Changes

MyWikiBiz, Author Your Legacy — Thursday May 02, 2024
Jump to navigationJump to search
update
Line 1: Line 1:  
{{DISPLAYTITLE:Change In Logic}}
 
{{DISPLAYTITLE:Change In Logic}}
 +
'''Author: [[User:Jon Awbrey|Jon Awbrey]]'''
 +
 +
==Note 1==
 +
 +
<pre>
 +
  | The most fundamental concept in cybernetics is that of "difference",
 +
  | either that two things are recognisably different or that one thing
 +
  | has changed with time.
 +
  |
 +
  | William Ross Ashby,
 +
  |'An Introduction to Cybernetics',
 +
  | Chapman & Hall, London, UK, 1956,
 +
  | Methuen & Company, London, UK, 1964.
 +
 +
Linear Topics.  The Differential Theory of Qualitative Equations
 +
 +
This chapter is titled "Linear Topics" because that is the heading
 +
under which the derivatives and the differentials of any functions
 +
usually come up in mathematics, namely, in relation to the problem
 +
of computing "locally linear approximations" to the more arbitrary,
 +
unrestricted brands of functions that one finds in a given setting.
 +
 +
To denote lists of propositions and to detail their components,
 +
we use notations like:
 +
 +
  !a!  =  <a, b, c>,
 +
 +
  !p!  =  <p, q, r>,
 +
 +
  !x!  =  <x, y, z>,
 +
 +
or, in more complicated situations:
 +
 +
  x  =  <x_1, x_2, x_3>,
 +
 +
  y  =  <y_1, y_2, y_3>,
 +
 +
  z  =  <z_1, z_2, z_3>.
 +
 +
In a universe where some region is ruled by a proposition,
 +
it is natural to ask whether we can change the value of that
 +
proposition by changing the features of our current state.
 +
 +
Given a venn diagram with a shaded region and starting from
 +
any cell in that universe, what sequences of feature changes,
 +
what traverses of cell walls, will take us from shaded to
 +
unshaded areas, or the reverse?
 +
 +
In order to discuss questions of this type, it is useful
 +
to define several "operators" on functions.  An operator
 +
is nothing more than a function between sets that happen
 +
to have functions as members.
 +
 +
A typical operator F takes us from thinking about a given function f
 +
to thinking about another function g.  To express the fact that g can
 +
be obtained by applying the operator F to f, we write g = Ff.
 +
 +
The first operator, E, associates with a function f : X -> Y
 +
another function Ef, where Ef : X x X -> Y is defined by the
 +
following equation:
 +
 +
  Ef(x, y)  =  f(x + y).
 +
 +
E is called a "shift operator" because it takes us from contemplating the
 +
value of f at a place x to considering the value of f at a shift of y away.
 +
Thus, E tells us the absolute effect on f that is obtained by changing its
 +
argument from x by an amount that is equal to y.
 +
 +
Historical Note.  The protean "shift operator" E was originally called
 +
the "enlargement operator", hence the initial "E" of the usual notation.
 +
 +
The next operator, D, associates with a function f : X -> Y
 +
another function Df, where Df : X x X -> Y is defined by the
 +
following equation:
 +
 +
  Df(x, y)  =  Ef(x, y) - f(x),
 +
 +
or, equivalently,
 +
 +
  Df(x, y)  =  f(x + y) - f(x).
 +
 +
D is called a "difference operator" because it tells us about the
 +
relative change in the value of f along the shift from x to x + y.
 +
 +
In practice, one of the variables, x or y, is often
 +
considered to be "less variable" than the other one,
 +
being fixed in the context of a concrete discussion.
 +
Thus, we might find any one of the following idioms:
 +
 +
1.  Df : X x X -> Y,
 +
 +
    Df(c, x)  =  f(c + x) - f(c).
 +
 +
    Here, c is held constant and Df(c, x) is regarded
 +
    mainly as a function of the second variable x,
 +
    giving the relative change in f at various
 +
    distances x from the center c.
 +
 +
2.  Df : X x X -> Y,
 +
 +
    Df(x, h)  =  f(x + h) - f(x).
 +
 +
    Here, h is either a constant (usually 1), in discrete contexts,
 +
    or a variably "small" amount (near to 0) over which a limit is
 +
    being taken, as in continuous contexts.  Df(x, h) is regarded
 +
    mainly as a function of the first variable x, in effect, giving
 +
    the differences in the value of f between x and a neighbor that
 +
    is a distance of h away, all the while that x itself ranges over
 +
    its various possible locations.
 +
 +
3.  Df : X x X -> Y,
 +
 +
    Df(x, dx)  =  f(x + dx) - f(x).
 +
 +
    This is yet another variant of the previous form,
 +
    with dx denoting small changes contemplated in x.
 +
 +
That's the basic idea.  The next order of business is to develop
 +
the logical side of the analogy a bit more fully, and to take up
 +
the elaboration of some moderately simple applications of these
 +
ideas to a selection of relatively concrete examples.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 2==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
Example 1.  A Polymorphous Concept
 +
 +
I start with an example that is simple enough that it will allow us to compare
 +
the representations of propositions by venn diagrams, truth tables, and my own
 +
favorite version of the syntax for propositional calculus all in a relatively
 +
short space.  To enliven the exercise, I borrow an example from a book with
 +
several independent dimensions of interest, 'Topobiology' by Gerald Edelman.
 +
One finds discussed there the notion of a "polymorphous set".  Such a set
 +
is defined in a universe of discourse whose elements can be described in
 +
terms of a fixed number k of logical features.  A "polymorphous set" is
 +
one that can be defined in terms of sets whose elements have a fixed
 +
number j of the k features.
 +
 +
As a rule in the following discussion, I will use upper case letters as names
 +
for concepts and sets, lower case letters as names for features and functions.
 +
 +
The example that Edelman gives (1988, Fig. 10.5, p. 194) involves sets of
 +
stimulus patterns that can be described in terms of the three features
 +
"round" 'u', "doubly outlined" 'v', and "centrally dark" 'w'.  We may
 +
regard these simple features as logical propositions u, v, w : X -> B.
