Offre de thèse
Investigations métamathématiques dans les lambda-calculs typés pédagogiques
Date limite de candidature
30-05-2025
Date de début de contrat
01-10-2025
Directeur de thèse
COLSON Loic
Encadrement
Pas de Co-Encadrant.
Type de contrat
école doctorale
équipe
AXE GLOBEcontexte
Dans le contexte actuel de développement et d'utilisation grandissante des assistants à la démonstration (souvent basés sur les lambda-calculs typés), la recherche fondamentale dans ce domaine parait toujours indispensable.spécialité
Informatiquelaboratoire
LCOMS - Laboratoire de Conception, Optimisation et Modélisation des Systèmes
Mots clés
lambda-calcul, théorie des types, théorie de la démonstration, constructivisme, isomorphisme Curry-Howard
Détail de l'offre
Les lambda-calculs typés pédagogiques (et les systèmes de déduction naturelle pédagogiques qui leur correspondent au travers de l'isomorphisme de Curry-Howard) sont des modèles de calcul et du raisonnement mathématique dans lesquels une contrainte supplémentaire par rapport aux systèmes de types habituels est imposée: il est demandé à chaque fois que l'on fait un ensemble d'hypothèses (ou que l'on déclare un ensemble de variables) de donner un EXEMPLE de situation où les hypothèses sont vérifiées.
Cette contrainte fait écho à la pratique courante dans l'enseignement d'illustrer une situation abstraite par un exemple qui 'aide à se faire une idée' de cette situation abstraite. Actuellement dans les systèmes formels de fondements des mathématiques et de l'informatique aucune contrainte semblable n'existe, on peut donc par exemple supposer 'soit X un cercle rectangulaire', ce qui est stérile car un tel objet n'existe pas. Noter que les programmes de démonstration automatique actuels passent une partie de leur temps à émettre des hypothèses inutiles comme celle-ci.
Dès qu'un système logique pédagogique est défini parfaitement formellement des questions très simples se posent: quel est le pouvoir expressif logique et algorithmique de ce système ? La contrainte pédagogique de ce système limite-t-elle la démonstration de théorèmes utiles?
Les premiers résultats obtenus ont concerné ces questions fondamentales.
Deux thèses ont été soutenues à l'Université de Lorraine. Ce domaine est entièrement nouveau et demande à être développé.
Keywords
lambda-calculus, type theory, proof theory, constructivism, Curry-Howard isomorphism
Subject details
Pedagogical typed lambda-calculi (and the corresponding natural deduction systems through the Curry-Howard isomorphism) are models of computation and of mathematical reasoning in which a new constraint as been added: it is required at each time a set of hypotheses is made (or a set of variables is declared) to provide with an EXAMPLE of a concrete situation where the hypotheses are verified. This constraint is reminiscent from current teaching practice where the act of giving an example can help to understand an abstract setting or situation. Presently in formal systems used in the foundations of mathematics and computer science no such constraint exists: one may for instance suppose 'let X be a rectangular circle'; a sterile hypothesis since no such object exists. Observe that current computer programs of automatic theorem proving spend a good deal of there time to emit such sterile hypotheses. As soon as a pedagogical formal system is defined in details, very simple questions can be asked: what is the logical and algorithmic expressive power of the system ? Does the pedagogical constraint prevents from proving useful theorem ? Thee first results obtained in this area have addressed these fundamental questions. Two theses have been made in University of Lorraine on this subject.
Profil du candidat
Compétence en informatique théorique, logique, programmation fonctionnelle, intelligence artificielle.
Candidate profile
Skills in theoretical computer science, logic, fonctionnal programming, artificial intelligence.
Référence biblio
Bibliographie
[1] L.Colson, D. Michel: Pedagogical Natural Deduction Systems: the Propo-
sitional Case. J. Univers. Comput. Sci. 13(10): 1396-1410 (2007)
[2] L. Colson, D. Michel: Pedagogical Second-order Propositional Calculi.
J. Log. Comput. 18(4): 669-695 (2008) 2007
[3] L. Colson, D. Michel: Pedagogical second-order lambda-calculus. Theor.
Comput. Sci. 410(42): 4190-4203 (2009)
[4] L. Colson, V. Demange: Investigations on a Pedagogical Calculus of
Constructions. CoRR abs/1203.3568 (2012)
[5] The Development of Intuitionistic Logic: Mark van Atten. Stanford
Encyclopedia of Philosophy. Cette référence contient des citations et références
aux systèmes pédagogiques (chercher colson/demange).