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形式化科学 & 类型理论

类型论是数学、逻辑和计算机科学以下的一个分支,是研究不同类型系统及其表达形式的学科。某些类型系统适合用作数学基础,取代数学家一般使用的集合论,其中最具影响力的有阿隆佐·邱奇的有类型 $lambda$ 演算和 Martin Lof 的直觉类型论。许多函数式语言和交互式定理验证工具都建立在类型论的基础上,如Agda、Coq、Idris、Lean等等。

类型论的核心概念是,每一条合乎语法规则的表达式(或称“项”)都有其所属的“类型”。通过结合多个基础类型,可以定义更加复杂的类型。如此得出的类型可以表示各种复杂的数学结构,如自然数、群、拓扑空间等等(对于不同类型的数学对象,也有专门的类型理论)。在集合论中,这些结构都是含有元素(或称成员)的集合,它的定义纯粹就是指定其所含的所有元素。在类型论中,这些结构的定义并不罗列属于它的所有项,而是指定如何建构它的项的一套推导规则。集合论需要一套一阶逻辑系统,但是类型论只需要"类型"这个基本概念。

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参考