Reseña: Formalization of propositional linear temporal logic in the Mizar system

Una línea de trabajo dentro del campo del razonamiento formalizado consiste en la formalización de la metalógica de distintos sistemas lógicos. En esta línea se inscribe el artículo Formalization of propositional linear temporal logic in the Mizar system.

Su autor es Mariusz Giero (University of Bialystok).

Su resumen es

The paper describes formalization of some issues of propositional linear temporal logic (PLTL). We discuss encountered problems and applied solutions. The formalization was carried out in the Mizar system. In comparison with other systems, Mizar is famous for its large repository of computer checked mathematical knowledge and also for its user-friendly knowledge representation and proof language.

Reseña: Implementation of Bourbaki’s Elements of Mathematics in Coq. Part Two: Ordered Sets, Cardinals, Integers

En una entrada anterior comentamos el proyecto de formalización del libro Elements of Mathematics: Theory of Sets de N. Bourbaki en Coq.

En dicha entrada comentamos el primer paso del proyecto consistente en la formalización de la teoría de conjuntos correspondiente al capítulo II del libro de Bourbaki (páginas 65-130).

La formalización del capítulo III (páginas 131-256) constituye el contenido del segundo paso. Dicha formalización ha sido publicada por José Grimm en el artículo Implementation of Bourbaki’s Elements of Mathematics in Coq: Part Two; Ordered Sets, Cardinals, Integers. Su resumen es el siguiente

We believe that it is possible to put the whole work of Bourbaki into a computer. One of the objectives of the Gaia project concerns homological algebra (theory as well as algorithms); in a first step we want to implement all nine chapters of the book Algebra. But this requires a theory of sets (with axiom of choice, etc.) more powerful than what is provided by Ensembles; we have chosen the work of Carlos Simpson as basis. This reports lists and comments all definitions and theorems of the Chapter Ordered Sets, Cardinals, Integers”.

Version 3 is based on the Coq ssreflect library. It implements some properties on ordinal numbers. The code (including some exercises) is available on the Web, under http://www-sop.inria.fr/apics/gaia.

Reseña: Implementation of Bourbaki’s Elements of Mathematics in Coq: Part One, Theory of Sets

Una de las tareas del razonamiento formalizado consiste en la formalización de textos matemáticos. Un ejemplo es el artículo Implementation of Bourbaki’s Elements of Mathematics in Coq: Part One, Theory of Sets.

El autor del artículo es José Grimm (del INRIA Sophia-Antipolis Méditerranée) y se ha publicado en el Journal of Formalized Reasoning.

El trabajo se enmarca en el proyecto GAIA (Geometry, Algebra, Informatics and Applications), cuyos objetivos son la formalización de las demostraciones del la HDR (Habilitation à diriger des recherches) de A. Quadrat, de las del libro Basic Homological Algebra (de M. Scott Osborne) y la demostración de la corrección de la implementación de estos teoremas como algoritmos en el sistema OreModules.

Dentro del proyecto GAIA, el contenido del artículo es el primer paso y, esencialmente consiste en la formalización en Coq de teoremas del libro Elements of Mathematics: Theory of Sets de N. Bourbaki. La formalización se basa en la realizada por Carlos Simpson y publicada en Set-theoretical mathematics in Coq.

El resumen del artículo es el siguiente

This paper presents a formalization of the first book of the series Elements of Mathematics” by Nicolas Bourbaki, using the Coq proof assistant.

It discusses formalization of mathematics, and explains in which sense a computer proof of a statement corresponds to a proof in the Bourbaki sense, given that the Coq quantifiers are not defined in terms of Hilbert’s epsilon function. The list of axioms and axiom schemes of Bourbaki is compared to the more usual Zermelo-Fraenkel theory, and to those proposed by Carlos Simpson, which form the basis of the Gaia software. Some basic constructions (union, intersection, product, function, equivalence and order relation) are described, as well as some properties; this corresponds to Sections 1 to 6 of Chapter II, and the first two sections of Chapter III. A commented proof of Zermelo’s theorem is also given. The code (including almost all exercises) is available on the Web, under http://www-sop.inria.fr/apics/gaia.

Razonamiento formalizado para la enseñanza de las matemáticas

Un posible campo de aplicación del razonamiento formalizado podría ser su uso como alumno inteligente de forma que “enseñar” al sistema sería una manera de aprender a enseñar, haciendo explícito gran parte del conocimiento implícito.

Parece que una idea parecida pudo tener N.G. de Bruijn (el autor de Automath, el primer sistema de razonamiento formalizado) al afirmar que

If you can’t explain your mathematics to a machine it is an illusion to think you can explain it to a student.

ProofWiki y la verificación de las demostraciones matemáticas

ProofWiki es un compendio de demostraciones matemáticas escritas de manera colaborativa en una wiki. Su objetivo es colecionar y clasificar demostraciones de teoremas matemáticos.

El proyecto empezó en marzo de 2008 y actualmente incluye 2.804 demostraciones escritas por sus 297 usuarios. Las demostraciones se encuentran clasificadas en 34 categorías. Una de las categorías particularmente interesante es la de teoremas con nombres en la que aparecen 247 teoremas. También es interesante la página de los teoremas más populares según el número de visitas.

ProofWiki podría servir de base para otro proyecto cuyo objetivo final fuese la verificación formal de las demostraciones matemáticas. Para ello se podría crear una wiki y, de forma colaborativa, escribir las verificaciones de las demostraciones de ProofWiki usando los distintos sistemas de razonamiento asistido por ordenador (como Isabelle/HOL/Isar, PVS, ACL2, Coq, HOL, HOL Light o Mizar).