 +
The target concept Q is one whose extension is a polymorphous set Q,
 +
the subset Q of the universe X where the complex feature q : X -> B
 +
holds true.  The Q in question is defined by the requirement:
 +
"Having at least 2 of the 3 features in the set {u, v, w}".
 +
 +
Taking the symbols u = "round", v = "doubly outlined", w = "centrally dark",
 +
and using the corresponding capitals to label the circles of a venn diagram,
 +
we get a picture of the target set Q as the shaded region in Figure 1.  Using
 +
these symbols as "sentence letters" in a truth table, let the truth function q
 +
mean the very same thing as the expression "{u and v} or {u and w} or {v and w}".
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \%%%%%%%%%%\ /%%%%%%%%%%/    \            |
 +
|          /      \%%%%%%%%%%o%%%%%%%%%%/      \          |
 +
|          /        \%%%%%%%%/%\%%%%%%%%/        \          |
 +
|        /          \%%%%%%/%%%\%%%%%%/          \        |
 +
|        /            \%%%%/%%%%%\%%%%/            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |        V        |%%%%%%%|        W        |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      o                o%%%%%%%o                o      |
 +
|        \                \%%%%%/                /        |
 +
|        \                \%%%/                /        |
 +
|          \                \%/                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 1.  Polymorphous Set Q
 +
 +
In other words, the proposition q is a truth-function of the 3 logical variables
 +
u, v, w, and it may be evaluated according to the "truth table" scheme that is
 +
shown in Table 2.  In this representation the polymorphous set Q appears in
 +
the guise of what some people call the "pre-image" or the "fiber of truth"
 +
under the function q.  More precisely, the 3-tuples for which q evaluates
 +
to true are in an obvious correspondence with the shaded cells of the
 +
venn diagram.  No matter how we get down to the level of actual
 +
information, it's all pretty much the same stuff.
 +
 +
Table 2.  Polymorphous Function q
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
|  u  v  w  |  u & v  |  u & w  |  v & w  |  q  |
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  0  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  0  1  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  1  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  1  1  |    0    |    0    |    1    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  0  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  0  1  |    0    |    1    |    0    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  1  0  |    1    |    0    |    0    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  1  1  |    1    |    1    |    1    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
 +
With the pictures of the venn diagram and the truth table before us,
 +
we have come to the verge of seeing how the word "model" is used in
 +
logic, namely, to distinguish whatever things satisfy a description.
 +
 +
In the venn diagram presentation, to be a model of some conceptual
 +
description !F! is to be a point x in the corresponding region F
 +
of the universe of discourse X.
 +
 +
In the truth table representation, to be a model of a logical
 +
proposition f is to be a data-vector !x! (a row of the table)
 +
on which a function f evaluates to true.
 +
 +
This manner of speaking makes sense to those who consider the ultimate meaning of
 +
a sentence to be not the logical proposition that it denotes but its truth value
 +
instead.  From the point of view, one says that any data-vector of this type
 +
(k-tuples of truth values) may be regarded as an "interpretation" of the
 +
proposition with k variables.  An interpretation that yields a value
 +
of true is then called a "model".
 +
 +
For the most threadbare kind of logical system that we find residing
 +
in propositional calculus, this notion of model is almost too simple
 +
to deserve the name, yet it can be of service to fashion some form
 +
of continuity between the simple and the complex.
 +
 +
| Reference:
 +
|
 +
| Edelman, Gerald M.,
 +
|'Topobiology:  An Introduction to Molecular Embryology',
 +
| Basic Books, New York, NY, 1988.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 3==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
  | The present is big with the future.
 +
  |
 +
  | ~~ Leibniz
 +
 +
Here I now delve into subject matters
 +
that are more specifically logical in
 +
the character of their interpretation.
 +
 +
Imagine that we are sitting in one of the cells of a venn diagram,
 +
contemplating the walls.  There are k of them, one for each positive
 +
feature x_1, ..., x_k in our universe of discourse.  Our particular cell
 +
is described by a concatenation of k signed assertions, positive or negative,
 +
regarding each of these features, and this description of our position amounts
 +
to what is called an "interpretation" of whatever proposition may rule the space,
 +
or reign on the universe of discourse.  But are we locked into this interpretation?
 +
 +
With regard to each edge x of the cell we consider a test proposition dx
 +
that determines our decision whether or not we will make a difference in
 +
how we stand with regard to x.  If dx is true then it marks our decision,
 +
intention, or plan to cross over the edge x at some point in the purview
 +
of the contemplated plan.
 +
 +
To reckon the effect of several such decisions on our current interpretation,
 +
or the value of the reigning proposition, we transform that position or that
 +
proposition by making the following array of substitutions everywhere in its
 +
expression:
 +
 +
  1.  Substitute (x_1, dx_1)  for  x_1,
 +
 +
  2.  Substitute (x_2, dx_2)  for  x_2,
 +
 +
  3.  Substitute (x_3, dx_3)  for  x_3,
 +
 +
  ...
 +
 +
  k.  Substitute (x_k, dx_k)  for  x_k.
 +
 +
For concreteness, consider the polymorphous set Q of Example 1
 +
and focus on the central cell, specifically, the cell described
 +
by the conjunction of logical features in the expression "u v w".
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \%%%%%%%%%%\ /%%%%%%%%%%/    \            |
 +
|          /      \%%%%%%%%%%o%%%%%%%%%%/      \          |
 +
|          /        \%%%%%%%%/%\%%%%%%%%/        \          |
 +
|        /          \%%%%%%/%%%\%%%%%%/          \        |
 +
|        /            \%%%%/%%%%%\%%%%/            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |        V        |%%%%%%%|        W        |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      o                o%%%%%%%o                o      |
 +
|        \                \%%%%%/                /        |
 +
|        \                \%%%/                /        |
 +
|          \                \%/                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 1.  Polymorphous Set Q
 +
 +
The proposition or the truth-function q that describes Q is:
 +
 +
  (( u v )( u w )( v w ))
 +
 +
Conjoining the query that specifies the center cell gives:
 +
 +
  (( u v )( u w )( v w )) u v w
 +
 +
And we know the value of the interpretation by
 +
whether this last expression issues in a model.
