Reference atlas
用語・記法・文献の概念地図
訳語から原語へ、数式からLeanへ、本文の主張から原典へ。本書の三つの参照体系を同じ入口から辿れます。
Terminology
日英用語
初出後に本文で用いる日本語と、文献検索に必要な原語を対照します。
基礎と論理
- 式expression
- 構文上の総称。型が付いたものだけを項とは限らない文脈もある
- 項term
- 判断 `t : A` の左側にある型付きの式
- 型type
- 単なる集合と最初から同一視しない
- メタ言語/対象言語metalanguage / object language
- 形式体系を記述する側/記述される側の言語
- 自由変数/束縛変数free / bound variable
- どの束縛子のスコープに属するかで区別する
- スコープ(有効範囲)scope
- 束縛子が変数を束縛する構文上の範囲
- α同値alpha-equivalence
- 束縛変数名の一貫した変更を同一視する関係
- 変数捕獲を避ける代入capture-avoiding substitution
- 自由変数を誤って束縛しない代入
- β簡約/η簡約beta-reduction / eta-reduction
- 適用の計算/関数の外延的な縮約を区別する
- 簡約可能式(redex)/正規形(normal form)redex / normal form
- 一段簡約できる部分式/それを含まない式
- 命題proposition
- Leanでは `Prop` に属する型
- 証明項proof term
- 命題を型として持つ項
- 含意implication
- `P → Q`
- 論理結合子logical connective
- 連言・選言・否定・同値など
- 述語predicate
- `α → Prop` のように値から命題を作る関数
- 全称量化子/存在量化子universal / existential quantifier
- 記号は `∀`/`∃`
- 構成論理constructive logic
- 「直観主義論理」と重なるが、哲学的立場まで常に含意しない
等式と型理論
- 定義的等しさdefinitional equality
- 計算・展開でkernelが同一視する関係
- 命題的等しさpropositional equality
- `x = y` という型内部の命題
- 関数外延性function extensionality
- 点ごとの等しさから関数の等しさを得る原理
- 型族type family
- 値を添字として型を返す関数
- 依存関数型/Π型dependent function type / Π-type
- `(x : A) → B x`
- 依存対型/Σ型dependent pair type / Σ-type
- `Sigma B`
- 部分型subtype
- Leanの `{x : A // p x}`、`Subtype p`
- 篩型refinement type
- 本編で概念を導入する初出に原語を併記し、以後は日本語で表記する
- 添字付き帰納族indexed inductive family
- 「添字付き帰納型」より、型族全体を指すことが明確
- 商型quotient type
- 同値関係で代表元を同一視する型
- 型クラスtype class
- 数学の「類」やサブクラスではなく探索機構を伴う構造
- 宇宙多相universe polymorphism
- 型引数の多相性と区別する
- 型判断/型導出typing judgment / derivation
- `Γ ⊢ t : A` という判断/規則から成る証拠の木
- 文脈context
- 自由変数について仮定した型を順序付きで記録する
- ソート(sort)/種(kind)sort / kind
- 型を分類する階層。訳語だけに固定せず原語を併記する
- 純粋型システム(PTS)pure type system
- sort公理とΠ形成規則で型付きラムダ計算を記述する枠組み
- ラムダ・キューブlambda cube
- 三種類の追加依存を組み合わせた八体系の包含図
- 構成計算(CoC)Calculus of Constructions
- 訳語が一様でないため初出では英語と略号を必ず併記する
- 帰納構成計算(CIC)Calculus of Inductive Constructions
- CoCへ帰納的定義を組み込む系統の総称
普遍性と圏論
- 射morphism
- `Type` の例では関数
- 普遍性universal property
- 「普遍性質」も用いられるが本書では短い形に統一
- 始対象/終対象initial / terminal object
- 「始域」「終域」と混同しない
- 積/余積product / coproduct
- 直積・直和という具体的実現と普遍的役割を区別する
- 双対性duality
- 全ての射と合成順序を反転する操作を含む
- 反対圏opposite category
- 射と合成順序を反転した圏
- 関手/自然変換functor / natural transformation
- 射の構造を保つ対応/関手間の射の族
- 極限/余極限limit / colimit
- 錐/余錐の普遍対象として定義する
- 随伴adjunction
- homの自然同型、単位・余単位、普遍射の定式化を比較する
- 表現可能関手representable functor
- hom関手と自然同型な関手
- 普遍元universal element
- 表現における恒等射の像で、全要素を分類する
- 米田の補題/米田埋め込みYoneda lemma / embedding
- 人名は「米田」に統一し、自然な全単射と完全忠実関手を区別する
- 単位/余単位unit / counit
- 随伴・モナドの自然変換。対象内部の単位元とは区別する
- 前層/層presheaf / sheaf
- 前層は反変関手、層は貼り合わせ条件を満たす前層
- 篩sieve
- 層論の用語。篩型とは無関係
- Grothendieck位相/サイトGrothendieck topology / site
- 対象ごとの被覆篩の指定/圏とその指定の組
- 整合族/貼り合わせcompatible family / amalgamation
- 局所要素の制限が一致する族/それらを生む大域要素
- 層化sheafification
- 前層から層への普遍射で、層の包含関手の左随伴
- 初等トポス/Grothendieckトポスelementary / Grothendieck topos
- 有限極限・デカルト閉性・部分対象分類子による公理的概念/サイト上の層として表示される概念
- 部分対象分類子/特性射subobject classifier / characteristic morphism
- モノ射を真の射の引戻しとして分類する対象/分類を与える一意な射
- 真理値対象/冪対象truth-value object / power object
- 内部真理値を担う対象 `Ω`/部分対象族を分類する指数対象 `Ω^A`
- 内部論理/内部言語internal logic / internal language
- 圏内の対象と射によって解釈される論理/それを構文的に記述する言語
- Kripke–Joyal意味論Kripke–Joyal semantics
- 層トポスの内部判断を段階と被覆に関する外部条件へ翻訳する意味論
- 幾何学的射geometric morphism
- 有限極限を保存する逆像関手を左随伴に持つトポス間の射
- BooleanトポスBoolean topos
- 内部論理で排中律が成り立つトポス。初等トポスの追加条件
- モナド/余モナドmonad / comonad
- 単位・乗法/余単位・余乗法を持つ自己関手
- 比較関手/モナド的comparison functor / monadic
- 随伴の定義域からモナド代数圏への関手/それが圏同値であること
- end/coendend / coend
- wedgeの終対象/cowedgeの始対象。訳語へ固定せず原語を用いる
- wedge/cowedgewedge / cowedge
- 双関手の対角成分へ入る/対角成分から出る双自然な射族
- 双自然変換dinatural transformation
- 一つの変数が反変・共変の二位置に現れるときの整合する成分族
- 左Kan拡張/右Kan拡張left / right Kan extension
