John Graham-Cumming: La plus grande machine jamais inventée

La science informatique a débuté dans les années 30...les années 1830. John Graham-Cumming raconte l'histoire de la machine analytique, mécanique et à vapeur, de Charles Babbage et comment Ada Lovelace, mathématicienne et fille de Lord Byron, y a perçu bien plus que ses simples capacités mathématiques : l'avenir des ordinateurs. (Filmé à TEDxImperialCollege)

La machine dont je vais vous parler

est pour moi la meilleure machine jamais inventée.

Cette machine n'a jamais été construite

mais elle le sera.

Elle a été créée

bien avant qu'on pense aux ordinateurs.

Si vous avez une idée de l'histoire des ordinateurs,

vous saurez que les années 30 et 40

ont connu l'invention des ordinateurs simples,

ce qui a donné naissance à la révolution informatique de nos jours,

et vous auriez raison,

sauf en ce qui concerne le siècle de leur invention.

Le premier ordinateur a en réalité été créé

dans les années 1830 et 1840 et non dans les années 1930 et 1940.

Il a été créé, certaines de ses composantes ont été modélisées,

et les pièces qui ont été construites se trouvent ici,

à South Kensington.

Cette machine a été construite par cet homme, Charles Babbage.

J'ai une grande affinité avec Charles Babbage

parce qu'il a les cheveux ébouriffés, comme ceci,

sur toutes les photos. (Rires)

C'était un homme très riche et, en quelque sorte,

il faisait partie de l’aristocratie de l'Angleterre.

Un samedi soir à Marylebone,

l'intelligentsia de l'époque

était invitée chez Babbage

pour une fête, où tout le monde était invité :

les rois, le duc de Wellington, et beaucoup d'autres célébrités

auxquelles il présentait un de ses appareils mécaniques.

Cette époque, où l'on pouvait se joindre à une fête

et assister à une démonstration d'ordinateur mécanique,

ça me manque. (Rires)

Mais Babbage lui-même était né

à la fin du 18ème siècle.

C'était un mathématicien plutôt célèbre.

Il occupait le poste dont bénéficiait Newton

et plus récemment Stephen Hawking à Cambridge.

Il est moins connu qu'eux parce qu'il a

pensé à ces dispositifs de calcul mécaniques

mais n'en a créé aucun.

Et c'est parce que c'était un maniaque classique.

À chaque fois qu'il avait une idée, il se disait :

« C’est génial, je vais commencer à la construire.

J'y mettrai une fortune. J'ai une meilleure idée.

Je vais travailler sur celle-là. (Rires) Je vais construire celle-là. »

Il a continué comme ça jusqu'à ce que Sir Robert Peel, premier ministre à l'époque,

le chasse du numéro 10 sur Downing Street,

et chasser, à l'époque, signifiait

« Bonne journée monsieur ! » (Rires)

Ce qu'il a créé c'était cette horreur :

la machine analytique. Pour vous rendre ça plus clair,

voici une vue du haut.

Chacun de ces cercles est une roue dentée, un tas de roues,

et cette chose est aussi grande qu'une locomotive à vapeur.

Je veux qu'au fur et à mesure, vous imaginiez

cette machine gigantesque. Nous avons entendu les merveilleux bruits

qu'aurait produits cette machine.

Je vais vous montrer son architecture,

c'est pour ça qu'on parle d'architecture informatique,

et vous faire découvrir cette machine, cet ordinateur.

Parlons de la mémoire. La mémoire

ressemble à celle d'un ordinateur moderne,

sauf que celle-ci était en métal,

des piles d'engrenages, 30 roues de hauteur.

Imaginez quelque chose d'aussi haut,

des centaines et des centaines

de roues numérotées.

C'est une machine décimale. Tout fonctionnait en décimales.

Il avait pensé à utiliser un système binaire.

Le problème avec ce système, c'est que la machine aurait été

si grande que c’en deviendrait ridicule, déjà qu'elle était énorme.

Voici donc la mémoire.

C'est cette pièce-là.

Comme vous le voyez ici.

Cette monstruosité-là c'est le processeur, une puce, si vous voulez.

Bien sûr, c'est tout aussi grand.

Entièrement mécanique. Toute cette machine est mécanique.

Voici une photo d'un prototype de processeur

au Musée des Sciences.

Le processeur pouvait réaliser les quatre opérations arithmétiques fondamentales,

addition, multiplication, soustraction et division,

ce qui est déjà un exploit « en métal »,

mais il pouvait aussi faire quelque chose qu'un ordinateur réalisait

contrairement à un calculateur.

Cette machine pouvait réviser sa propre mémoire interne et prendre une décision.

Elle pouvait réaliser l'opération « si...alors » en langage de programmation,

ce qui, fondamentalement, en faisait un ordinateur.

Elle pouvait raisonner, pas seulement calculer. Elle pouvait en faire davantage.