 +
 +
Applying the enlargement operator E
 +
to the initial proposition q yields:
 +
 +
  ((  ( u , du )( v , dv )
 +
  )(  ( u , du )( w , dw )
 +
  )(  ( v , dv )( w , dw )
 +
  ))
 +
 +
Conjoining a query on the center cell yields:
 +
 +
  ((  ( u , du )( v , dv )
 +
  )(  ( u , du )( w , dw )
 +
  )(  ( v , dv )( w , dw )
 +
  ))
 +
 +
  u v w
 +
 +
The models of this last expression tell us which combinations of
 +
feature changes among the set {du, dv, dw} will take us from our
 +
present interpretation, the center cell expressed by "u v w", to
 +
a true value under the target proposition (( u v )( u w )( v w )).
 +
 +
The result of applying the difference operator D
 +
to the initial proposition q, conjoined with
 +
a query on the center cell, yields:
 +
 +
  (
 +
      ((  ( u , du )( v , dv )
 +
      )(  ( u , du )( w , dw )
 +
      )(  ( v , dv )( w , dw )
 +
      ))
 +
  ,
 +
      ((  u v
 +
      )(  u w
 +
      )(  v w
 +
      ))
 +
  )
 +
 +
  u v w
 +
 +
The models of this last proposition are:
 +
 +
  1.  u v w  du  dv  dw
 +
 +
  2.  u v w  du  dv (dw)
 +
 +
  3.  u v w  du (dv) dw
 +
 +
  4.  u v w (du) dv  dw
 +
 +
This tells us that changing any two or more of the
 +
features u, v, w will take us from the center cell
 +
to a cell outside the shaded region for the set Q.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 4==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
  | It is one of the rules of my system of general harmony,
 +
  | 'that the present is big with the future', and that he
 +
  | who sees all sees in that which is that which shall be.
 +
  |
 +
  | Leibniz, 'Theodicy'
 +
  |
 +
  | Gottfried Wilhelm, Freiherr von Leibniz,
 +
  |'Theodicy:  Essays on the Goodness of God,
 +
  | The Freedom of Man, & The Origin of Evil',
 +
  | Edited with an Introduction by Austin Farrer,
 +
  | Translated by E.M. Huggard from C.J. Gerhardt's
 +
  | Edition of the 'Collected Philosophical Works',
 +
  | 1875-90;  Routledge & Kegan Paul, London, UK, 1951;
 +
  | Open Court, La Salle, IL, 1985.  Paragraph 360, Page 341.
 +
 +
To round out the presentation of the "Polymorphous" Example 1,
 +
I will go through what has gone before and lay in the graphic
 +
forms of all of the propositional expressions.  These graphs,
 +
whose official botanical designation makes them out to be
 +
a species of "painted and rooted cacti" (PARC's), are not
 +
too far from the actual graph-theoretic data-structures
 +
that result from parsing the Cactus string expressions,
 +
the "painted and rooted cactus expressions" (PARCE's).
 +
Finally, I will add a couple of venn diagrams that
 +
will serve to illustrate the "difference opus" Dq.
 +
If you apply an operator to an operand you must
 +
arrive at either an opus or an opera, no?
 +
 +
Consider the polymorphous set Q of Example 1 and focus on the central cell,
 +
described by the conjunction of logical features in the expression "u v w".
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \%%%%%%%%%%\ /%%%%%%%%%%/    \            |
 +
|          /      \%%%%%%%%%%o%%%%%%%%%%/      \          |
 +
|          /        \%%%%%%%%/%\%%%%%%%%/        \          |
 +
|        /          \%%%%%%/%%%\%%%%%%/          \        |
 +
|        /            \%%%%/%%%%%\%%%%/            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |        V        |%%%%%%%|        W        |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      o                o%%%%%%%o                o      |
 +
|        \                \%%%%%/                /        |
 +
|        \                \%%%/                /        |
 +
|          \                \%/                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 1.  Polymorphous Set Q
 +
 +
The proposition or truth-function q : X -> B that
 +
describes Q is represented by the following graph
 +
and text expressions:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| q                                                        |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|                      u v  u w  v w                      |
 +
|                        o  o  o                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @                            |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                  (( u v )( u w )( v w ))                  |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
Conjoining the query that specifies the center cell gives:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| q.uvw                                                    |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|                      u v  u w  v w                      |
 +
|                        o  o  o                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @ u v w                      |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                  (( u v )( u w )( v w )) u v w            |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
And we know the value of the interpretation by
 +
whether this last expression issues in a model.
 +
 +
Applying the enlargement operator E
 +
to the initial proposition q yields:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Eq                                                        |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|          u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw          |
 +
|          o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o          |
 +
|            \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /            |
 +
|            \ | | /      \ | | /      \ | | /            |
 +
|              \| |/        \| |/        \| |/              |
 +
|              o=o          o=o          o=o              |
 +
|                  \          |          /                  |
 +
|                  \        |        /                  |
 +
|                    \        |        /                    |
 +
|                    \      |      /                    |
 +
|                      \      |      /                      |
 +
|                      \    |    /                      |
 +
|                        \    |    /                        |
 +
|                        \  |  /                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @                            |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
Conjoining a query on the center cell yields:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Eq.uvw                                                    |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|          u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw          |
 +
|          o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o          |
 +
|            \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /            |
 +
|            \ | | /      \ | | /      \ | | /            |
 +
|              \| |/        \| |/        \| |/              |
 +
|              o=o          o=o          o=o              |
 +
|                  \          |          /                  |
 +
|                  \        |        /                  |
 +
|                    \        |        /                    |
 +
|                    \      |      /                    |
 +
|                      \      |      /                      |
 +
|                      \    |    /                      |
 +
|                        \    |    /                        |
 +
|                        \  |  /                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @ u v w                      |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|                                                          |
 +
|              u v w                                      |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The models of this last expression tell us which combinations of
 +
feature changes among the set {du, dv, dw} will take us from our
 +
present interpretation, the center cell expressed by "u v w", to
 +
a true value under the target proposition (( u v )( u w )( v w )).
