Làm thế nào để tính toán Lambda bình thường hóa mạnh mẽ mà không cần hệ thống loại?


9

Có bất kỳ hệ thống tương tự như tính toán lambda đang bình thường hóa mạnh mẽ, mà không cần phải thêm một hệ thống loại trên nó không?


5
Câu hỏi hơi không tập trung: ý của bạn là "tương tự" là gì? Là automata nhà nước hữu hạn tương tự? Các -calculus là một mô hình phổ quát của tính toán, vì vậy bất cứ điều gì đó là 'giống' với nó sẽ có thể tính năng không chấm dứt các hình thức tính toán. λ
Martin Berger

Câu trả lời:


22

Tôi có thể nghĩ về một vài câu trả lời có thể đến từ logic tuyến tính.

Đơn giản nhất là lambda-compus: chỉ xem xét các thuật ngữ lambda trong đó mọi biến xuất hiện nhiều nhất một lần. Điều kiện này được bảo toàn bằng cách giảm và ngay lập tức thấy rằng quy mô của các điều khoản affine giảm nghiêm ngặt theo từng bước giảm. Do đó, lambda-compus chưa được xử lý đang bình thường hóa mạnh mẽ.

Các ví dụ thú vị hơn (về tính biểu cảm) cũng được đưa ra bởi cái gọi là lambda-tính toán, phát sinh từ các hệ thống con của logic tuyến tính được Girard giới thiệu trong "Logic tuyến tính nhẹ" (Thông tin và tính toán 143, 1998), cũng vậy như "Logic tuyến tính mềm" của Lafont (Khoa học máy tính lý thuyết 318, 2004). Có một số tính toán như vậy trong tài liệu, có lẽ một tài liệu tham khảo tốt là "Phép tính lambda ánh sáng và phép chuẩn hóa mạnh thời gian đa thức" của Terui (Lưu trữ cho logic toán học 46, 2007). Trong bài báo đó, Terui định nghĩa một phép tính lambda có nguồn gốc từ logic affine ánh sáng và chứng minh một kết quả chuẩn hóa mạnh mẽ cho nó. Mặc dù các loại được đề cập trong bài báo, chúng không được sử dụng trong bằng chứng chuẩn hóa. Chúng rất hữu ích cho một công thức gọn gàng của thuộc tính chính của phép tính lambda ánh sáng, cụ thể là các thuật ngữ của một loại nhất định thể hiện chính xác các hàm Polytime. Các kết quả tương tự được biết đến với tính toán cơ bản, sử dụng lambda-compi "nhẹ" khác (bài viết của Terui có chứa các tài liệu tham khảo thêm).

Như một lưu ý phụ, thật thú vị khi quan sát rằng, về mặt lý thuyết bằng chứng, phép tính lambda affine tương ứng với logic trực giác mà không có quy tắc co. Grishin quan sát (trước khi logic tuyến tính được đưa ra) rằng, trong trường hợp không có sự co lại, lý thuyết tập hợp ngây thơ (nghĩa là với sự hiểu biết không hạn chế) là nhất quán (nghĩa là nghịch lý của Russel không đưa ra mâu thuẫn). Lý do là việc loại bỏ cắt đối với lý thuyết tập hợp ngây thơ mà không co lại có thể được chứng minh bằng một đối số giảm kích thước đơn giản (như cách tôi đưa ra ở trên) không dựa vào độ phức tạp của các công thức. Thông qua sự tương ứng của Curry-Howard, đây chính xác là sự bình thường hóa của lambda-compus chưa được xử lý. Đó là bằng cách dịch nghịch lý của Russel trong logic tuyến tính và bằng cách "điều chỉnh" các phương thức hàm mũ để không có mâu thuẫn nào có thể xuất phát mà Girard đã đưa ra logic tuyến tính nhẹ. Như tôi đã đề cập ở trên, về mặt tính toán, logic tuyến tính ánh sáng đưa ra một đặc tính của các hàm tính toán thời gian đa thức. Theo thuật ngữ lý thuyết, một lý thuyết tập hợp ngây thơ nhất quán có thể được định nghĩa trong logic tuyến tính nhẹ sao cho các hàm tổng có thể chứng minh chính xác là các hàm tính toán thời gian đa thức (có một bài báo khác của Terui về điều này, "Lý thuyết tập hợp ánh sáng: Một ngây thơ thiết lập lý thuyết về thời gian đa thức ", Studia Logica 77, 2004).