- 前合成に対する左/右の普遍的な関手延長
- モノイダル圏monoidal category
- テンソル積、単位対象、結合子、単位子と整合性公理を持つ圏
- テンソル単位/結合子/単位子tensor unit / associator / unitor
- テンソルの単位対象/括弧変更の同型/単位対象を除く同型
- 整合性coherence
- 構造同型から作る比較射が選択した経路に依存しないこと
- 豊穣化/豊穣圏enrichment / enriched category
- hom集合をモノイダル圏の対象へ置き換えること/その構造を持つ圏
- 豊穣関手/豊穣自然変換enriched functor / enriched natural transformation
- hom対象の構造を保存する関手/一般化要素を成分に持つ自然変換
- hom対象hom-object
- 豊穣圏で二対象間の射を表す値圏の対象。通常のhom集合と区別する
- 指数対象exponential object
- `Hom(A×X,B)≃Hom(X,B^A)` を自然に実現する対象 `B^A`
- 評価射/カリー化evaluation morphism / currying
- `A×B^A→B`/積を始域に持つ射を指数対象への射へ移す操作
- 内部hominternal hom
- 外部のhom集合を圏内の対象として表現する対象。指数対象はデカルト積に対する内部hom
- 閉対象closed object
- `A⊗-` が右随伴 `[A,-]` を持つ対象 `A`。左右の規約はhom同値で確認する
- モノイダル閉圏monoidal closed category
- 全対象が閉対象であり、テンソルに対する内部homを持つモノイダル圏
- 余評価射coevaluation morphism
- 随伴 `A⊗-⊣[A,-]` の単位の成分 `X→[A,A⊗X]`
- 線形論理/線形型linear logic / linear type
- 弱化・縮約を無条件に許さず、仮定の使用を推論規則で追跡する論理/型体系
- 線形含意linear implication
- 内部homで解釈される含意 `A⊸B`。入力資源を重複せず関数へ渡す
- 乗法的/加法的結合子multiplicative / additive connective
- 文脈を分割する結合子/同じ文脈に対する選択を表す結合子
- 指数様相exponential modality
- 複製・破棄を制御して許す `!` と、その双対 `?`
- *-自律圏*-autonomous category
- 線形否定を表す双対化を備えた対称モノイダル閉圏
- linear/non-linearモデル(LNLモデル)linear/non-linear model
- デカルト閉な非線形世界と対称モノイダル閉な線形世界を随伴で結ぶモデル
- 計算効果computational effect
- 失敗、状態、非決定性、入出力など、値の返却に加わる計算上の振舞い
- Kleisli射/Kleisli合成Kleisli arrow / composition
- 射 `X→TY` と、モナドの乗法を用いる効果付き関数の合成
- 強いモナド/強さstrong monad / strength
- モノイダル積と両立する射 `A⊗TB→T(A⊗B)` を備えたモナド/その射
- 代数的効果/代数的演算algebraic effect / operation
- 演算と方程式による代数理論の自由モデルとして表せる効果/その生成演算
- エフェクトハンドラeffect handler
- 効果演算の解釈を指定し、自由な計算を別の代数へ写す仕組み
- モナド変換子monad transformer
- 既存モナドへ別の効果層を加える構成。層の順序は一般に意味へ影響する
- 適切性adequacy
- 表示と停止・観察結果などの操作的性質を対応づける意味論上の定理
- デカルト閉圏cartesian closed category
- 有限積と指数対象を持つ圏
- 圏論的意味論categorical semantics
- 構文の型・文脈・判断・代入を対象・積・射・合成として解釈する意味論
- 表示/表示的意味論denotation / denotational semantics
- 式へ割り当てる数学的対象/その表示によって式を解釈する意味論
- 構文圏syntactic category
- 型や文脈を対象、適切な項の同値類を射として構成する圏
- 健全性/完全性soundness / completeness
- 構文的導出が意味論で成立すること/意味論的妥当性を構文で導出できること
- スライス圏slice category
- 対象 `I` への射を対象、`I` 上の可換三角形を射とする圏 `C/I`
- 添字圏indexed category
- 基底対象ごとに圏を、基底射ごとに再添字付け関手を割り当てる反変擬関手
- 再添字付けreindexing
- 基底射 `f:J→I` に沿って `I` 上の対象を `J` 上へ引き戻す操作 `f⁎`
- Cartesian射cartesian morphism
- 基底射の上にある射を垂直射を通じて一意に分解する普遍的な持ち上げ
- ファイブレーション/opfibrationfibration / opfibration
- Cartesian/cocartesian持ち上げにより反変/共変な移動を表す射影関手
- 切断(cleavage)cleavage
- 各基底射と終域上の対象にCartesian持ち上げを整合的に選ぶデータ
- Grothendieck構成Grothendieck construction
- 添字圏の基底対象とファイバー対象を依存対として一つの全圏へ束ねる構成
- 局所デカルト閉圏locally cartesian closed category
- 各スライス圏がデカルト閉圏である圏
- 指数化可能射exponentiable morphism
- その射に沿う引戻し関手が右随伴を持つ射
- 依存和/依存積dependent sum / product
- 再添字付け `f⁎` の左随伴 `Σ_f`/右随伴 `Π_f`
- 依存カリー化dependent currying
- `Hom(f⁎A,X)≃Hom(A,Π_fX)` によって射を転置する操作
- 表示射display map
- 文脈 `Γ` 上の型を表す射 `Γ.A→Γ`
- 切断section
- 射 `p:E→B` に対し `s≫p=𝟙 B` を満たす右逆射 `s:B→E`
- 文脈圏(contextual category)contextual category
- 文脈拡張を階層的に備え、依存型の文脈と代入を表す圏
- 族付き圏(category with families; CwF)category with families
- 文脈ごとの型・項、代入作用、文脈拡張を構文に近い形で備えるモデル
- ファイブレーション/添字圏fibration / indexed category
- 依存する対象と基底変更を圏論的に記述する枠組み
- 適切に定義されることwell-definedness
- 商では「代表元の選択によらないこと」と具体化する
帰納・余帰納・再帰
- 帰納法/余帰納法induction / coinduction
- 帰納法は有限生成、余帰納法は観察可能な振舞を原理とする
- 再帰/余再帰recursion / corecursion
- 値を分解して定義する/観察を生成し続ける
- 最小/最大不動点least / greatest fixed point
- 順序と単調作用素に依存する定義
- 始代数/終余代数initial algebra / final coalgebra
- 帰納・余帰納を関手の普遍性として記述する
- 自己関手の代数/余代数endofunctor algebra / coalgebra
- 構造射 `F(A)→A`/`S→F(S)`。モナド代数と区別する
- 多項式関手polynomial functor
- `P(X)=Σa.B(a)→X` のように形と位置から一層を表す関手
- W型W-type
- 形と位置族から生成される整礎木。対応する多項式関手の始代数を与える
- 自由代数free algebra
- 生成元からの写像が代数準同型へ一意に延長される代数
- カタモルフィズム(catamorphism; fold)/アナモルフィズム(anamorphism; unfold)catamorphism / anamorphism