 +
 +
The result of applying the difference operator D
 +
to the initial proposition q, conjoined with
 +
a query on the center cell, yields:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Dq.uvw                                                    |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|        u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw            |
 +
|        o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o            |
 +
|          \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /              |
 +
|          \ | | /      \ | | /      \ | | /              |
 +
|            \| |/        \| |/        \| |/                |
 +
|            o=o          o=o          o=o                |
 +
|                \          |          /                    |
 +
|                \        |        /                    |
 +
|                  \        |        /                      |
 +
|                  \      |      /                      |
 +
|                    \      |      /                        |
 +
|                    \    |    /                        |
 +
|                      \    |    /    u v  u w  v w        |
 +
|                      \  |  /      o  o  o          |
 +
|                        \  |  /        \  |  /            |
 +
|                        \ | /          \ | /            |
 +
|                          \|/            \|/              |
 +
|                          o              o              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          o---------------o              |
 +
|                            \            /                |
 +
|                            \          /                |
 +
|                              \        /                  |
 +
|                              \      /                  |
 +
|                                \    /                    |
 +
|                                \  /                    |
 +
|                                  \ /                      |
 +
|                                  @ u v w                |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|            (                                              |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|            ,                                              |
 +
|              ((  u v                                    |
 +
|              )(  u w                                    |
 +
|              )(  v w                                    |
 +
|              ))                                          |
 +
|            )                                              |
 +
|                                                          |
 +
|            u v w                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The models of this last proposition are:
 +
 +
  1.  u v w  du  dv  dw
 +
 +
  2.  u v w  du  dv (dw)
 +
 +
  3.  u v w  du (dv) dw
 +
 +
  4.  u v w (du) dv  dw
 +
 +
This tells us that changing any two or more of the
 +
features u, v, w will take us from the center cell,
 +
as described by the conjunctive expression "u v w",
 +
to a cell outside the shaded region for the set Q.
 +
 +
Figure 3 shows one way to picture this kind of a situation,
 +
by superimposing the paths of indicated feature changes on
 +
the venn diagram of the underlying proposition.  Here, the
 +
models, or the satisfying interpretations, of the relevant
 +
"difference proposition" Dq are marked with "1" signs, and
 +
the boundary crossings along each path are marked with the
 +
corresponding "differential features" among the collection
 +
{du, dv, dw}.  In sum, starting from the cell uvw, we have
 +
the following four paths:
 +
 +
  1.  du  dv  dw  =>  Change u, v, w.
 +
 +
  2.  du  dv (dw)  =>  Change u and v.
 +
 +
  3.  du (dv) dw  =>  Change u and w.
 +
 +
  4.  (du) dv  dw  =>  Change v and w.
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U    1      |                |
 +
|                |                  ^      |                |
 +
|                |                  |      |                |
 +
|                |                  |dw    |                |
 +
|                |                  |      |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \          \ /    |    /    \            |
 +
|          /      \          o    |    /      \          |
 +
|          /    du  \    dw / \ dv |  /        \          |
 +
|        /  1<-----\--0<--/-0-\-->0  /          \        |
 +
|        /            \    /  |  \    /            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |                |  du  |                |      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |        V        |  v  |        W        |      |
 +
|      |                |  0  |                |      |
 +
|      o                o    \  o                o      |
 +
|        \                \    \/                /        |
 +
|        \                \  /\dv              /        |
 +
|          \                \ /  \              / dw      |
 +
|          \                o    1------------/----->1    |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 3.  Effect of the Difference Operator D
 +
          Acting on a Polymorphous Function q
 +
 +
Next I will discuss several applications of logical differentials,
 +
developing along the way their logical and practical implications.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 5==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
We have come to the point of making a connection,
 +
at a very primitive level, between propositional
 +
logic and the classes of mathematical structures
 +
that are employed in mathematical systems theory
 +
to model dynamical systems of very general sorts.
 +
 +
Here is a flash montage of what has gone before,
 +
retrospectively touching on just the highpoints,
 +
and highlighting mostly just Figures and Tables,
 +
all directed toward the aim of ending up with a
 +
novel style of pictorial diagram, one that will
 +
serve us well in the future, as I have found it
 +
readily adaptable and steadily more trustworthy
 +
in my previous investigations, whenever we have
 +
to illustrate these very basic sorts of dynamic
 +
scenarios to ourselves, to others, to computers.
 +
 +
We typically start out with a proposition of interest,
 +
for example, the proposition q : X -> B depicted here:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| q                                                        |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|                      u v  u w  v w                      |
 +
|                        o  o  o                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @                            |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                  (( u v )( u w )( v w ))                  |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The proposition q is properly considered as an "abstract object",
 +
in some acceptation of those very bedevilled and egging-on terms,
 +
but it enjoys an interpretation as a function of a suitable type,
 +
and all we have to do in order to enjoy the utility of this type
 +
of representation is to observe a decent respect for what befits.
 +
 +
I will skip over the details of how to do this for right now.
 +
I started to write them out in full, and it all became even
 +
more tedious than my usual standard, and besides, I think
 +
that everyone more or less knows how to do this already.
 +
 +
Once we have survived the big leap of re-interpreting these
 +
abstract names as the names of relatively concrete dimensions
 +
of variation, we can begin to lay out all of the familiar sorts
 +
of mathematical models and pictorial diagrams that go with these
 +
modest dimensions, the functions that can be formed on them, and
 +
the transformations that can be entertained among this whole crew.
 +
 +
Here is the venn diagram for the proposition q.
