Linear logic as a logical framework

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Xavier, Bruno Francisco
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54541
Resumo: Esta tese investiga a analiticidade de sistemas de prova por meio da Lógica Linear (LL). A analiticidade é a propriedade de que uma prova de uma fórmula F usa apenas subfórmulas de F. No cálculo de sequentes, essa propriedade é geralmente estabelecida mostrando que a regra de corte é admissível, o que significa que a introdução do lema auxiliar A na proposição “se A segue de B e C segue de A, então C segue de B” pode ser eliminada. No entanto, a eliminação de corte é um processo complexo que envolve múltiplas transformações de prova e requer o uso de procedimentos (semi-)automáticos para evitar erros. LL é uma ferramenta poderosa para estudar a analiticidade de sistemas de prova devido à sua natureza orientada à recursos, ao sistema focado e seu teorema de eliminação de corte. Trabalhos anteriores de Miller e Pimentel utilizaram LL como um framework lógico para estabelecer condições suficientes para a eliminação de corte de lógicas objeto. No entanto, muitos sistemas lógicos não podem ser adequadamente codificados em LL, particularmente sistemas de sequentes para lógicas modais. Nesta tese, propomos um sistema de sequentes aninhados linearmente (LNS, do inglês linear nested sequents) de uma variante de LL com subexponenciais (MMLL) e demonstramos que é possível estabelecer um critério de eliminação de corte para uma classe mais ampla de sistemas lógicos. Isso inclui sistemas de prova LNS para lógicas multimodais clássicas e subestruturais, bem como o sistema LNS para lógica intuicionista. Além disso, apresentamos um estudo detalhado do procedimento de eliminação de corte para LL. Especificamente, propomos um conjunto de regras de corte para sistemas focados em LL, uma variante de LL com subexponenciais (SELL) e MMLL. Nossa pesquisa demonstrou que essas regras de corte são suficientes para estabelecer diretamente a admissibilidade de corte nos sistemas focados. Formalizamos nossos resultados em Coq, um assistente de prova formal, fornecendo procedimentos para verificar a eliminação de corte de vários sistemas lógicos que são comumente usados em filosofia, matemática e ciência da computação.
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No cálculo de sequentes, essa propriedade é geralmente estabelecida mostrando que a regra de corte é admissível, o que significa que a introdução do lema auxiliar A na proposição “se A segue de B e C segue de A, então C segue de B” pode ser eliminada. No entanto, a eliminação de corte é um processo complexo que envolve múltiplas transformações de prova e requer o uso de procedimentos (semi-)automáticos para evitar erros. LL é uma ferramenta poderosa para estudar a analiticidade de sistemas de prova devido à sua natureza orientada à recursos, ao sistema focado e seu teorema de eliminação de corte. Trabalhos anteriores de Miller e Pimentel utilizaram LL como um framework lógico para estabelecer condições suficientes para a eliminação de corte de lógicas objeto. No entanto, muitos sistemas lógicos não podem ser adequadamente codificados em LL, particularmente sistemas de sequentes para lógicas modais. Nesta tese, propomos um sistema de sequentes aninhados linearmente (LNS, do inglês linear nested sequents) de uma variante de LL com subexponenciais (MMLL) e demonstramos que é possível estabelecer um critério de eliminação de corte para uma classe mais ampla de sistemas lógicos. Isso inclui sistemas de prova LNS para lógicas multimodais clássicas e subestruturais, bem como o sistema LNS para lógica intuicionista. Além disso, apresentamos um estudo detalhado do procedimento de eliminação de corte para LL. Especificamente, propomos um conjunto de regras de corte para sistemas focados em LL, uma variante de LL com subexponenciais (SELL) e MMLL. Nossa pesquisa demonstrou que essas regras de corte são suficientes para estabelecer diretamente a admissibilidade de corte nos sistemas focados. Formalizamos nossos resultados em Coq, um assistente de prova formal, fornecendo procedimentos para verificar a eliminação de corte de vários sistemas lógicos que são comumente usados em filosofia, matemática e ciência da computação.This thesis investigates the analyticity of proof systems using Linear Logic (LL). Analyticity refers to the property that a proof of a formula F only uses subformulas of F. In sequent calculus, this property is typically established by showing that the cut rule is admissible, meaning that the introduction of the auxiliary lemma A in the reasoning “if A follows from B and C follows from A, then C follows from B” can be eliminated. However, cut-elimination is a complex process that involves multiple proof transformations and requires the use of (semi-)automatic procedures to prevent mistakes. LL is a powerful tool for studying the analyticity of proof systems due to its resource-conscious nature, the focused system, and its cut-elimination theorem. Previous works by Miller and Pimentel have used LL as a logical framework for establishing sufficient conditions for cut-elimination of object logics (OL). However, many logical systems cannot be adequately encoded in LL, particularly sequent systems for modal logics. In this thesis, we utilize a linear nested sequent (LNS) presentation of a variant of LL with subexponentials (MMLL) and demonstrate that it is possible to establish a cut-elimination criterion for a broader class of logical systems. This includes LNS proof systems for classical and substructural multimodal logics, as well as the LNS system for intuitionistic logic. Additionally, we present an in-depth study of the cut-elimination procedure for LL. Specifically, we propose a set of cut rules for focused systems for LL, a variant of LL with subexponentials (SELL) and MMLL. Our research demonstrates that these cut rules are sufficient for directly establishing the admissibility of cut within the focused systems. We formalize our results in Coq, a formal proof assistant, providing procedures for verifying cut-admissibility of several logical systems that are commonly used in philosophy, mathematics, and computer science.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOUFRNBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOComputaçãoLógica linearFramework lógicoMultimodalidadeAdmissibilidade do corteCoqLinear logic as a logical frameworkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALLinearlogiclogical_Xavier_2023.pdfapplication/pdf1910193https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/54541/1/Linearlogiclogical_Xavier_2023.pdfbc449a148ef1577aaf5ed55ee538ca7dMD51123456789/545412023-08-18 17:03:35.835oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/54541Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-08-18T20:03:35Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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