Si l'on s'arrête un moment,

et qu'on pense aux puces électroniques modernes,

on ne peut pas voir à l'intérieur d'une puce de silicone, c'est si petit.

Si c'était possible, on verrait quelque chose

de très similaire à ceci.

Le processeur est incroyablement complexe,

la mémoire incroyablement régulière.

Si vous avez déjà vu un électron au microscope,

ça ressemble à ça. Tout ceci se ressemble

et il y a cette pièce ici, incroyablement compliquée.

Tout ce mécanisme de roues dentées réalise les opérations d'un ordinateur,

bien sûr, il faut le programmer et pour ça,

Babbage a utilisé la technologie de l'époque,

qui refera surface dans les années 50, 60 et 70 :

les cartes perforées.

Ceci est l'un des trois lecteurs de cartes perforées,

et ceci est un programme au Musée des sciences

pas loin d'ici, créé par Charles Babbage,

et exposé là-bas, vous pouvez aller le voir,

en attendant la construction de la machine.

Il n'y en a pas qu'un seul, mais plusieurs.

Il avait préparé ces programmes au cas où il en aurait besoin.

La raison pour laquelle on utilisait des cartes perforées était qu'en France,

Jacquard avait créé le Métier Jacquard

qui tissait des modèles fabuleux grâce à des cartes perforées.

Il redonnait donc un nouvel objectif à la technologie de l'époque

et comme pour tout ce qu'il entreprenait, il utilisait la technologie

des années 1830, 1840 et 1850 ; les engrenages, la vapeur,

les dispositifs mécaniques. Ironiquement,

Michael Faraday, né la même année que Charles Babbage,

a par la suite tout révolutionné

avec la dynamo, les transformateurs et ce genre d'appareils.

Naturellement, Babbage voulait utiliser une technologie éprouvée

et donc vapeur et cetera.

Maintenant il lui fallait des accessoires.

Évidemment, l'ordinateur est là.

Les cartes perforées, le processeur, la mémoire aussi.

Il fallait des accessoires,

il ne pouvait pas se contenter de ça.

D'abord, le son, une cloche.

Si quelque chose allait mal -- (Rires) --

ou si la machine avait besoin d'assistance,

elle pouvait faire retentir une cloche. (Rires)

Il y a en fait une note sur la carte perforée

sur laquelle est écrit « Sonnez la cloche ». Imaginez ce « ding! »,

arrêtez-vous un instant et imaginez tous ces bruits,

ces « clic clic clic »,

cet engin à vapeur, « Ding! ». (Rires)

Il fallait aussi une imprimante, évidemment, tout le monde en a besoin.

Voici une photo du mécanisme d'une imprimante,

une autre de ses machines, appelée Machine Différentielle n°2,

qu'il n'a jamais construite, mais que le Musée des Sciences

a construite dans les années 80 et 90.

Encore une fois, cette imprimante est entièrement mécanique.

Elle n'imprime que les chiffres, parce qu'il en était obsédé,

mais elle imprime sur du papier et effectue même un retour à la ligne.

En parvenant à la fin de la ligne, elle se remet en place comme ça.

Il fallait des graphiques aussi,

si vous envisagez de les utiliser,

alors il s'est dit : « Il me faut un traceur. J'ai une grande feuille de papier

et un stylo à encre, j'en ferai un traceur ».

Il a donc également créé un traceur,

et je pense qu'à ce moment-là,

il avait créé une assez bonne machine.

C'est là que survient cette femme, Ada Lovelace.

Imaginez un peu ces fêtes où se joignent ces célébrités.

Cette dame est la fille du fou, du terrible

et dangereux Lord Byron.

Sa mère, quelque peu inquiète qu'elle n'ait hérité

de la folie et de la cruauté de Lord Byron,

se dit : « J'ai la solution : les mathématiques.

Nous lui apprendrons les mathématiques. Ça la calmera ».

(Rires) Évidemment,

aucun mathématicien n'a été pris de folie,

donc tout ira bien. (Rires)

Tout se passera bien. Elle reçoit donc une formation mathématique

et se joint à ces soirées en compagnie de sa mère,

et Charles Babbage, comme d'habitude, sort sa machine.

Le Duc de Wellington est présent,

sort la machine, démontre son fonctionnement,

qu'elle saisit. C'est en réalité la seule personne, de toute sa vie,

qui ait jamais dit « Je comprends ce que cette machine fait,

et je comprends son avenir ».

On lui doit beaucoup, parce qu'on en sait énormément

sur la machine que comptait construire Babbage

grâce à elle.

Certains la considèrent comme le premier programmeur de l'histoire.

Ceci provient d'une des pages qu'elle a traduites.

Ceci est programme écrit dans un style particulier.

Historiquement, elle n'est peut-être pas vraiment le premier programmeur,

en fait, ce qu'elle a fait est plus impressionnant.

Plutôt que d'être un programmeur,

elle avait saisi quelque chose qui avait échappé à Babbage.