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \%%%%%%%%%%\ /%%%%%%%%%%/    \            |
 +
|          /      \%%%%%%%%%%o%%%%%%%%%%/      \          |
 +
|          /        \%%%%%%%%/%\%%%%%%%%/        \          |
 +
|        /          \%%%%%%/%%%\%%%%%%/          \        |
 +
|        /            \%%%%/%%%%%\%%%%/            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |        V        |%%%%%%%|        W        |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      o                o%%%%%%%o                o      |
 +
|        \                \%%%%%/                /        |
 +
|        \                \%%%/                /        |
 +
|          \                \%/                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 1.  Venn Diagram for the Proposition q
 +
 +
By way of excuse, if not yet a full justification, I probably ought to give
 +
an account of the reasons why I continue to hang onto these primitive styles
 +
of depiction, even though I can hardly recommend that anybody actually try to
 +
draw them, at least, not once the number of variables climbs much higher than
 +
three or four or five at the utmost.  One of the reasons would have to be this:
 +
that in the relationship between their continuous aspect and their discrete aspect,
 +
venn diagrams constitute a form of "iconic" reminder of a very important fact about
 +
all "finite information depictions" (FID's) of the larger world of reality, and that
 +
is the hard fact that we deceive ourselves to a degree if we imagine that the lines
 +
and the distinctions that we draw in our imagination are all there is to reality,
 +
and thus, that as we practice to categorize, we also manage to discretize, and
 +
thus, to distort, to reduce, and to truncate the richness of what there is to
 +
the poverty of what we can sieve and sift through our senses, or what we can
 +
draw in the tangled webs of our own very tenuous and tinctured distinctions.
 +
 
 +
Another common scheme for description and evaluation of a proposition
 +
is the so-called "truth table" or the "semantic tableau", for example:
 +
 +
Table 2.  Truth Table for the Proposition q
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
|  u  v  w  |  u & v  |  u & w  |  v & w  |  q  |
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  0  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  0  1  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  1  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  0  1  1  |    0    |    0    |    1    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  0  0  |    0    |    0    |    0    |  0  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  0  1  |    0    |    1    |    0    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  1  0  |    1    |    0    |    0    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
|  1  1  1  |    1    |    1    |    1    |  1  |
 +
|              |          |          |          |      |
 +
o---------------o-----------o-----------o-----------o-------o
 +
 +
Reading off the shaded cells of the venn diagram or the
 +
rows of the truth table that have a "1" in the q column,
 +
we see that the "models", or satisfying interpretations,
 +
of the proposition q are the four that can be expressed,
 +
in either the "additive" or the "multiplicative" manner,
 +
as follows:
 +
 +
  1.  The points of the space X that are assigned the coordinates:
 +
      <u, v, w> = <0, 1, 1> or <1, 0, 1> or <1, 1, 0> or <1, 1, 1>.
 +
 +
  2.  The points of the space X that have the conjunctive descriptions:
 +
      "(u) v w", "u (v) w", "u v (w)", "u v w", where "(x)" is "not x".
 +
 +
The next thing that one typically does is to consider the effects
 +
of various "operators" on the proposition of interest, which may
 +
be called the "operand" or the "source" proposition, leaving the
 +
corresponding terms "opus" or "target" as names for the result.
 +
 +
In our initial consideration of the proposition q, we naturally
 +
interpret it as a function of the three variables that it wears
 +
on its sleeve, as it were, namely, those that we find contained
 +
in the basis {u, v, w}.  As we begin to regard this proposition
 +
from the standpoint of a differential analysis, however, we may
 +
need to regard it as "tacitly embedded" in any number of higher
 +
dimensional spaces.  Just by way of starting out, our immediate
 +
interest is with the "first order differential analysis" (FODA),
 +
and this requires us to regard all of the propositions in sight
 +
as functions of the variables in the first order extended basis,
 +
specifically, those in the set {u, v, w, du, dv, dw}.  Now this
 +
does not change the expression of any proposition, like q, that
 +
does not mention the extra variables, only changing how it gets
 +
interpreted as a function.  A level of interpretive flexibility
 +
of this order is very useful, and it is quite common throughout
 +
mathematics.  In this discussion, I will invoke its application
 +
under the name of the "tacit extension" of a proposition to any
 +
universe of discourse based on a superset of its original basis.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 6==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
I think that we finally have enough of the preliminary
 +
set-ups and warm-ups out of the way that we can begin
 +
to tackle the differential analysis proper of our
 +
sample proposition q = (( u v )( u w )( v w )).
 +
 +
When X is the type of space that is generated by {u, v, w},
 +
let dX be the type of space that is generated by (du, dv, dw},
 +
and let X x dX be the type of space that is generated by the
 +
extended set of boolean basis elements {u, v, w, du, dv, dw}.
 +
For convenience, define a notation "EX" so that EX = X x dX.
 +
Even though the differential variables are in some abstract
 +
sense no different than other boolean variables, it usually
 +
helps to mark their distinctive roles and their differential
 +
interpretation by means of the distinguishing domain name "dB".
 +
Using these designations of logical spaces, the propositions
 +
over them can be assigned both abstract and concrete types.
 +
 +
For instance, consider the proposition q<u, v, w>, as before,
 +
and then consider its tacit extension q<u, v, w, du, dv, dw>,
 +
the latter of which may be indicated more explicitly as "eq".
 +
 +
  1.  Proposition q is abstractly typed as q : B^3 -> B.
 +
      Proposition q is concretely typed as q :  X  -> B.
 +
 +
  2.  Proposition eq is abstractly typed as eq : B^3 x dB^3 -> B.
 +
      Proposition eq is concretely typed as eq :  X  x  dX  -> B.
 +
      Succinctly, eq : EX -> B.
 +
 +
We now return to our consideration of the effects
 +
of various differential operators on propositions.
 +
This time around we have enough exact terminology
 +
that we shall be able to explain what is actually
 +
going on here in a rather more articulate fashion.
 +
 +
The first transformation of the source proposition q that we may
 +
wish to stop and examine, though it is not unusual to skip right
 +
over this stage of analysis, frequently regarding it as a purely
 +
intermediary stage, holding scarcely even so much as the passing
 +
interest, is the work of the "enlargement" or "shift" operator E.
