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极性与聚焦:从可实现性到自动推理之旅

计算机科学中的逻辑 2014-12-23 v1

摘要

本论文探讨了极性和聚焦在计算逻辑各个方面中的作用。这些概念在经典逻辑语境下将证明解释为程序(即 Curry-Howard 对应)中起着关键作用。它们源于线性逻辑,允许为经典逻辑中的消切构造有意义的语义,其中一些与函数式编程中的按名调用和按值调用规则相关。本论文的第一部分介绍了这些解释,强调了极性和聚焦的作用。例如:正公式的证明提供结构化数据,而负公式的证明消耗此类数据;聚焦允许将两类证明之间的交互描述为纯模式匹配。本论文的第二部分进一步推进了这一思想,并将其与可实现性语义联系起来,其中结构化数据被代数地解释,而此类数据的消耗则通过正交关系建模。该部分的大部分内容已在 Coq 证明助手中得到证明。极性和聚焦的引入也着眼于逻辑编程的应用,其中计算即证明搜索。在本论文的第三部分,我们通过探索这些概念在证明搜索的其他应用(如定理证明,特别是自动推理)中的作用,进一步推进了这一思想。我们利用这些概念描述了 SAT 求解器和 SMT 求解器的主要算法:DPLL。随后,我们描述了一个名为 Psyche 的证明搜索引擎的实现。其架构基于聚焦概念,提供了一个平台,使得来自自动推理的智能技术(或用户界面)可以通过使用 API 安全且可靠地实现。

关键词

引用

@article{arxiv.1412.6781,
  title  = {Polarities & Focussing: a journey from Realisability to Automated Reasoning},
  author = {Stéphane Graham-Lengrand},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.6781},
  year   = {2014}
}

备注

Dissertation submitted towards the degree of Habilitation \`a Diriger des Recherches. Universit\'e Paris-Sud. 212 pages. Thesis publicly defended on 17th December 2014 before a panel consisting of Laurent Regnier, Wolfgang Ahrendt, Hugo Herbelin, Frank Pfenning, Sylvain Conchon, David Delahaye, Didier Galmiche, Christine Paulin-Mohring