L'informatique,
quelques questions pour se fâcher entre amis
Serge Abiteboul, Gilles Dowek
À chaque fois qu'il y a un nouveau support technique,
il y a un Socrate qui engueule Platon.
Michel Serres, Télérama, 12 Avril 1996.
À l'heure des GAFAM, des fakenews, de prétendues addictions au numérique, etc., l'informatique ne manque pas de détracteurs. Sa définition même est source de désaccords. Le Conseil Scientifique de la Société Informatique de France a proposé une définition dans un article [1] publié en 2014 par le blog binaire [2] du Monde.
Il ne fut pas simple d'arriver à se mettre d'accord. Le souvenir de ce
travail est l'occasion d'une pensée émue pour l'un des rédacteurs,
Maurice Nivat, qui nous avait fait le plaisir et l'honneur de participer
à cette rédaction, ce qui n'a pas été sans élever la barre des
exigences.
Cet article soulève des questions sur l'informatique, susceptibles de vous fâcher avec des amis [3].
Certaines étaient discutées dans l'article de la SIF, nous les
reprenons rapidement ici. Nous en soulevons d'autres tout aussi
délicates.
Nouvelle science, quel est ton nom ?
Le texte de la SIF adresse le sujet :
Comme les ados qui ne veulent pas utiliser le même
mot que leurs parents pour parler de surprise-partie, les
informaticiens changent (ou laissent les autres changer) le nom de leur
discipline régulièrement. Par exemple, le CNRS invente régulièrement des
néologismes pour désigner l'informatique : STIC pour « sciences et
techniques de l'information et de la communication » a eu un temps le
vent en poupe. Ce qui gêne sans doute, et conduit à changer de mot, ce
sont les multiples facettes de l'informatique.
Un autre terme est très utilisé : « numérique ». Ce qu'en dit le texte de la SIF :
L'adjectif « numérique » qualifie toutes les
activités qui s'appuient sur la numérisation de l'information comme le
livre, l'image ou le son numérique, la commande numérique de voiture ou
d'avion, le commerce numérique (e-commerce), l'administration numérique,
l'édition numérique, l'art numérique, etc. On parle de « monde
numérique ».
Cette énumération montre bien qu'avec le
numérique, on a largement dépassé le cadre strict de l'informatique. On
assiste pourtant à une certaine confusion entre le mot informatique et
le mot numérique et de plus en plus avec digital (selon le dictionnaire « qui appartient, se rapporte aux doigts »),
un anglicisme pour numérique. Le terme numérique est souvent convoqué
quand on parle de logiciel ou de matériel informatique, celui de digital est plutôt convoqué quand on discute d'usages de l'informatique.
Un moyen assez sûr de démarrer une controverse est
de demander à des amis quelle est la différence entre informatique et
numérique, ou de leur faire préciser ce qui distingue numérique et digital.
L'informatique, science ou technique ?
Certains ont trouvé que le texte de la SIF
laissait la part trop belle à la science, d'autres à la technique,
d'autres enfin pensaient qu'il était faux d'autant mêler les deux. La
question partage : est-ce que l'informatique est une science ou une
technique plutôt l'une ou plutôt l'autre. Le texte de la SIF commence
ainsi :
L'informatique est la science et la technique de
la représentation de l'information d'origine artificielle ou naturelle,
ainsi que des processus algorithmiques de collecte, stockage, analyse,
transformation, communication et exploitation de cette information,
exprimés dans des langages formels ou des langues naturelles et
effectués par des machines ou des êtres humains, seuls ou
collectivement.
C'est beaucoup pour une seule phrase, mais c'est
clair. L'informatique est à la fois science et technique, ce que le
texte explique clairement. Évidemment, cette prise de position ne clôt
pas le débat et on peut parier que certains lecteurs voient dans
l'informatique surtout une science, et d'autres essentiellement une
technique. Un autre moyen assez sûr de démarrer une controverse. Mais
plus que de distinguer entre science et technique, le sujet n'est-il pas
plutôt leur interdépendance, l'enchevêtrement entre les deux que
propose l'informatique, une source considérable de richesse ?