 +
 +
Applying the operator E to the operand proposition q yields:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Eq                                                        |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|          u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw          |
 +
|          o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o          |
 +
|            \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /            |
 +
|            \ | | /      \ | | /      \ | | /            |
 +
|              \| |/        \| |/        \| |/              |
 +
|              o=o          o=o          o=o              |
 +
|                  \          |          /                  |
 +
|                  \        |        /                  |
 +
|                    \        |        /                    |
 +
|                    \      |      /                    |
 +
|                      \      |      /                      |
 +
|                      \    |    /                      |
 +
|                        \    |    /                        |
 +
|                        \  |  /                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @                            |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The enlarged proposition Eq is a minimally interpretable as
 +
as a function on the six variables of {u, v, w, du, dv, dw}.
 +
In other words, Eq : EX -> B, or Eq : X x dX -> B.
 +
 +
Conjoining a query on the center cell, c = uvw, yields:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Eq.c                                                      |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|          u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw          |
 +
|          o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o          |
 +
|            \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /            |
 +
|            \ | | /      \ | | /      \ | | /            |
 +
|              \| |/        \| |/        \| |/              |
 +
|              o=o          o=o          o=o              |
 +
|                  \          |          /                  |
 +
|                  \        |        /                  |
 +
|                    \        |        /                    |
 +
|                    \      |      /                    |
 +
|                      \      |      /                      |
 +
|                      \    |    /                      |
 +
|                        \    |    /                        |
 +
|                        \  |  /                        |
 +
|                          \  |  /                          |
 +
|                          \ | /                          |
 +
|                            \|/                            |
 +
|                            o                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            |                            |
 +
|                            @ u v w                      |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|                                                          |
 +
|              u v w                                      |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The models of this last expression tell us which combinations of
 +
feature changes among the set {du, dv, dw} will take us from our
 +
present interpretation, the center cell expressed by "u v w", to
 +
a true value under the given proposition (( u v )( u w )( v w )).
 +
 +
The models of Eq.c can be described in the usual ways as follows:
 +
 +
  1.  The points of the space EX that have
 +
      the following coordinate descriptions:
 +
   
 +
      <u, v, w, du, dv, dw> =
 +
 +
      <1, 1, 1,  0,  0,  0>,
 +
 +
      <1, 1, 1,  0,  0,  1>,
 +
 +
      <1, 1, 1,  0,  1,  0>,
 +
 +
      <1, 1, 1,  1,  0,  0>.
 +
 +
  2.  The points of the space EX that have
 +
      the following conjunctive expressions:
 +
 +
      u v w (du)(dv)(dw),
 +
 +
      u v w (du)(dv) dw ,
 +
 +
      u v w (du) dv (dw),
 +
 +
      u v w  du (dv)(dw).
 +
 +
In summary, Eq.c informs us that we can get from c to a model of q by
 +
making the following changes in our position with respect to u, v, w,
 +
to wit, "change none or just one among {u, v, w}".
 +
 +
I think that it would be worth our time to diagram the models
 +
of the "enlarged" or "shifted" proposition, Eq, at least, the
 +
selection of them that we find issuing from the center cell c.
 +
 +
Figure 4 is an extended venn diagram for the proposition Eq.c,
 +
where the shaded area gives the models of q and the "@" signs
 +
mark the terminal points of the requisite feature alterations.
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \          \ /          /    \            |
 +
|          /      \          o          /      \          |
 +
|          /        \    dw / \ dv    /        \          |
 +
|        /          \  1<--/-1-\-->1  /          \        |
 +
|        /            \    /  |  \    /            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |                |  du  |                |      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |        V        |  v  |        W        |      |
 +
|      |                |  1  |                |      |
 +
|      o                o      o                o      |
 +
|        \                \    /                /        |
 +
|        \                \  /                /        |
 +
|          \                \ /                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 4.  Effect of the Enlargement Operator E
 +
          On the Proposition q, Evaluated at c
 +
</pre>
 +
 +
==Note 7==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
One more piece of notation will save us a few bytes
 +
in the length of many of our schematic formulations.
 +
 +
Let !X!  =  {x_1, ..., x_k} be a finite class of variables --
 +
whose names I list, according to the usual custom, without
 +
what seems to my semiotic consciousness like the necessary
 +
quotation marks around their particular characters, though
 +
not without not a little trepidation, or without a worried
 +
cognizance that I may be obligated to reinsert them all to
 +
their rightful places at a subsequent stage of development --
 +
with regard to which we may now define the following items:
 +
 +
  1.  The "(first order) differential alphabet",
 +
 +
      d!X!  =  {dx_1, ..., dx_k}.
 +
 +
  2.  The "(first order) extended alphabet",
 +
 +
      E!X!  =  !X! |_| d!X!,
 +
 +
      E!X!  =  {x_1, ..., x_k,  dx_1, ..., dx_k}.
 +
 +
Before we continue with the differential analysis
 +
of the source proposition q, we need to pause and
 +
take another look at just how it shapes up in the
 +
light of the extended universe EX, in other words,
 +
to examine in utter detail its tacit extension eq.
 +
 +
The models of eq in EX can be comprehended as follows:
 +
 +
  1.  Working in the "summary coefficient" form of representation,
 +
      if the coordinate list x is a model of q in X, then one can
 +
      construct a coordinate list ex as a model for eq in EX just
 +
      by appending any combination of values for the differential
 +
      variables in d!X!.
 +
 +
      For example, to focus once again on the center cell c,
 +
      which happens to be a model of the proposition q in X,
 +
      one can extend c in eight different ways into EX, and
 +
      thus get eight models of the tacit extension eq in EX.
 +
      Though it may seem an utter triviality to write these
 +
      out, I will do it for the sake of seeing the patterns.
 +
 +
      The models of eq in EX that are tacit extensions of c:
 +
 +
      <u, v, w, du, dv, dw> =
 +
 +
      <1, 1, 1,  0,  0,  0>,
 +
      <1, 1, 1,  0,  0,  1>,
 +
      <1, 1, 1,  0,  1,  0>,
 +
      <1, 1, 1,  0,  1,  1>,
 +
      <1, 1, 1,  1,  0,  0>,
 +
      <1, 1, 1,  1,  0,  1>,
 +
      <1, 1, 1,  1,  1,  0>,
 +
      <1, 1, 1,  1,  1,  1>.