- 原語と代表的な計算名を併記する
- Lambekの補題Lambek's lemma
- 始代数・終余代数の構造射が同型になる定理
- 全空間total space
- 型族 `P:A→Type` の従属和 `Σa,P(a)`。依存するファイバーを一つの型へ束ねる
- 述語持ち上げpredicate lifting
- 基底上の述語やファイバー構造へ関手の作用を持ち上げる構成
- 双模倣bisimulation
- 余帰納的な振舞同値を示す関係
- 振舞等価behavioral equivalence
- 状態を終余代数へ写した像が等しいことによる同値
- 関係持ち上げrelation lifting
- 対象間の関係から関手で写した対象間の関係を作る操作
- 整礎再帰well-founded recursion
- 減少を整礎関係で示す停止する再帰
- 生産性productivity
- 余再帰が有限時間で次の観察を供給できる性質
- 潜在的無限/実無限potential / actual infinity
- 任意の有限段階を越えられること/無限の全体を一対象として扱うこと
- 逆系/逆極限inverse system / inverse limit
- 反対向きの結合写像を持つ図式/その整合する糸を分類する極限
- 整合する糸compatible thread
- 逆系の各段階の要素を結合写像と整合するよう選んだ族
- 再帰型/再帰領域方程式recursive type / recursive domain equation
- 型式 `μX.T`/領域そのものを未知数とする方程式 `D≅F(D)`
- iso-recursive型/equi-recursive型iso-recursive / equi-recursive type
- fold/unfoldを項で明示する体系/展開を型同値で扱う体系
- 不動点対象fixed object
- 自己関手 `F` に対して同型 `F(D)≅D` を持つ対象。始代数や終余代数とは限らない
- 代数的完備性/代数的コンパクト性algebraic completeness / compactness
- 始代数の存在/始代数と終余代数が逆の構造射を介して一致する性質
- 埋込み・射影対embedding–projection pair
- 埋込みと射影が逆法則と近似不等式を満たす射の対
Notation
数学的記法とLean表現
論文で読む形とLeanで検査する形を、一つずつ対応づけます。
対象言語、メタ言語、判断
| 数学的記法 | 読み | Leanで対応するもの |
|---|---|---|
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| 文脈を表す型と整形式性の述語 |
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| Lean自身の型検査、または |
| 定義的に等しい | kernelの変換可能性。一般には項として保持しない |
| 等式命題の証明 |
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束縛、関数、依存積
| 数学的記法 | Lean 4 | 意味 |
|---|---|---|
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| ラムダ抽象 |
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| 関数適用 |
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| 非依存関数型 |
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| 依存関数型・Π型 |
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| 終域が |
| Leanが適用・代入で処理 | 捕獲を避ける代入 |
依存対、存在、部分型
| 数学的記法 | Lean 4 | 保持する情報 |
|---|---|---|
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| 命題内の証人と証明 |
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| 値 |
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| 非依存な二成分 |
論理結合子と証明項
| 論文の式 | Leanの型 | 証明の標準形 |
|---|---|---|
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| 二方向の含意 |
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三種類の「同じ」
| 記法 | 典型的意味 | Lean |
|---|---|---|
| 定義展開・簡約による変換可能性 | kernelの定義的等しさ |
| 型 |
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| 論理的同値 |
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集合、関係、関数
| 数学的記法 | 読み | 本書のLean表現 |
|---|---|---|
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| 包含 |
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| 二項関係 |
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| 単射(流儀による) |
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| 同値・全単射(文脈依存) | 関数と逆・法則を持つ構造 |
圏論と普遍性
| 数学的記法 | 読み | `Type` と関数での実例 |
|---|---|---|
| 射 | 関数 |
| 先に |
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| 恒等射 |
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| 射の集まり |
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| 積対象 | 射影と対化を伴う直積型 |
| 余積対象 | 入射と余対化を伴う直和型 |
| 反対圏 | 射の向きと合成順を反転した圏 |
Sources
研究史と文献
原典、発展史、標準研究書、現行仕様を、本文で担う役割とともに記録します。
- FRE79
Gottlob Frege, Begriffsschrift, eine der arithmetischen nachgebildete Formelsprache des reinen Denkens, Louis Nebert, Halle, 1879, 原著デジタル版。量化、関係、判断を 二次元記法で組織した原典。現代の
∀記法へ翻訳するだけでは、判断線など原体系の 構造を失うため、現代述語論理そのものとして読まない。 - DED88
Richard Dedekind, Was sind und was sollen die Zahlen?, Vieweg, Braunschweig, 1888, ETHデジタル版。 自然数を単純無限系と写像により特徴づけ、再帰的定義と帰納的推論を基礎づける原典。 Leanの
Nat宣言の仕様書ではない。 - PEA89
Giuseppe Peano, Arithmetices principia, nova methodo exposita, Fratres Bocca, Turin, 1889, EuDML書誌・本文。 自然数算術を記号的公理体系として提示した原典。現在「Peano公理」と呼ばれる複数の 一階・二階定式化との差を確認して読む。
- ZER08