Tôi muốn nói rằng Light Affine Lambda Compus của Terui được gõ, với các hạn chế về việc sử dụng biến affine, các toán tử được phân tầng và tính đơn sắc của trình điều khiển! Chỉ là những hạn chế này được giới thiệu không chính thức. LLL của Girard cũng được gõ.
Martin Berger

@Martin: Tôi không đồng ý. Các ràng buộc về cấu trúc áp đặt cho các thuật ngữ affine ánh sáng có bản chất khác với các ràng buộc của một hệ thống gõ. Sự khác biệt lớn nhất là việc gõ là nhất thiết phải quy nạp trong khi hình thành tốt (nghĩa là phân tầng, sử dụng affine, v.v.) có thể được định nghĩa là một thuộc tính kết hợp của một thuật ngữ. Vì vậy, ví dụ, khi bạn nhập một thuật ngữ, bạn thường phải nhập các tập hợp con của nó, trong khi đó, một tập hợp con của một thuật ngữ phân tầng không cần phải được phân tầng.
Damiano Mazza

Xin lỗi, một điều nữa về LLL của Girard: hệ thống rõ ràng được gõ vì nó liên quan đến các công thức. Tuy nhiên, như tôi đã đề cập trong câu trả lời của mình, các công thức hoàn toàn không có vai trò gì trong việc loại bỏ LLL. Trên thực tế, có thể thêm các điểm cố định tùy ý của các công thức (bao gồm cả công thức nghịch lý của Russel, tương đương với phủ định của chính nó!) Mà không khiến LLL trở nên không nhất quán. Điều này là do loại bỏ cắt vì lý do "hoàn toàn cấu trúc", độc lập với thực tế là bạn có thể đính kèm các loại vào bằng chứng của mình (về mặt kỹ thuật, định lý loại bỏ cắt đối với LLL có thể được chứng minh trong các lưới chứng minh chưa được kiểm tra).
Damiano Mazza

OK, nếu bạn làm cho cảm ứng trở thành một điều kiện của một cái gì đó là một hệ thống gõ. Đó là một quan điểm thú vị mà tôi chưa từng gặp trước đây.
Martin Berger

... Và đó là một quan điểm tôi muốn nói là sai lầm. Ví dụ, trong các hệ thống liên quan đến phân nhóm (nói chung hơn, khi xem xét cách giải thích bên ngoài của các loại theo nghĩa của Reynold), sẽ rất tự nhiên khi có quan điểm cưỡng chế về việc gõ. Có khá nhiều ví dụ trong tài liệu (mặc dù tôi nghĩ rằng điều này không được đánh giá đúng mức).
Noam Zeilberger

12

Bài viết gốc của Church và Rosser, "Một số tính chất của chuyển đổi" mô tả một cái gì đó có thể là một ví dụ về những gì bạn đang tìm kiếm.

λx.MxM

BMộtmMộtBm

Do đó, mặc dù bạn có thể viết các thuật ngữ không kết thúc trong phép tính lambda nghiêm ngặt (chưa được kiểm tra), mọi thuật ngữ với dạng bình thường đều bình thường hóa mạnh mẽ; nghĩa là, mọi chuỗi giảm sẽ đạt đến dạng bình thường duy nhất đó.


1
m

Hoàn thành tuyên bố định lý lần này, cảm ơn. Phần tôi đã viết là [modulo alpha tương đương] ban đầu là "(trong các ứng dụng của Quy tắc I)" có nghĩa là điều tương tự trừ khi tôi không nhớ lại Quy tắc I một cách chính xác.
Rob Simmons

10

Đây là một trò vui, bởi Neil Jones và Nina Bohr:

λ

λλ

Ưu điểm của việc gõ, tất nhiên là cả chi phí phức tạp thấp và tính mô đun của phương pháp: trong các phân tích chấm dứt chung là rất không mô-đun, nhưng việc gõ có thể được thực hiện "từng mảnh một".


Điều đó thực sự thú vị!
MaiaVictor
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.