 +
 +
  2.  Working in the "conjunctive product" form of representation,
 +
      if the conjunct symbol x is a model of q in X, then one can
 +
      construct a conjunct symbol ex as a model for eq in EX just
 +
      by appending any combination of values for the differential
 +
      variables in d!X!.
 +
 +
      The models of eq in EX that are tacit extensions of c:
 +
 +
      u v w (du)(dv)(dw),
 +
      u v w (du)(dv) dw ,
 +
      u v w (du) dv (dw),
 +
      u v w (du) dv  dw ,
 +
      u v w  du (dv)(dw),
 +
      u v w  du (dv) dw ,
 +
      u v w  du  dv (dw),
 +
      u v w  du  dv  dw .
 +
 +
In short, eq.c just enumerates all of the possible changes in EX
 +
that "derive from", "issue from", or "stem from" the cell c in X.
 +
 +
Okay, that was pretty tedious, and I know that it all appears
 +
to be totally trivial, which is precisely why we usually just
 +
leave it "tacit" in the first place, but hard experience, and
 +
a real acquaintance with the confusion that can beset us when
 +
we do not render these implicit grounds explicit, have taught
 +
me that it will ultimately be necessary to get clear about it,
 +
and by this "clear" to say "marked", not merely "transparent".
 +
</pre>
 +
 +
==Note 8==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
Before going on -- in order to keep alive the will to go on! --
 +
it would probably be a good idea to remind ourselves of just
 +
why we are going through with this exercise.  It is to unify
 +
the world of change, for which aspect or regime of the world
 +
I occasionally evoke the eponymous figures of Prometheus and
 +
Heraclitus, and the world of logic, for which facet or realm
 +
of the world I periodically recur to the prototypical shades
 +
of Epimetheus and Parmenides, at least, that is, to state it
 +
more carefully, to encompass the antics and the escapades of
 +
these all too manifestly strife-born twins within the scopes
 +
of our thoughts and within the charts of our theories, as it
 +
is most likely the only places where ever they will, for the
 +
moment and as long as it lasts, be seen or be heard together.
 +
 +
With that intermezzo, with all of its echoes of the opening overture,
 +
over and done, let us now return to that droller drama, already fast
 +
in progress, the differential disentanglements, hopefully toward the
 +
end of a grandly enlightening denouement, of the ever-polymorphous Q.
 +
 +
The next transformation of the source proposition q, that we are
 +
typically aiming to contemplate in the process of carrying out a
 +
"differential analysis" of its "dynamic" effects or implications,
 +
is the yield of the so-called "difference" or "delta" operator D.
 +
The resultant "difference proposition" Dq is defined in terms of
 +
the source proposition q and the "shifted proposition" Eq thusly:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|  Dq  =    Eq - q  =    Eq - eq.                        |
 +
|                                                          |
 +
|  Since "+" and "-" signify the same operation            |
 +
|  over B = GF(2), we have the following equations:        |
 +
|                                                          |
 +
|  Dq  =    Eq + q  =    Eq + eq.                        |
 +
|                                                          |
 +
|  Since "+" = "exclusive-or", this connective              |
 +
|  can be expressed in cactus syntax as follows:            |
 +
|                                                          |
 +
|            Eq  q        Eq  eq                          |
 +
|            o---o        o---o                          |
 +
|              \ /          \ /                            |
 +
|  Dq  =      @    =      @                            |
 +
|                                                          |
 +
|  Dq  =  (Eq , q)  =  (Eq , eq).                        |
 +
|                                                          |
 +
|  Recall that a k-place bracket "(x_1, x_2, ..., x_k)"    |
 +
|  is interpreted (in the "existential interpretation")    |
 +
|  to mean "exactly one of the x_j is false", thus the      |
 +
|  two-place bracket is equivalent to the exclusive-or.    |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The result of applying the difference operator D to the source
 +
proposition q, conjoined with a query on the center cell c, is:
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| Dq.uvw                                                    |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|        u  du v  dv  u  du w  dw  v  dv w  dw            |
 +
|        o---o o---o  o---o o---o  o---o o---o            |
 +
|          \  | |  /    \  | |  /    \  | |  /              |
 +
|          \ | | /      \ | | /      \ | | /              |
 +
|            \| |/        \| |/        \| |/                |
 +
|            o=o          o=o          o=o                |
 +
|                \          |          /                    |
 +
|                \        |        /                    |
 +
|                  \        |        /                      |
 +
|                  \      |      /                      |
 +
|                    \      |      /                        |
 +
|                    \    |    /                        |
 +
|                      \    |    /    u v  u w  v w        |
 +
|                      \  |  /      o  o  o          |
 +
|                        \  |  /        \  |  /            |
 +
|                        \ | /          \ | /            |
 +
|                          \|/            \|/              |
 +
|                          o              o              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          |              |              |
 +
|                          o---------------o              |
 +
|                            \            /                |
 +
|                            \          /                |
 +
|                              \        /                  |
 +
|                              \      /                  |
 +
|                                \    /                    |
 +
|                                \  /                    |
 +
|                                  \ /                      |
 +
|                                  @ u v w                |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
|                                                          |
 +
|            (                                              |
 +
|              ((  ( u , du ) ( v , dv )                  |
 +
|              )(  ( u , du ) ( w , dw )                  |
 +
|              )(  ( v , dv ) ( w , dw )                  |
 +
|              ))                                          |
 +
|            ,                                              |
 +
|              ((  u v                                    |
 +
|              )(  u w                                    |
 +
|              )(  v w                                    |
 +
|              ))                                          |
 +
|            )                                              |
 +
|                                                          |
 +
|            u v w                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
 +
The models of the difference proposition Dq.uvw are:
 +
 +
  1.  u v w  du  dv  dw
 +
 +
  2.  u v w  du  dv (dw)
 +
 +
  3.  u v w  du (dv) dw
 +
 +
  4.  u v w (du) dv  dw
 +
 +
This tells us that changing any two or more of the
 +
features u, v, w will take us from the center cell
 +
that is marked by the conjunctive expression "uvw",
 +
to a cell outside the shaded region for the area Q.