Ernst Zermelo, “Untersuchungen über die Grundlagen der Mengenlehre I,” Mathematische Annalen 65, 261–281, 1908, EuDML本文・書誌。最初の集合論公理化の原典。 本書の述語集合
α → PropはZermelo集合論の集合概念の実装ではない。 - CAN74
Georg Cantor, “Ueber eine Eigenschaft des Inbegriffes aller reellen algebraischen Zahlen,” Journal für die reine und angewandte Mathematik 77, 258–262, 1874, EuDML本文・書誌。代数的数の可算性と 実数の非可算性を扱う最初期の原典。後世の一般的なCantorの定理や集合論公理系を同論文へ そのまま帰属させない。
- ZOR35
Max Zorn, “A Remark on Method in Transfinite Algebra,” Bulletin of the American Mathematical Society 41, 667–670, 1935, DOI: 10.1090/S0002-9904-1935-06166-X。 後にZornの補題と呼ばれる極大原理を代数学の方法として提示した原典。選択公理との同値性は 集合論的背景を明示して別に扱う。
- TAR55
Alfred Tarski, “A Lattice-Theoretical Fixpoint Theorem and Its Applications,” Pacific Journal of Mathematics 5(2), 285–309, 1955, DOI: 10.2140/pjm.1955.5.285。完備格子上の 単調写像とその不動点集合を扱う基準文献。プログラム意味論における連続性や計算可能な反復近似は 追加の構造であり、この定理だけへ帰属させない。
- SCO70
Dana S. Scott, Outline of a Mathematical Theory of Computation, Technical Monograph PRG-2, Oxford University Computing Laboratory, 1970, Oxford書誌・公開版。データを 近似順序で捉え、再帰とラムダ計算の数学的意味論を構成する研究計画を提示する一次資料。
- SCO72
Dana S. Scott, “Continuous Lattices,” in Toposes, Algebraic Geometry and Logic, Lecture Notes in Mathematics 274, 97–136, 1972, DOI: 10.1007/BFb0073967。連続格子、位相、関数空間を 扱う基準文献。本書のω-CPOだけの定義を同論文の全理論と同一視しない。
- RUS08
Bertrand Russell, “Mathematical Logic as Based on the Theory of Types,” American Journal of Mathematics 30(3), 222–262, 1908, DOI: 10.2307/2272708。 分岐型理論の一次資料。Leanの宇宙階層の直接仕様ではない。
- CHU32
Alonzo Church, “A Set of Postulates for the Foundation of Logic,” Annals of Mathematics 33(2), 346–366, 1932, DOI: 10.2307/1968337。関数抽象と変換を含む初期の 論理体系。後に逆理が判明した体系全体と、現在いうラムダ計算の計算核を区別する。
- CHU33
Alonzo Church, “A Set of Postulates for the Foundation of Logic (Second Paper),” Annals of Mathematics 34(4), 839–864, 1933, DOI: 10.2307/1968702。1932年論文に続く第二論文。 二論文を一つの完成済みな現代的非型付きラムダ計算として遡及的に読まない。
- CHU36
Alonzo Church, “An Unsolvable Problem of Elementary Number Theory,” American Journal of Mathematics 58(2), 345–363, 1936, DOI: 10.2307/2371045。ラムダ定義可能性を用いて 有効計算可能性を定式化し、決定不能性を示した一次資料。
- CHU40
Alonzo Church, “A Formulation of the Simple Theory of Types,” Journal of Symbolic Logic 5(2), 56–68, 1940, 原論文PDF。 単純型理論とラムダ変換を結びつけた基準文献。
- ML84
Per Martin-Löf, Intuitionistic Type Theory, notes by Giovanni Sambin, Bibliopolis, 1984, 公開PDF。 命題・型、Π型・Σ型、同一性型、帰納的対象を理解する歴史的基準点。Leanの型理論と 規則が全て一致するという意味ではない。
- CAR78
John Cartmell, Generalised Algebraic Theories and Contextual Categories, D.Phil. thesis, University of Oxford, 1978, 著者公開版。依存するsortを持つ一般化代数理論と、 文脈・代入を表すcontextual categoryを構築した一次資料。1986年の論文版と区別する。
- DYB96
Peter Dybjer, “Internal Type Theory,” in Types for Proofs and Programs, TYPES ’95, Lecture Notes in Computer Science 1158, 120–134, Springer, 1996, DOI: 10.1007/3-540-61780-9_66。 category with familiesを導入し、依存型の構文に近い圏論的モデルとcoherence問題を扱う一次論文。
- DB72
N. G. de Bruijn, “Lambda Calculus Notation with Nameless Dummies, a Tool for Automatic Formula Manipulation, with Application to the Church–Rosser Theorem,” Indagationes Mathematicae (Proceedings) 75(5), 381–392, 1972, DOI: 10.1016/1385-7258(72)90034-0。 束縛変数名を束縛子までの距離で置き換える記法の一次資料。
- PLO75
Gordon D. Plotkin, “Call-by-Name, Call-by-Value and the λ-Calculus,” Theoretical Computer Science 1(2), 125–159, 1975, DOI: 10.1016/0304-3975(75)90017-1。 名前呼び・値呼びの評価とプログラミング言語の対応を比較する基準文献。本書のLeanによる 一段実行関数を原論文の定義そのものとはみなさない。
- AC93
Roberto M. Amadio and Luca Cardelli, “Subtyping Recursive Types,” ACM Transactions on Programming Languages and Systems 15(4), 575–631, 1993, DOI: 10.1145/155183.155231。再帰型の同値と 部分型を、規則、アルゴリズム、無限木の意味論の対応として研究する。本書のiso-recursive型の 小ステップ体系は同論文の部分型計算そのものではない。
- WF94
