Các hình thức của lý thuyết thể loại có thể thay thế những lý thuyết loại?


8

Sự tinh tế của sự tương ứng giữa lý thuyết loại và lý thuyết thể loại nằm ngoài ken của tôi. Tuy nhiên, bằng sự hiểu biết ngây thơ của tôi về mối quan hệ giữa hai môn học hội tụ trong lịch sử, cái sau hoàn toàn khuất phục cái trước. Nếu điều này là như vậy, liệu các mô tả ngôn ngữ và chính thức / đồ họa được sử dụng bởi các nhà lý thuyết thể loại có thể thay thế các nhà lý thuyết loại không? Và họ có nên (ví dụ, trong sư phạm và xuất bản học thuật)?

Các hình thức khác nhau có thể truyền cảm hứng cho các quan điểm mới lạ và đặt các kết nối khái niệm trần trụi có thể bị che khuất. Tuy nhiên, sự đa dạng của các phương ngữ có lẽ cũng giới hạn kích thước của đối tượng tiếp nhận và, nếu phương pháp đa âm được thực hiện, độ dài và độ phức tạp của giải trình được gộp lại.

Nếu lý thuyết phạm trù thực hiện lý thuyết loại, thì sự khác biệt biện chứng của hai ngành phải được giữ lại, và nếu vậy, tại sao? Vì lợi ích của giá trị lịch sử hay văn hóa? Để giữ lại sự khác biệt nhưng nổi bật của sự nhấn mạnh hướng dẫn hoặc lý thuyết? Những thứ này có thể là gì?


1
Những loại lý thuyết? Đây có phải là lý thuyết loại Russel đã đưa ra? Hoặc lý thuyết loại Martin-Lof? Hoặc Lý thuyết loại Homotopy, dường như bao gồm các loại và lý thuyết thể loại? Tôi không chắc chắn có một "lý thuyết loại" duy nhất.
jmite

2
@jmite Không có một "lý thuyết loại" duy nhất (mặc dù có một lĩnh vực), nhưng có mối liên hệ giữa nhiều lý thuyết loại cụ thể và lý thuyết thể loại cụ thể. Thật vậy, tại thời điểm này tôi sẽ nói sẽ hơi nghi ngờ nếu một lý thuyết loại không có một số kết nối với lý thuyết thể loại.
Derek Elkins rời SE

2
Tôi có xu hướng coi một hệ thống loại là một hệ thống chứng minh cho logic: sự đòi hỏi là một mối quan hệ RE, các điều khoản / loại là công thức, v.v. Chúng ta có thể thiết lập chuẩn hóa, nhất quán, ... ở cấp độ này. Điều này cũng có một số kết nối mạnh mẽ với lý thuyết ngôn ngữ lập trình. Sau đó, các danh mục được sử dụng để xây dựng các mô hình cho logic đó. Điều này rất ngộ, nhưng nếu chúng ta chỉ nhìn vào danh mục / mô hình, chúng ta sẽ quên một phần quan trọng, tôi nghĩ vậy. STLC dễ hiểu hơn các CCC chung. Hệ thống F đơn giản hơn các phép biến đổi tự nhiên. Nhìn thấy cả hai mặt, và kết nối chúng, là rất tốt đẹp.
chi

1
Đây là một phần của những gì chúng ta thường gọi là đẳng cấu Curry-Howard-Lambek.
xuq01

1
@chi, "phần quan trọng" nào có thể bị lãng quên nếu lý thuyết thể loại (hay lý thuyết mô hình) được sử dụng riêng thay vì lý thuyết loại? Ngoài ra, tại sao bạn nói STLC và System F dễ hiểu hơn CCC và biến đổi tự nhiên? Là các hệ thống trước đây đơn giản hơn vì sử dụng thông thường hoặc tính cụ thể cao hơn hoặc một số lý do khác?
Polytope

Câu trả lời:


9

Vì bạn nói rằng "sự tinh tế của sự tương ứng giữa lý thuyết loại và lý thuyết thể loại nằm ngoài ken của bạn", có lẽ cách tốt nhất để hiểu sự tương ứng là đọc các giải trình phi kỹ thuật về chủ đề này. Tôi có thể đề nghị hai:

  1. Steve Awodey, từ bộ đến loại, đến loại, đến bộ , trong: Sommaruga G. (chủ biên) Lý thuyết nền tảng của toán học cổ điển và xây dựng. Sê-ri Western Ontario về Triết học Khoa học, tập 76. Springer, Dordrecht ( bản in miễn phí tại đây )

  2. Bài đăng trên blog của Robert Harper The Holy Trinity , và cũng thấy những slide này .

Tôi cho rằng, bài học cần bỏ đi là mỗi cách tiếp cận đều có thứ gì đó để cung cấp và chúng hoạt động tốt nhất với nhau, và không quá nhiều nếu bạn cố gắng thay thế hoặc thay thế cái này bằng cái kia.