Être informaticien, ou pas
Les frontières de l'informatique ne sont pas très précises. C'est un autre sujet de discorde.
N'est pas informaticien qui veut.
Les ordinateurs sont des machines à tout faire, et de plus en plus de
personnes conçoivent des algorithmes, les programment. Pourtant, il ne
suffit pas de concevoir un algorithme pour être informaticien : le sieur
al-Khuwārizmī, s'il a donné son nom aux algorithmes, était
mathématicien. On peut aussi être à l'origine de logiciels sans être
informaticienne mais physicienne, biologiste, sociologue, etc. Un
étudiant se définit souvent suivant la discipline principale qu'il
étudie. On devient géographe, statisticien, économiste, etc., parce
qu'on obtient un diplôme dans la discipline correspondante. Comme
chercheur, nous étudions des problèmes et cherchons la ou les sciences
qui nous aideront à les résoudre, dans quelque discipline qu'elles
soient. Les problèmes eux ne participent pas de la même classification
qui nous a placés dans une case. Donc on peut, par exemple, être
physicienne et développer des algorithmes et des logiciels du matin au
soir. On reste physicienne.
Informaticiens ou pas.
Où placer Claude Shannon ? Est-il, aux côtés d'Alan Turing
« fondateur » de l'informatique ? Ou ailleurs ? Dans le cadre du
saucissonnage des sciences, nécessité pour les structurer un tant soit
peu, la section 27 du CNU est « Informatique » (à la Turing), et la 61
« Génie informatique, automatique et traitement du signal » (peut-être
plutôt à la Shannon). Mais n'oublions pas que pour Shannon, toute
information peut se voir comme une suite de bits, ce qui est
véritablement un fondement de l'informatique. Et puis, la distinction
entre la 27 et 61 semble bien arbitraire aujourd'hui quand le traitement
du signal et l'automatique sont massivement numériques. Dans certains
domaines, la frontière de l'informatique est particulièrement floue. Par
exemple, considérons la robotique qui s'appuie de manière essentielle
sur des pans entiers de l'informatique comme la géométrie algorithmique,
les algorithmes de planification ou l'apprentissage automatique. Bien
sûr, la robotique utilise aussi la mécanique, fait parfois appel à la
perception haptique, etc. Un roboticien est-il mécanicien ou
informaticien ? Il peut évidemment se déclarer l'un ou l'autre, voire
les deux s'il le souhaite.
Le grand voisin.
Une des frontières les plus sensibles peut-être est celle avec les
mathématiques. L'informatique est parfois née dans les départements de
mathématiques où les informaticiens étaient les vilains petits canards.
Les informaticiens ont acquis leur indépendance et habitent aujourd'hui
des départements d'informatique. À l'heure de la recherche de contrats,
certains mathématiciens regrettent-ils, peut-être, leur départ quand ils
revendiquent l'analyse de données massives (le big data) ou l'apprentissage automatique (le machine learning)
comme faisant partie des mathématiques. Pour nous, c'est de
l'informatique. Mais après tout , on s'en moque ! C'est de la science
avec de beaux résultats et c'est ça qui compte.
Par nature, l'informatique reste proche des
mathématiques. Ce sont toutes deux des sciences de l'artificiel. Depuis
des siècles, on considère que pour être un honnête chercheur (pour être
un honnête homme), il faut une maîtrise raisonnable des mathématiques.
Aujourd'hui, il faut aussi celle de l'informatique. Des chercheurs font
de la recherche en « mathématiques pures », mais d'autres chercheurs
partent de problèmes d'autres sciences pour faire des « mathématiques
appliquées ». La situation est assez semblable entre informatique
fondamentale et informatiques appliquées incluant la bio-informatique,
les systèmes d'information géométrique, les humanités numériques, etc.
Pour conclure sur cette question, si
l'informatique n'a pas de frontières bien délimitées, s'il n'est pas
possible d'en trouver de périmètre précis, pas besoin de convoquer la
pluridisciplinarité pour conclure que cela aussi en fait sa richesse.
