Design ungeladener Phosphor-, Kohlenstoff- und Stickstoff-Superbasen

Mittels neuem Design und synthetischer Realisierung ungeladener Phosphor-, Kohlenstoff- und Stickstoffsuperbasen konnten weitere Sprossen in das obere Ende der Basizitätsleiter eingefügt werden. Die vorgestellten Phosphazenylphosphane (PAPs) stellten dabei nicht nur den Basizitätsrekord für Phosphorbasen auf, sie übertreffen sogar die lange Zeit dominierende Klasse von Phosphazenbasen und sind Spitzenreiter der bislang untersuchten THF-Basizitätsskala. Die hohe Elektronendichte am Phosphoratom führt dabei nicht nur zu einer hohen Brönsted-Basizität, sondern resultiert auch in einer hohen Lewis-Basizität und Reduktionskraft. Diese offenbarten sich in beispielhaften Reaktionen mit Übergangsmetallkomplexpräkursoren, dem Hauptgruppenelement Selen und dem simpelsten Elektrophil von allen, dem Proton. Für die bislang als Superbasen vernachlässigte Klasse der Carbodiphosphorane (CDPs) wurde erstmals ein experimentell bestimmter pK(BH+)-Wert präsentiert. Dieser bestätigt das bisylidische Kohlenstoffatom als herausragendes Basizitätszentrum, welches mit deutlich geringeren Molekulargewichten in ähnliche Basizitätsregionen vorstößt, wie Schwesingers P4-Phosphazene. Die entwickelte Syntheseroute zu superbasischen CDPs zweiter Ordnung ermöglicht eine einfache Modulation der Substituenten und eröffnet damit ein weites Feld, fein abgestimmter Kohlenstoffsuperbasen am oberen Ende der Basizitätsskala. Erstmalig wurde ein Phosphazen vorgestellt, dessen Basizität durch multiple intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen (IHBs) drastisch gesteigert wird. Experimentelle und theoretische Untersuchungen beleuchteten dabei den Einfluss des Korona-Effektes auf die Basizität im Festkörper, in Lösung und in der Gasphase und offenbarten die stärkste Phosphazenbase erster Ordnung. Somit konnten neue Vertreter ungeladener Superbasen präsentiert werden, deren verschiedene Reaktivität gegenüber dem Proton und anderen Lewis-Säuren der Unterschiedlichkeit des Phosphor-, Kohlenstoff- oder Stickstoffatoms als Basizitätszentrum Rechnung trägt

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

Viel Bewegung – wenig Forschung : Zu- und Gegenstand sozialwissenschaftlicher Protest- und Bewegungsforschung in der Bundesrepublik

Die Autoren untersuchen die Lage der Forschung zu sozialen Bewegungen und Protest in der deutschen Wissenschaftslandschaft. Sie konstatieren, dass einer hohen gesellschaftlichen Bedeutung und gewachsenem medialen Interesse eine kaum institutionalisierte Forschung gegenübersteht. Obwohl es eine international etablierte Fachöffentlichkeit und ausdifferenziertes Wissen über diesen Gegen-stand gibt, bedarf es akademischer Institutionalisierung in der Bundesrepublik. Neben einer Problembeschreibung gehen die Autoren auch auf einzelne theoretische und empirische Ansätze sowie auf Forschungslücken der Bewegungsforschung ein. Im Ausblick wird die Initiative zur Gründung eines »Instituts für Protest- und Bewegungsforschung« vorgestellt, die sich die Behebung einiger der aufgezeigten Missstände vorgenommen hat.The authors analyze the current state of research on social movements and protest in Germany. The article offers a brief overview over relevant theoretical approaches and empirical findings and discusses some of the shortcomings of the growing and substantial body of international social movements research. They argue that despite the societal relevance and strong media interest in social movements this has not led to an institutionalization of social movement research in Germany. The article ends with an outlook in which the authors briefly discuss the initiative for the creation of an Institute for Protest and Movement Research, which might help to overcome some problems of weak institutionalization in the German field of social movement research