Andrew K. Wright and Matthias Felleisen, “A Syntactic Approach to Type Soundness,” Information and Computation 115(1), 38–94, 1994, DOI: 10.1006/inco.1994.1093。 操作的意味論、subject reduction、進行型の議論をプログラミング言語の型健全性へ適用する 基準文献。本章の純粋STLCを同論文のStandard ML核と同一視しない。
- TAI67
William W. Tait, “Intensional Interpretations of Functionals of Finite Type I,” Journal of Symbolic Logic 32(2), 198–212, 1967, DOI: 10.2307/2271658。有限型の汎関数に対する 解釈を展開する一次資料。後世のreducibility candidatesや本章のLean定義と同一視せず、 正規化証明法の系譜を読む基準点とする。
- REY83
John C. Reynolds, “Types, Abstraction and Parametric Polymorphism,” in Information Processing 83, IFIP, 513–523, 1983。 多相型の関係解釈と抽象化定理をプログラミング言語の文脈で展開する一次資料。後世の “theorems for free”という標語や本書のLean構造を同論文へそのまま帰属させない。
- WAD89
Philip Wadler, “Theorems for Free!,” in Proceedings of FPCA ’89, 347–359, ACM Press, 1989, DOI: 10.1145/99370.99404。Reynoldsの 抽象化定理から多相プログラムの方程式を導く方法を展開した基準文献。適用可能性は言語の 効果・部分性・型機構の仮定とともに読む。
- CH88
Thierry Coquand and Gérard Huet, “The Calculus of Constructions,” Information and Computation 76(2–3), 95–120, 1988, DOI: 10.1016/0890-5401(88)90005-3。 構成計算(CoC)の基本理論を提示した基準文献。帰納型やLean固有のkernel機能を含む 現代の体系と同一ではない。
- BAR91
Henk Barendregt, “Introduction to Generalized Type Systems,” Journal of Functional Programming 1(2), 125–154, 1991, DOI: 10.1017/S0956796800020025。 型付きラムダ計算を一般化型システムとして統一し、CoCを八頂点のラムダ・キューブとして 分析した一次資料。
- HS98
Martin Hofmann and Thomas Streicher, “The Groupoid Interpretation of Type Theory,” in Twenty-Five Years of Constructive Type Theory, Oxford Logic Guides 36, 83–111, 1998, DOI: 10.1093/oso/9780198501275.003.0008。 内包的型理論の同一性型を群oidで解釈し、同一性証明の一意性が一般には導けないことを示す 基準文献。後の一価性公理そのものを述べた文献ではない。
- AW09
Steve Awodey and Michael A. Warren, “Homotopy Theoretic Models of Identity Types,” Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 146(1), 45–55, 2009, DOI: 10.1017/S0305004108001783。 model categoryにおけるMartin-Löf型理論のモデルを構成し、同一性型とホモトピー論の接続を 展開する。一価的基礎全体の標準教科書とは役割が異なる。
- HOTT13
The Univalent Foundations Program, Homotopy Type Theory: Univalent Foundations of Mathematics, Institute for Advanced Study, 2013, 公式公開版。一価性、高次帰納型、ホモトピーレベルを 系統的に扱う共同執筆の標準文献。Lean 4の
Eq : Propの仕様書ではない。 - GEN35
Gerhard Gentzen, “Untersuchungen über das logische Schließen I–II,” Mathematische Zeitschrift 39, 176–210 and 405–431, 1935, Part I DOI: 10.1007/BF01201353, Part II DOI: 10.1007/BF01201363。自然演繹と シーケント計算を導入し、正規化とcut除去へ至る証明論的構造を扱う原典。現在のLeanの tactic状態や証明項をGentzenの原体系そのものとはみなさない。
- HEY30
Arend Heyting, “Die formalen Regeln der intuitionistischen Logik I–III,” Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften, 42–56, 57–71, 158–169, 1930, 書誌情報。 直観主義命題・述語論理の形式化。Brouwerの研究計画そのものとは区別する。
- KOL32
A. Kolmogorov, “Zur Deutung der intuitionistischen Logik,” Mathematische Zeitschrift 35, 58–65, 1932, EuDML本文・書誌。直観主義論理を問題と解法として読む 解釈の一次資料。後世の “BHK” という総称は同時代の固有名ではない。
- CUR34
H. B. Curry, “Functionality in Combinatory Logic,” PNAS 20(11), 584–590, 1934, DOI: 10.1073/pnas.20.11.584。 組合せ子の型と含意論理の対応の早い一次資料。
- HOW80
William A. Howard, “The Formulae-as-Types Notion of Construction,” in To H. B. Curry, 479–490, Academic Press, 1980, 原論文PDF。原稿は1969年。Curryの結果を 単に再掲したのではなく、自然演繹と構成の対応を広げる。
- ROB65
J. A. Robinson, “A Machine-Oriented Logic Based on the Resolution Principle,” Journal of the ACM 12(1), 23–41, 1965, DOI: 10.1145/321250.321253。resolution原理による 自動推論の一部として単一化アルゴリズムを提示した一次資料。後世の型推論器に現れる単一化だけを 切り出して原論文全体とみなさない。
- HIN69
J. Roger Hindley, “The Principal Type-Scheme of an Object in Combinatory Logic,” Transactions of the American Mathematical Society 146, 29–60, 1969, DOI: 10.2307/1995158。組合せ論理の 対象に対するprincipal type-schemeを扱う。MLの型推論アルゴリズムを記述した論文ではない。
- MIL78
Robin Milner, “A Theory of Type Polymorphism in Programming,” Journal of Computer and System Sciences 17(3), 348–375, 1978, DOI: 10.1016/0022-0000(78)90014-4。 プログラミング言語の多相型規律、Algorithm W、意味論的・構文的健全性を提示する一次資料。
- DM82
