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P2 Admissible Types-to-PERs Relativization in Higher-Order Logic

高阶逻辑中可容许的 Types-to-PERs 相对化
POPL 7(POPL)2023匹配度 2/10 · 论文研究 HOL 中 types-to-PERs 相对化的可容许性及 Isabelle 按需相对化工具,属于定理证明与形式化验证基础设施;与用户当前核心的 LLM/Agent 与静态分析、浮点程序分析、贝叶斯程序分析等方向没有直接交叉,也未涉及 LLM 或程序静态分析。引用 3 inbox
Andrei Popescu, Dmitriy Traytel
crossref: 2026-09-10

AI 速览

一句话:首次系统定义并证明 HOL 中 Types-to-PERs 相对化的可容许性,并实现 Isabelle 按需相对化工具。

在 HOL4、HOL Light 和 Isabelle/HOL 等基于 HOL 的交互式证明器中,将基于类型的陈述相对化到集合上可提升证明效率,但此前缺乏统一定义与可容许性分析。本文首次系统研究 HOL 的 types-to-sets 相对化,并推广为 types-to-PERs(偏等价关系)形式。作者证明,在包含数据类型与余数据类型等容器类型的实用 HOL 片段中,types-to-PERs 相对化是可容许的:原类型化陈述可证则其 PER 化对应陈述可证。该结果还蕴含带局部类型定义的 HOL 公理扩展可容许。作者将相对化实现为 Isabelle 工具,可按需对 HOL 定理执行相对化。

问题
如何把 HOL 中基于类型的陈述可靠地相对化到集合或偏等价关系(PER),以提升 HOL 交互式证明器中的证明效率。
方法
首次系统定义 HOL 的 types-to-PERs 相对化,并在包含数据类型、余数据类型等容器类型的实用 HOL 片段中证明该变换可容许;同时实现 Isabelle 工具按需执行相对化。
评估
通过元理论证明相对化可容许,并推出带局部类型定义的公理扩展可容许;以 Isabelle 工具展示实现与按需相对化能力。
原文摘要(Abstract)

Relativizing statements in Higher-Order Logic (HOL) from types to sets is useful for improving productivity when working with HOL-based interactive theorem provers such as HOL4, HOL Light and Isabelle/HOL. This paper provides the first comprehensive definition and study of types-to-sets relativization in HOL, done in the more general form of types-to-PERs (partial equivalence relations). We prove that, for a large practical fragment of HOL which includes container types such as datatypes and codatatypes, types-to-PERs relativization is admissible, in that the provability of the original, type-based statement implies the provability of its relativized, PER-based counterpart. Our results also imply the admissibility of a previously proposed axiomatic extension of HOL with local type definitions. We have implemented types-to-PERs relativization as an Isabelle tool that performs relativization of HOL theorems on demand.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot2072,
  title = {Admissible Types-to-PERs Relativization in Higher-Order Logic},
  author = {Andrei Popescu and Dmitriy Traytel},
  journal = {Proceedings of the ACM on Programming Languages},
  volume = {7},
  number = {POPL},
  year = {2023},
  doi = {10.1145/3571235}
}