Babbage était entièrement obsédé par les mathématiques.

Il construisait une machine qui faisait des mathématiques.

Lovelace disait « Vous pouvez faire plus que des mathématiques

sur cette machine ». Tout comme vous,

chacun ici, maintenant, possède un ordinateur

parce qu'il possède un téléphone.

Tout, à l'intérieur de ce téléphone, d'un ordinateur

ou autre dispositif de calcul,

tout est mathématiques. Au fond, tout est nombres.

Que ce soit une vidéo, un texte, de la musique, une voix, tout est nombres,

Au fond, tout se passe suivant des opérations mathématiques.

Lovelace disait : « Si vous utilisez

des opérations et des symboles mathématiques,

ça ne veut pas dire qu'ils ne peuvent représenter

autre chose dans la vraie vie, la musique par exemple ».

C'était fabuleux. Babbage était là à dire :

« On peut calculer ces opérations, imprimer

des pages de nombres et dessiner des graphiques » -- (Rires) --

alors que Lovelace disait :

« Ecoutez, cette machine peut même composer de la musique

si vous lui en fournissez une représentation numérique ».

C'est ce que j'appelle le bond de Lovelace.

Si vous pensez que c'est un programmeur, elle l'est un peu,

mais le plus important c'est d'avoir affirmé que l'avenir

allait être bien plus riche.

Une centaine d'années plus tard, cet homme,

Alan Turing, réinvente l'ordinateur en 1936.

Évidemment, la machine de Babbage était entièrement mécanique.

Celle de Turing était entièrement théorique.

Tous les deux s'appuyaient sur une perspective mathématique,

mais Turing nous a appris quelque chose de très important.

Il a établi les principes mathématiques

de la science informatique et a dit :

« Peu importe la manière de construire un ordinateur ».

Peu importe si votre ordinateur est mécanique,

comme celui de Babbage, ou électronique, comme les ordinateurs modernes,

ou peut-être qu'ils seront fait de cellules à l'avenir,

ou mécaniques à nouveau, une fois qu'on se mettra à la nanotechnologie.

On pourrait revenir à la machine de Babbage

et la rendre minuscule. Ce sont tous des ordinateurs.

Il existe en quelque sorte une essence informatique.

On l'appelle la thèse de Church-Turing.

Et soudain, on comprend que

cet appareil que Babbage a construit était vraiment un ordinateur.

Il pouvait en effet réaliser tout ce qu'on fait de nos jours

avec un ordinateur, quoique très lentement. (Rires)

Pour vous donner une idée de sa lenteur,

il avait environ 1k de mémoire.

Des cartes perforées lui sont fournies,

et il fonctionnait environ 10 000 fois plus lentement que le premier ZX81.

Il avait une mémoire RAM.

On pouvait ajouter des mémoires supplémentaires.

(Rires) Où est-ce que ça nous mène aujourd'hui ?

Il y a des plans.

À Swindon, aux archives du Musée des Sciences,

il y a des centaines de plans et des milliers de pages

de notes écrites par Charles Babbage à propos de cette machine analytique.

Parmi ces notes se trouve une série de plans appelée Plan 28,

nom que porte également la fondation que j'ai lancée

avec Doron Swade, conservateur de l'informatique

au Musée des Sciences. Il a aussi dirigé

ce projet de construction d'une machine différentielle,

et notre projet est de la construire.

Nous construirons la machine analytique ici à South Kensington.

Le projet comporte plusieurs étapes.

Il fallait d'abord balayer des archives de Babbage.

Ça c'est déjà fait. Deuxièmement, il faut étudier

tous ces plans pour déterminer ce qu'on doit construire.

Ensuite, il faut effectuer une simulation informatique de cette machine

et enfin la construire au Musée des Sciences.

Une fois construite, vous pourrez comprendre comment fonctionne un ordinateur ;

plutôt que de regarder une puce électronique,

vous aurez la chance de voir cette énorme machine et de dire :

« Ah, je vois la mémoire fonctionner, je vois le processeur fonctionner,

je l'entends fonctionner. Peut-être même que je le sens fonctionner ». (Rires)

Mais avant ça nous effectuerons une simulation.

Babbage lui-même avait écrit

qu'une fois la machine analytique construite,

elle déterminerait surement l'avenir de la science.

Évidemment, il ne l'a jamais construite parce qu'il changeait

toujours de plan, mais lorsqu'elle fut construite,

dans les années 1940, tout a changé.

Je vais vous donner un avant-goût de cette machine

en mouvement, avec une vidéo qui vous montre

une seule partie du mécanisme du processeur en marche.

Donc voici trois séries de roues

qui vont effectuer une addition. Voici le mécanisme d'addition

en marche, imaginez donc cette machine gigantesque.

Donnez-moi cinq ans.

Avant les années 2030, nous l'auront.

Merci beaucoup. (Applaudissements)