Luís Damas and Robin Milner, “Principal Type-Schemes for Functional Programs,” POPL ’82, 207–212, 1982, DOI: 10.1145/582153.582176。関数型プログラムの principal type-schemeを研究する基準文献。依存型や型クラスを含むLeanのelaborationへ 完全性をそのまま移せるわけではない。
- DK13
Jana Dunfield and Neelakantan R. Krishnaswami, “Complete and Easy Bidirectional Typechecking for Higher-Rank Polymorphism,” ICFP ’13, 429–442, 2013, DOI: 10.1145/2500365.2500582。 高階ランク多相を対象に、証明論に基づく双方向型付けと健全・完全なアルゴリズムを与える。 本書の単相の合成・検査判断は、その情報流を理解するための限定された例である。
- FP91
Tim Freeman and Frank Pfenning, “Refinement Types for ML (Extended Abstract),” PLDI ’91, 268–277, 1991, 著者側書誌。 “refinement types” をMLの型システムとして定式化した代表的な初期文献。Leanの
Subtypeと同じ型検査方式ではない。 - DYB94
Peter Dybjer, “Inductive Families,” Formal Aspects of Computing 6, 440–465, 1994, DOI: 10.1007/BF01211308。 Martin-Löf型理論における一般化された帰納族の形成・導入・再帰を扱う。
- WB89
Philip Wadler and Stephen Blott, “How to Make Ad-hoc Polymorphism Less Ad Hoc,” POPL ’89, 60–76, 1989, DOI: 10.1145/75277.75283。 Hindley–Milner系に型クラスを導入した一次資料。Leanのインスタンス探索はこの発想を 発展させているが、同じ推論系ではない。
- EM45
Samuel Eilenberg and Saunders Mac Lane, “General Theory of Natural Equivalences,” Transactions of the American Mathematical Society 58, 231–294, 1945, AMS原論文PDF。 圏、関手、自然同値を体系的に導入した一次資料。現在の教科書的な普遍性・随伴・極限の 全体系をこの一論文へ遡及的に帰属させない。
- YON54
Nobuo Yoneda, “On the Homology Theory of Modules,” Journal of the Faculty of Science, University of Tokyo, Section I 7, 193–227, 1954, Stacks Project書誌。 加群のホモロジー理論を主題とする一次資料で、その中の補題が後に米田の補題として 一般圏論の中心定理になった。論文全体を現代の米田埋め込みだけへ還元しない。
- GRO57
Alexander Grothendieck, “Sur quelques points d'algèbre homologique,” Tôhoku Mathematical Journal, Second Series 9(2), 119–183, 1957, DOI: 10.2748/tmj/1178244839。アーベル圏と 導来関手の一般理論を構築し、アーベル群の層を主要例として扱う一次資料。後のサイトと Grothendieckトポスの全理論を、この論文へ遡及的に帰属させない。
- KAN58
Daniel M. Kan, “Adjoint Functors,” Transactions of the American Mathematical Society 87, 294–329, 1958, DOI: 10.1090/S0002-9947-1958-0131451-0。 随伴関手と後にKan拡張と呼ばれる構成を導入した一次資料。現代の単位・余単位による 定式化との記法差は [MAC98] と照合する。
- MAC63
Saunders Mac Lane, “Natural Associativity and Commutativity,” Rice University Studies 49(4), 28–46, 1963, 原論文PDF。 自然な結合性・可換性とその整合条件を研究した一次資料。現在のモノイダル圏の定義全体や mathlibの正規化手続を同論文へそのまま遡及させない。
- EK66
Samuel Eilenberg and G. M. Kelly, “Closed Categories,” in Proceedings of the Conference on Categorical Algebra, La Jolla 1965, Springer, 421–562, 1966, DOI: 10.1007/978-3-642-99902-4。 閉圏と内部homを体系化した一次資料。後の [KEL82] における豊穣圏論全体の定式化とは時期と範囲を区別する。
- KLE65
Heinrich Kleisli, “Every Standard Construction Is Induced by a Pair of Adjoint Functors,” Proceedings of the American Mathematical Society 16, 544–546, 1965, DOI: 10.1090/S0002-9939-1965-0177024-4。 当時standard constructionなどと呼ばれた構造から随伴を構成する一次資料。
- EM65
Samuel Eilenberg and John C. Moore, “Adjoint Functors and Triples,” Illinois Journal of Mathematics 9, 381–398, 1965, DOI: 10.1215/ijm/1256068141。 tripleとその代数の圏を随伴との関係から研究した一次資料。後代の “monad” という名称と 現行記法は [MAC98] と区別して読む。
- BEC67
Jonathan Mock Beck, Triples, Algebras and Cohomology, PhD thesis, Columbia University, 1967; reprinted in Reprints in Theory and Applications of Categories 2, 1–59, 2003, TAC公開版。 tripleによるコホモロジーと代数を展開する一次資料。2003年版の編集者序文が1964年草稿の 流通を記録するため、原稿年、学位論文年、再刊年を区別する。現代のBeck型定理の諸版は 仮定が異なるので、単一の現行定式化を無注釈で同論文へ帰属させない。
- LAM68
Joachim Lambek, “A Fixpoint Theorem for Complete Categories,” Mathematische Zeitschrift 103, 151–161, 1968, DOI: 10.1007/BF01110627。 圏論的な不動点定理を扱う一次資料。始代数の構造射が同型になる、現在Lambekの補題と 呼ばれる主張を、後代のデータ型意味論だけへ限定して読まない。
- SGA1
Alexander Grothendieck, Revêtements étales et groupe fondamental (SGA 1), Lecture Notes in Mathematics 224, Springer, 1971, Stacks Project書誌。第VI exposé “Catégories fibrées et descente” はファイバー圏、Cartesian射、降下を代数幾何の文脈で 体系化する一次資料。セミナー実施時期と刊行年、および後の型理論的解釈を区別する。
- BEN85