Tôi có thể hỏi, mặc dù, những lợi thế đặc biệt mà mỗi phương pháp cung cấp?
Polytope

Andrej Bauer, cảm ơn bạn đã liên kết đến bài báo của Awodey. Awodey mô tả một số ưu điểm thú vị của lý thuyết loại: (1) "Lý thuyết loại [dễ quản lý hơn vì nó] có một cái gì đó cụ thể, nhân vật 'danh nghĩa' [được tạo ra một cách có hệ thống]. (2) "Ngược lại, [với] cách tiếp cận cấu trúc thuần túy của lý thuyết phạm trù, có thể khó đưa ra một bằng chứng bất biến." Tuy nhiên, những lợi thế được liệt kê vẫn còn khá mơ hồ. Bạn có thể giải thích chúng hoặc cung cấp các ví dụ chứng minh tiện ích so sánh này của lý thuyết loại không?
Polytope

Những lợi thế là mơ hồ bởi vì đây là một bài báo phi kỹ thuật so sánh các thực tiễn của lý thuyết loại, lý thuyết thể loại và lý thuyết tập hợp. Tôi không thể nói rõ hơn về chúng, vì không có cách nào thấm nhuần vào bất cứ ai những kinh nghiệm làm việc trong các lĩnh vực này trong nhiều năm bằng cách đưa ra một hoặc hai ví dụ. Hơn nữa, tôi không thực sự muốn làm điều đó bởi vì toàn bộ bài đăng này có một cảm giác "toán học của tôi tốt hơn toán học của bạn" và tôi không muốn tham gia vào nó.
Andrej Bauer

Andrej Bauer, bạn là một nhà toán học chuyên nghiệp, vì vậy tôi chắc chắn nhiều dự án khác xứng đáng với thời gian hữu hạn và sự chú ý của bạn nhiều hơn thế này. Tuy nhiên, đây thực sự là một câu hỏi nghiêm túc. Tôi hầu như không phải là một người nghiệp dư, vì vậy tất nhiên toán học của mọi người khác tốt hơn tôi, nhưng tôi hy vọng cộng đồng cs.stackexchange có thể giúp tôi hiểu rõ hơn tại sao, khi có thể thay thế, lý thuyết loại là bất cứ điều gì khác ngoài di tích sự phát triển lịch sử của nghiên cứu logic và ngôn ngữ lập trình. Tôi xin lỗi vì tôi đã xúc phạm bạn.
Polytope

Tôi hoàn toàn không bị xúc phạm! Và tôi tôn trọng yêu cầu của bạn. Nhưng tôi cảm thấy nó là không trung thực và bất lịch sự của tôi nếu chỉ bỏ qua bạn. Tôi muốn cung cấp cho bạn một câu trả lời thẳng. Tôi không thể đầu tư thời gian để cố gắng trả lời bạn vì điều đó đòi hỏi phải viết một giải trình khá dài về giá trị nghi vấn. Tôi sẽ phải biết rất nhiều về nền tảng của bạn để nhắm mục tiêu đúng. Như bạn nói, đây là một cộng đồng. Có lẽ ai đó có thể trả lời ở chỗ của tôi, điều đó sẽ rất tuyệt.
Andrej Bauer

9

Quan điểm của tôi ít nhiều giống với chi. Tôi thấy lý thuyết phạm trù là (đại khái) là loại lý thuyết mô hình lý thuyết là gì đối với logic. Một số hậu quả của điều đó là, đầu tiên, mỗi cái có thể tồn tại tự chủ. Thật vậy, lý thuyết loại có trước lý thuyết phạm trù, và việc tạo ra lý thuyết phạm trù không được thúc đẩy bởi những mối quan tâm này. Thứ hai, nhiều lý thuyết phạm trù phân loại / lý thuyết mô hình đang cố tình làm mờ đi là mối quan tâm chính trong lý thuyết loại / logic.