The Lean 4 Theorem Prover and Programming Language

Lean 4 is a reimplementation of the Lean interactive theorem prover (ITP) in Lean itself. It addresses many shortcomings of the previous versions and contains many new features. Lean 4 is fully extensible: users can modify and extend the parser, elaborator, tactics, decision procedures, pretty printer, and code generator. The new system has a hygienic macro system custom-built for ITPs. It contains a new typeclass resolution procedure based on tabled resolution, addressing significant performance problems reported by the growing user base. Lean 4 is also an efficient functional programming language based on a novel programming paradigm called functional but in-place. Efficient code generation is crucial for Lean users because many write custom proof automation procedures in Lean itself

‘do’ unchained: embracing local imperativity in a purely functional language (functional pearl)

Purely functional programming languages pride themselves with reifying effects that are implicit in imperative languages into reusable and composable abstractions such as monads. This reification allows for more exact control over effects as well as the introduction of new or derived effects. However, despite libraries of more and more powerful abstractions over effectful operations being developed, syntactically the common \u27do\u27 notation still lags behind equivalent imperative code it is supposed to mimic regarding verbosity and code duplication. In this paper, we explore extending \u27do\u27 notation with other imperative language features that can be added to simplify monadic code: local mutation, early return, and iteration. We present formal translation rules that compile these features back down to purely functional code, show that the generated code can still be reasoned over using an implementation of the translation in the Lean 4 theorem prover, and formally prove the correctness of the translation rules relative to a simple static and dynamic semantics in Lean

Beyond Notations: Hygienic Macro Expansion for Theorem Proving Languages

In interactive theorem provers (ITPs), extensible syntax is not only crucial to lower the cognitive burden of manipulating complex mathematical objects, but plays a critical role in developing reusable abstractions in libraries. Most ITPs support such extensions in the form of restrictive "syntax sugar" substitutions and other ad hoc mechanisms, which are too rudimentary to support many desirable abstractions. As a result, libraries are littered with unnecessary redundancy. Tactic languages in these systems are plagued by a seemingly unrelated issue: accidental name capture, which often produces unexpected and counterintuitive behavior. We take ideas from the Scheme family of programming languages and solve these two problems simultaneously by proposing a novel hygienic macro system custom-built for ITPs. We further describe how our approach can be extended to cover type-directed macro expansion resulting in a single, uniform system offering multiple abstraction levels that range from supporting simplest syntax sugars to elaboration of formerly baked-in syntax. We have implemented our new macro system and integrated it into the upcoming version (v4) of the Lean theorem prover. Despite its expressivity, the macro system is simple enough that it can easily be integrated into other systems.Comment: accepted to IJCAR 202

Bestimmung pharmakokinetischer Parameter für Ciclosporin: Mikroemulsion und Mycophenolatmofetil bei pädiatrischen Patienten in der Spätphase nach Nierentransplantation

Primäres Ziel der Arbeit war die Evaluierung der C2- Spiegel und eines pharmakokinetischen Kurzprofils für Ciclosporin- Mikroemulsion und Mycophenolatmofetil bei Kindern in der Spätphase nach Nierentransplantation, welche eine Kombinationstherapie aus Ciclosporin- Mikroemulsion und Mycophenolatmofetil erhielten. Dazu sollte ein Zeitpunkt gefunden werden, bei dem die Immunsuppressiva- Konzentration die beste Regression mit der Fläche unter Konzentrations- Zeit- Kurve (AUC) zeigt und damit als Einzelmesswert den höchsten prädiktiven Wert für die Berechnung der AUC liefert. Die Blutkonzentration zwei Stunden nach Medikamenteneinnahme (C2) hat sich dabei als Einzelmesswert für ein verbessertes Monitoring der Ciclosporin- Therapie langzeitnierentransplantierter Kinder als besonders geeignet herausgestellt. Eine Empfehlung für einen Algorithmus zur Erfassung der Mycophenolatmofetil- Exposition anhand eines Einzelmesswertes konnte nicht abgegeben werden