Jean Bénabou, “Fibered Categories and the Foundations of Naive Category Theory,” Journal of Symbolic Logic 50(1), 10–37, 1985, DOI: 10.2307/2273784。ファイバー圏を圏論の 基礎づけと結びつけて展開する一次論文。Grothendieckの幾何学的使用と目的を区別して読む。
- SEE84
R. A. G. Seely, “Locally Cartesian Closed Categories and Type Theory,” Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 95(1), 33–48, 1984, DOI: 10.1017/S0305004100061284。 局所デカルト閉圏とMartin-Löf型理論の対応を体系的に論じる一次論文。後続研究による coherence条件の修正や双圏同値の精密化を、原論文の主張と区別して読む。
- GIR87
Jean-Yves Girard, “Linear Logic,” Theoretical Computer Science 50(1), 1–102, 1987, DOI: 10.1016/0304-3975(87)90045-4。 線形論理を、乗法的・加法的・指数的結合子、線形否定、cut除去、coherent space意味論とともに 導入した一次論文。後世の資源解釈だけへ論文全体を還元せず、証明論と意味論の構成を区別して読む。
- SEE89
R. A. G. Seely, “Linear Logic, *-Autonomous Categories and Cofree Coalgebras,” in Categories in Computer Science and Logic, Contemporary Mathematics 92, 371–382, American Mathematical Society, 1989, DOI: 10.1090/conm/092/1003210。 *-自律圏と余自由余代数による線形論理の圏論モデルを論じる一次資料。後続研究で修正・精密化された Seely categoryの定義と、原論文の定式化を同一視しない。
- BEN95
P. N. Benton, “A Mixed Linear and Non-Linear Logic: Proofs, Terms and Models,” in Computer Science Logic, CSL ’94, Lecture Notes in Computer Science 933, 121–135, Springer, 1995, DOI: 10.1007/BFb0022251。 デカルト閉な非線形世界と対称モノイダル閉な線形世界を随伴で結ぶLNL体系の一次論文。1994年の 会議と1995年の選集刊行、および同題の長い技術報告を区別する。
- MOG91
Eugenio Moggi, “Notions of Computation and Monads,” Information and Computation 93(1), 55–92, 1991, DOI: 10.1016/0890-5401(91)90052-4。 値と計算を区別する計算的ラムダ計算を導入し、複数の計算概念を強いモナドの圏論的意味論で 統一した一次論文。1989年の会議論文と1991年の拡張誌上版、および後代の言語APIを区別する。
- PP03
Gordon Plotkin and John Power, “Algebraic Operations and Generic Effects,” Applied Categorical Structures 11(1), 69–94, 2003, DOI: 10.1023/A:1023064908962。 代数的演算とgeneric effectの対応を、強いモナドと豊穣圏論の設定で研究した一次論文。 2001年の先行会議論文と、題名・範囲を同一視しない。
- PP13
Gordon Plotkin and Matija Pretnar, “Handling Algebraic Effects,” Logical Methods in Computer Science 9(4), article 23, 2013, DOI: 10.2168/LMCS-9(4:23)2013。 自由モデルと準同型によって例外処理を一般の代数的効果ハンドラへ拡張した一次論文。2009年の “Handlers of Algebraic Effects” 会議版と、題名・内容・刊行年を区別する。
- SGA4
Michael Artin, Alexander Grothendieck, and Jean-Louis Verdier, eds., Théorie des topos et cohomologie étale des schémas, Séminaire de Géométrie Algébrique du Bois-Marie 1963–1964, Lecture Notes in Mathematics 269, 270, 305, Springer, 1972–1973, Tome 2, DOI: 10.1007/BFb0061319。サイト、トポス、 降下、エタール・コホモロジーを展開する複数巻の基準的な一次資料。各 exposé の著者と 巻を確認し、全内容を単著の一時点の定義として引用しない。
- LAW70
F. William Lawvere, “Quantifiers and Sheaves,” in Actes du Congrès International des Mathématiciens, Nice 1970, vol. 1, 329–334, Gauthier-Villars, 1971。量化を再添字付けの随伴として捉え、層と論理を結ぶ一次資料。 1970年の講演と1971年の会議録刊行を区別する。
- TIE72
Myles Tierney, “Sheaf Theory and the Continuum Hypothesis,” in Toposes, Algebraic Geometry and Logic, Lecture Notes in Mathematics 274, 13–42, Springer, 1972, DOI: 10.1007/BFb0073963。層トポスの内部論理を 集合論の独立性へ応用する一次資料。後代に整理された初等トポスの標準定義全体を、この論文だけへ帰属させない。
- GTWW77
Joseph A. Goguen, James W. Thatcher, Eric G. Wagner, and Jesse B. Wright, “Initial Algebra Semantics and Continuous Algebras,” Journal of the ACM 24(1), 68–95, 1977, DOI: 10.1145/321992.321997。始代数意味論を 連続代数と結び、代数的仕様とプログラム意味論へ展開した一次資料。Leanの帰納型生成機構や 依存除去原理を、この論文の定式化とそのまま同一視しない。
- RUT00
J. J. M. M. Rutten, “Universal Coalgebra: A Theory of Systems,” Theoretical Computer Science 249(1), 3–80, 2000, CWI書誌・著者公開版。状態遷移系、双模倣、終余代数を 普遍余代数の枠組みで統一する基準的な研究論文。Leanの再帰定義機構の仕様ではない。
- SP82
M. B. Smyth and G. D. Plotkin, “The Category-Theoretic Solution of Recursive Domain Equations,” SIAM Journal on Computing 11(4), 761–783, 1982, DOI: 10.1137/0211062。CPO上の連続写像の最小不動点を、 順序豊穣圏上の連続関手と埋込みの圏へ拡張する一次論文。1979年の投稿と1982年の刊行を区別する。
- FRE91