L'informatique a transformé les sciences plus encore que l'imprimerie
L'informatique est engagée dans un riche dialogue
avec les autres sciences. De quelles sciences parle-t-on ? Des sciences
dans un sens très large incluant les sciences de la nature ou de la vie,
les sciences humaines et sociales (sociologie, économie, histoire,
etc.) mais aussi, les mathématiques.
La transformation des sciences par l'informatique est la raison d'être des « Entretiens autour de l'informatique » [4],
qui invitent des spécialistes de toutes disciplines à raconter leurs
liens avec l'informatique. Leur lecture confirme que l'informatique
transforme en profondeur presque toutes les autres sciences. Et nous
utilisons ici « presque » surtout par précaution oratoire. De fait, nous
avons du mal à trouver une science qui n'ait été profondément
transformée par l'informatique.
Presque indépendamment de leurs disciplines, les
scientifiques aujourd'hui consultent des systèmes d'information,
utilisent des bases de données, tweetent, bloggent, tchatent à distance
avec leurs collègues, leurs étudiants, etc. L'informatique a modifié
leur façon de travailler, leur permet de le faire de manière de plus en
plus distribuée, de partager des données, des logiciels. La littératie
informatique est devenue leur quotidien, ou en tous cas, devrait l'être.
Avec l'informatique, ils analysent des données massives qu'ils
réunissent pour améliorer leurs connaissances, ils simulent des
phénomènes complexes qu'ils essaient de comprendre.
On assiste à une mutation radicale du paysage
scientifique, de l'essence de ses pratiques, une entreprise de
transformation fondamentale des sciences. Plus que l'utilisation
d'outils informatiques, nous verrons plus loin que l'informatique
transforme les sciences en apportant d'autres manières de penser, de
faire de la recherche, fondées sur la pensée algorithmique, s'appuyant
sur des modèles algorithmiques, l'analyse de données numériques, et la
simulation. Nous manquons sans doute encore de recul et ces
transformations sont encore pour partie en devenir mais il semble de
plus en plus clair que si chaque science est restée essentiellement la
même, chacune s'est profondément enrichie par l'utilisation d'outils
numériques et surtout par le dialogue avec la pensée algorithmique.
Peut-on imaginer aujourd'hui la linguistique sans le traitement
automatique des langues, l'astronomie sans ses pipelines de calculs
informatiques, la génomique sans les algorithmes d'analyse de séquences
ADN ? Etc.
Au risque de choquer, nous irons donc jusqu'à
écrire que l'informatique a transformé en profondeur les sciences plus
encore que l'imprimerie. Mais évidemment ce n'est pas à nous de le dire,
mais aux historiens des sciences quand ils auront assez de recul pour
réaliser sereinement une telle comparaison. En attendant, que la
question ait du sens ou pas, c'est sûrement une occasion pour se fâcher
entre amis.
Les informaticiens ne servent à rien
Les scientifiques confrontés à l'informatique se
tournent vers nous, collègues informaticiens, pour trouver de l'aide.
Mais, désolé, nous ne savons pas quels ordinateurs vous devez acheter,
ni quels logiciels. Vos sujets de recherche sont passionnants mais
comprenez que nous ayons aussi les nôtres et que nous ne voulons pas
forcément les abandonner pour travailler sur les vôtres. Ayez pitié de
nous !
Par exemple, les bases de données sont
essentielles dans nombre de disciplines. Pendant des années, le sujet de
recherche du premier auteur étaient les bases de données
« semi-structurées » avec des modèles de données moins rigides que les
relations à deux dimensions, ce qui conduit à des formats de données
comme XML ou Jason. Sa recherche était motivée par des travaux dans
d'autres disciplines et des questions soulevées notamment par des
biologistes. Mais les systèmes dont il participait à la construction
étaient des prototypes déconseillés pour des scientifiques non
informaticiens. Ces derniers devaient attendre les systèmes disponibles
aujourd'hui.
Certains informaticiens sautent le pas vers
d'autres sciences pour participer à des domaines comme la
bio-informatique ou les humanités numériques. Bravo ! Mais, même eux ne
suffisent pas à répondre à toutes les demandes. Alors...
