Befürwortern wohl eher darum geht, die Kapitalprivatisierung der DB AG ganz zu verhindern.« Gerd Aberle, Universität Gießen, sieht in den Wirtschaftsergebnissen der vergangenen Jahre und der erfolgreichen Positionierung der DB AG als international tätiger Mobilitätsdienstleister die Voraussetzungen für einen erfolgreichen Börsengang. Für die Gewinnung von neuem Kapital durch einen Börsengang sind, seiner Meinung nach, vor allem institutionelle Anleger anzusprechen, die eine sichere längerfristige Kapitalanlage mit marktfähiger Rendite anstreben.Privatisierung, Bahn, Eisenbahnverkehr, Aktie, Börse, Kleinaktionäre, Eisenbahnpolitik, Deutschland

Predicting the Electrical Impedance of Rolling Bearings Using Machine Learning Methods

The present paper describes a measurement setup and a related prediction of the electrical impedance of rolling bearings using machine learning algorithms. The impedance of the rolling bearing is expected to be key in determining the state of health of the bearing, which is an essential component in almost all machines. In previous publications, the determination of the impedance of rolling bearings has already been advanced using analytical methods. Despite the improvements in accuracy achieved within the calculations, there are still discrepancies between the calculated and the measured impedance, leading to an approximately constant off-set value. This discrepancy motivates the machine learning approach introduced in this paper. It is shown that with the help of the data-driven methods the difference between analytical prediction and measurement is reduced to the order of up to 2% across the operational range analyzed so far. To introduce the context of the research shown, first the underlying physics of bearing impedance is presented. Subsequently different machine learning approaches are highlighted and compared with each other in terms of their prediction quality in the results part of this paper. As a further aspect, in addition to the prediction of the bearing impedance, it is investigated whether the rotational speed present at the bearing can be predicted from the frequency spectrum of the impedance using order analysis methods which is independent from the force prediction accuracy. The background to this is that, if the prediction quality is sufficiently high, the additional use of speed sensors could be omitted in future investigations