Peter J. Freyd, “Algebraically Complete Categories,” in Category Theory: Proceedings of the International Conference Held in Como, Italy, July 22–28, 1990, Lecture Notes in Mathematics 1488, 95–104, Springer, 1991, 会議録DOI: 10.1007/BFb0084207。代数的完備性を 一般の圏論的条件として研究する一次資料。1990年の会議と1991年の刊行を区別する。
- GH04
Nicola Gambino and Martin Hyland, “Wellfounded Trees and Dependent Polynomial Functors,” in Types for Proofs and Programs, TYPES 2003, Lecture Notes in Computer Science 3085, 210–225, Springer, 2004, DOI: 10.1007/978-3-540-24849-1_14。 W型を局所デカルト閉圏の依存多項式関手と結び、その始代数を研究する一次論文。本書の
Type上の一変数多項式関手は、この一般理論の全てを形式化するものではない。 - AMM25
Jiří Adámek, Stefan Milius, and Lawrence S. Moss, Initial Algebras and Terminal Coalgebras: The Theory of Fixed Points of Functors, Cambridge Tracts in Theoretical Computer Science 62, Cambridge University Press, 2025, DOI: 10.1017/9781108884112。標準鎖による始代数・ 終余代数の構成、関手の不動点、完備半順序や距離空間との接続を研究書として追う文献。
- GLT89
Jean-Yves Girard, Yves Lafont, and Paul Taylor, Proofs and Types, Cambridge Tracts in Theoretical Computer Science 7, Cambridge University Press, 1989, corrected reprint 1990, 著者公開PDF。自然演繹、正規化、 単純型付きラムダ計算、System Fをproof theory側から読む標準文献。
- TAPL02
Benjamin C. Pierce, Types and Programming Languages, MIT Press, 2002, 出版社書誌。 構文、操作的意味論、型判断、保存・進行を論文標準の推論規則で学ぶための教科書。
- PFPL16
Robert Harper, Practical Foundations for Programming Languages, 2nd ed., Cambridge University Press, 2016, DOI: 10.1017/CBO9781316576892。 判断と規則を中心にプログラミング言語の静的・動的意味論を構成する研究書。第2版は type refinementsも扱う。
- LS86
J. Lambek and P. J. Scott, Introduction to Higher-Order Categorical Logic, Cambridge Studies in Advanced Mathematics 7, Cambridge University Press, 1986, 書誌情報。 型付きラムダ計算・高階論理とCartesian closed categoryの対応を学ぶ標準文献。
- JAC99
Bart Jacobs, Categorical Logic and Type Theory, Studies in Logic and the Foundations of Mathematics 141, North-Holland, Elsevier, 1999, 著者書誌。ファイブレーションを統一概念として、 述語論理・依存型理論・圏論的意味論を体系化する標準研究書。原典ではなく現代的定式化の参照に用いる。
- HOF97
Martin Hofmann, “Syntax and Semantics of Dependent Types,” in Andrew M. Pitts and Peter Dybjer, eds., Semantics and Logics of Computation, 79–130, Cambridge University Press, 1997, DOI: 10.1017/CBO9780511526619.004。 依存型構文と抽象的意味論、型形成子、外延的・内包的構成の関係を読む標準的な章。
- MAC98
Saunders Mac Lane, Categories for the Working Mathematician, 2nd ed., Graduate Texts in Mathematics 5, Springer, 1998。圏論の標準的な研究語彙と 普遍構成を参照する文献。初版は1971年であり、版を区別する。
- KEL82
G. M. Kelly, Basic Concepts of Enriched Category Theory, London Mathematical Society Lecture Note Series 64, Cambridge University Press, 1982; corrected reprint, Reprints in Theory and Applications of Categories 10, 1–136, 2005, TAC公開版。豊穣圏、 豊穣化されたend・coend、Kan拡張を体系的に扱う研究書。1982年版と訂正を含む2005年再刊を区別する。
- MM92
Saunders Mac Lane and Ieke Moerdijk, Sheaves in Geometry and Logic: A First Introduction to Topos Theory, Universitext, Springer, 1992。前層、篩、 Grothendieck位相、層化、トポスを現代的な圏論の記法で結び直す標準研究書。SGA 4の 一次資料としてではなく、定義間の同値と論理への接続を学ぶために用いる。
- LEI14
Tom Leinster, Basic Category Theory, Cambridge Studies in Advanced Mathematics 143, Cambridge University Press, 2014, DOI: 10.1017/CBO9781107360068。 普遍性を随伴・表現可能関手・極限の三方向から読み直すための導入的研究書。
- LEAN-DTT
Lean project, Theorem Proving in Lean 4, “Dependent Type Theory,” 公式文書。 Leanの依存関数型、宇宙階層、宇宙多相を説明する。歴史的CoCの仕様書ではない。
- LEAN-FAQ
Lean project, “Is Lean just like Rocq?”, Frequently Asked Questions, 公式文書。LeanとRocqの宇宙累積性、 証明無関係性、再帰のkernel上の扱いなどの差を確認する現行資料。
- LEAN-REF
Lean project, The Lean Language Reference, 公式文書。関数型、
Prop、宇宙、帰納型、 商、elaborationを現行Lean 4の仕様として確認する。歴史的由来や一般の型理論の定義は このマニュアルだけから推論しない。 - LEAN-REC
Lean project, The Lean Language Reference, “Recursive Definitions,” 公式文書。 構造再帰、整礎再帰、部分不動点、帰納的・余帰納的述語、
partialの論理上の差を確認する。 圏論的な始代数・終余代数の一般理論はこの仕様だけから推論しない。 - MATHLIB
Lean community, Mathlib Documentation, CategoryTheory.Category.Basic。 mathlibの圏、射の宇宙、型クラスによる圏構造の現行APIを確認する入口。圏論の数学的定義は 先に定義と定理を数学的記法で理解し、API設計と区別して読む。