Như một ví dụ rất cơ bản, tất cả các bài thuyết trình về các tiên đề của một nhóm làm phát sinh cùng một lớp các mô hình (cụ thể là các nhóm). Từ quan điểm của đại số phổ quát, một loạt (theo nghĩa đại số phổ quát, hoặc một thể loại đại số hữu hạn từ góc độ CT) quên trình bày của nó. Trong khi đó, từ góc độ logic phương trình, trình bày là tất cả có. Một chủ đề tính toán chính ở đây là E-unified hoạt động hoàn toàn ở mức logic logic, tức là trình bày.

Đây là điển hình. Chúng tôi nói rằng phép tính lambda được gõ đơn giản (với các sản phẩm) (STLC) là ngôn ngữ nội bộ của các danh mục đóng của Cartesian, nhưng nó thực sự chỉ là một cách trình bày ngôn ngữ nội bộ và thậm chí không phải là ngôn ngữ "trực tiếp" nhất. Các phạm trù trừu tượng Machine (CAM) được cho là một nhiều hơn "trực tiếp" đại diện. Ngay cả với STLC, các mũi tên của thể loại cú pháp tương ứng là các lớp tương đương của các thuật ngữ lambda! (Nhưng hãy xem điều này .) Vì vậy, bằng cách nào đó, chúng tôi bằng cách nào đó mô tả trực tiếp phạm trù cú pháp như một cấu trúc toán học có các bộ hom xảy ra trùng với các lớp tương đương của các thuật ngữ STLC và không có nội dung tính toánbeta ηβηβη, hoặc chúng ta cần phải hiểu STLC bên ngoài đối với lý thuyết thể loại, hoặc chúng ta cần nói thay vì thuyết trình về các thể loại khép kín của Cartesian, theo cách tiếp cận khá tự nhiên, sẽ dẫn đến một cái gì đó giống như CAM. Trong trường hợp cuối cùng, sự bình đẳng của các mũi tên trở thành một vấn đề giống như một vấn đề thống nhất E. Hiểu và đơn giản hóa quá trình này cũng như đặt mặt tiền thuận tiện hơn của STLC trước nó, đòi hỏi các kỹ thuật là bánh mì và bơ của lý thuyết logic và loại nhưng không đặc biệt tự nhiên trong lý thuyết thể loại.

Một bức tranh được đơn giản hóa quá mức mà có thể đưa ra một ý tưởng tốt hơn về cách lý thuyết thể loại và lý thuyết loại liên quan đến nhau như sau. Bạn có thể tưởng tượng chúng như hai chiều. Các công cụ, kỹ thuật và ký hiệu của lý thuyết loại hướng đến việc di chuyển theo chiều dọc giữa các bài thuyết trình khác nhau của cùng một đối tượng, trong khi đó các công cụ, kỹ thuật và ký hiệu của lý thuyết thể loại và hướng tới việc di chuyển theo chiều ngang giữa các đối tượng toán học khác nhau. Bạn thậm chí có thể nói rằng một danh mục là toàn bộ một đường thẳng đứng và lý thuyết thể loại đó nói về việc di chuyển một đường thẳng đứng này sang một đường thẳng khác chứ không phải cách các điểm của hai đường thẳng tương ứng. Trong bức tranh này, lý thuyết thể loại thậm chí không có khả năng nói về lý thuyết loại phân biệt đang tạo ra, nhưng điều này là có chủ ý bởi vì điều đó có nghĩa là việc ánh xạ các điểm phức tạp tùy ý trên một đường thẳng đứng sang điểm khác không liên quan đến lý thuyết thể loại quan tâm và có thể bỏ qua.

Trong bài đăng trên blog của tôi, Lý thuyết danh mục, về mặt cú pháp , tôi mô tả một cách tiếp cận làm cho lý thuyết thể loại trông giống như lý thuyết loại (hơn là theo cách khác). Không có gì đáng ngạc nhiên, những gì tôi thực sự thảo luận có các bài thuyết trình về các thể loại. Hơn nữa, bạn có thể thấy các khía cạnh của chuẩn hóa nhập vào hình ảnh, ví dụ như trong cuộc thảo luận của tôi về "lý thuyết sản phẩm", mặc dù đây không phải là trọng tâm của tất cả bài đăng cụ thể đó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.