 +
 +
Figure 3 shows one way to picture this kind of a situation,
 +
by superimposing the paths of indicated feature changes on
 +
the venn diagram of the underlying proposition.  Here, the
 +
models, or the satisfying interpretations, of the relevant
 +
"difference proposition" Dq are marked with "@" signs, and
 +
the boundary crossings along each path are marked with the
 +
corresponding "differential features" among the collection
 +
{du, dv, dw}.  In sum, starting from the cell uvw, we have
 +
the following four paths:
 +
 +
  1.  du  dv  dw  =  Change u, v, w.
 +
 +
  2.  du  dv (dw)  =  Change u and v.
 +
 +
  3.  du (dv) dw  =  Change u and w.
 +
 +
  4.  (du) dv  dw  =  Change v and w.
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| X                                                        |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |            U    1      |                |
 +
|                |                  ^      |                |
 +
|                |                  |      |                |
 +
|                |                  |dw    |                |
 +
|                |                  |      |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \          \ /    |    /    \            |
 +
|          /      \          o    |    /      \          |
 +
|          /    du  \    dw / \ dv |  /        \          |
 +
|        /  1<-----\--0<--/-0-\-->0  /          \        |
 +
|        /            \    /  |  \    /            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |                |  du  |                |      |
 +
|      |                |  |  |                |      |
 +
|      |        V        |  v  |        W        |      |
 +
|      |                |  0  |                |      |
 +
|      o                o    \  o                o      |
 +
|        \                \    \/                /        |
 +
|        \                \  /\dv              /        |
 +
|          \                \ /  \              / dw      |
 +
|          \                o    1------------/----->1    |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 3.  Effect of the Difference Operator D
 +
          Acting on a Polymorphous Function q
 +
 +
That sums up, but rather more carefully, the material that
 +
I ran through just a bit too quickly the first time around.
 +
Next time, I will begin to develop an alternative style of
 +
diagram for depicting these types of differential settings.
 +
</pre>
 +
 +
==Note 9==
 +
 +
<pre>
 +
Linear Topics (cont.)
 +
 +
Another way of looking at this situation is by letting the (first order)
 +
differential features du, dv, dw be viewed as the features of another
 +
universe of discourse, called the "tangent universe to X with respect
 +
to the interpretation c" and represented as dX.c.  In this setting,
 +
Dq.c, the "difference proposition of q at the interpretation c",
 +
where c = uvw, is marked by the shaded region in Figure 5.
 +
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
| dX.c                                                      |
 +
|                                                          |
 +
|                      o-------------o                      |
 +
|                    /              \                    |
 +
|                    /                \                    |
 +
|                  /                  \                  |
 +
|                  /                    \                  |
 +
|                /                      \                |
 +
|                o                        o                |
 +
|                |          dU            |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|                |                        |                |
 +
|            o--o----------o  o----------o--o            |
 +
|            /    \%%%%%%%%%%\ /%%%%%%%%%%/    \            |
 +
|          /      \%%% 2 %%%%o%%%% 3 %%%/      \          |
 +
|          /        \%%%%%%%%/%\%%%%%%%%/        \          |
 +
|        /          \%%%%%%/%%%\%%%%%%/          \        |
 +
|        /            \%%%%/% 1 %\%%%%/            \        |
 +
|      o              o--o-------o--o              o      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      |      dV        |%% 4 %%|      dW        |      |
 +
|      |                |%%%%%%%|                |      |
 +
|      o                o%%%%%%%o                o      |
 +
|        \                \%%%%%/                /        |
 +
|        \                \%%%/                /        |
 +
|          \                \%/                /          |
 +
|          \                o                /          |
 +
|            \              / \              /            |
 +
|            o-------------o  o-------------o            |
 +
|                                                          |
 +
|                                                          |
 +
o-----------------------------------------------------------o
 +
Figure 5.  Tangent Venn Diagram for Dq.c
 +
 +
Taken in the context of the tangent universe to X at c = uvw,
 +
written dX.c or dX.uvw, the shaded area of Figure 4 indicates
 +
the models of the difference proposition Dq.uvw, specifically:
 +
 +
  1.  u v w  du  dv  dw
 +
 +
  2.  u v w  du  dv (dw)
 +
 +
  3.  u v w  du (dv) dw
 +
 +
  4.  u v w (du) dv  dw
 +
</pre>
 +
 +
==Document History==
 +
 +
===Inquiry List (Nov 2004)===
 +
 +
* http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/thread.html#2033
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002033.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002034.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002035.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002036.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002037.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002038.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002039.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002040.html
 +
# http://stderr.org/pipermail/inquiry/2004-November/002041.html
 +
 +
===NKS Forum (Nov 2004)===
 +
 +
* http://forum.wolframscience.com/archive/topic/632.html
 +
* http://forum.wolframscience.com/printthread.php?threadid=632
 +
* http://forum.wolframscience.com/showthread.php?threadid=632
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2133#post2133
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2135#post2135
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2137#post2137
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2143#post2143
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2144#post2144
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2145#post2145
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2146#post2146
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2148#post2148
 +
# http://forum.wolframscience.com/showthread.php?postid=2150#post2150
 +
 +
[[Category:Artificial Intelligence]]
 +
[[Category:Boolean Algebra]]
 +
[[Category:Boolean Functions]]
 +
[[Category:Charles Sanders Peirce]]
 +
[[Category:Combinatorics]]
 +
[[Category:Computational Complexity]]
 +
[[Category:Computer Science]]
 +
[[Category:Cybernetics]]
 +
[[Category:Differential Logic]]
 +
[[Category:Equational Reasoning]]
 +
[[Category:Formal Languages]]
 +
[[Category:Formal Systems]]
 +
[[Category:Graph Theory]]
 +
[[Category:Inquiry]]
 +
[[Category:Inquiry Driven Systems]]
 +
[[Category:Knowledge Representation]]
 +
[[Category:Logic]]
 +
[[Category:Logical Graphs]]
 +
[[Category:Mathematics]]
 +
[[Category:Philosophy]]
 +
[[Category:Propositional Calculus]]
 +
[[Category:Semiotics]]
 +
[[Category:Visualization]]
12,080

edits

Navigation menu