Collègues scientifiques non-informaticiens, apprenez à vous débrouiller !
Quand vous avez besoin d'informatique, embauchez
des ingénieurs ou payez des sociétés de services. Surtout, apprenez
suffisamment d'informatique pour réaliser vous-mêmes vos propres
simulations, vos propres analyses de données. Vous ne perdrez pas de
temps à expliquer ce que vous voulez à des informaticiens qui ne parlent
probablement pas le même langage que vous. Les logiciels sont devenus
beaucoup plus simples à utiliser. Vos étudiants, de plus en plus, savent
programmer. Et si au hasard de la recherche, vous tombez sur un vrai
challenge pour l'informatique, alors là seulement allez voir un informaticien :
(i) vous aurez déjà appris à parler son langage et aurez plus de chance d'être compris,
(ii) vous aurez plus de chance de l'intéresser.
Pour éviter toute ambiguïté : on ne vous demande
pas à tous d'atteindre la sophistication en informatique d'un chercheur
Inria ou d'un développeur Google, mais seulement à un grand nombre
d'entre vous d'être capable d'écrire les programmes simples dont vous
aurez besoin. C'est déjà la norme dans de nombreuses disciplines comme
la physique ou la géographie, ça peut être le cas demain aussi dans
votre discipline. Si ce n'est pas encore le cas, redéfinissez la
formation dans vos disciplines pour que vos étudiants aient un solide
bagage en informatique.
Est-ce que cela s'accompagnera pour ces étudiants
de pertes de compétence ? Sans doute. Pour vous consoler, dites-vous que
de tous temps il s'est trouvé des chantres du « les étudiants ne sont
plus ce qu'ils étaient avant. » Leur niveau est supposé baisser depuis
des centaines peut-être des milliers d'années, alors nous n'allons pas
nous inquiéter s'il baisse aujourd'hui. Mais, il est vrai que le temps
d'étude n'est pas extensible à l'infini. Les archéologues d'antan
étaient d'excellents dessinateurs, les dessins de Pompéi par les
archéologues juste après la découverte du site sont impressionnants de
précision. Aujourd'hui, avec la photo, les archéologues ont perdu ce
talent (en gagnant d'autres compétences). Nous pensons que c'est plus
important pour eux de programmer que d'être de brillants dessinateurs,
mais nous ne sommes pas archéologues. C'est aux archéologues de choisir
ce que leurs étudiants doivent apprendre.
Et pour conclure, une question qui divise :
Assiste-t-on avec l'informatique à un affaiblissement des sciences ?
La clé de voûte de notre compréhension du monde
est la construction de théories comme la mécanique newtonienne ou la
théorie darwinienne de l'évolution. La science exige que les théories
valident les observations, qu'elles permettent de faire des prédictions.
Certaines théories sont aujourd'hui formulées sous
la forme d'algorithmes qui permettent de construire des modèles de
phénomènes pour ensuite pouvoir les « simuler ». Elles résultent en des
logiciels parfois de taille considérable. Nous développons des modèles
algorithmiques de nombreux phénomènes : l'évolution de l'atmosphère et
des océans, le fonctionnement du cerveau, le développement des villes,
la variation des cours de la bourse, les mouvements de foule, etc.
Quand les théories classiques se basaient sur un
petit nombre d'équations typiquement focalisées dans un petit nombre de
domaines scientifiques, les modèles algorithmiques d'aujourd'hui peuvent
prendre en compte des aspects très divers. Par exemple, les modèles du
climat s'appuient sur des connaissances en électricité, mécanique des
solides et des liquides, chimie, etc. Le modèle de développement d'une
ville doit tenir compte de processus démographiques, économiques,
politiques, géographiques, etc., qui interagissent. Dans un tel modèle
algorithmique, certains aspects mal compris peuvent aussi être pris en
charge par l'apprentissage automatique.
Les modèles algorithmiques complexes résultent de
collaborations de nombreux spécialistes de disciplines diverses.
Personne n'en maîtrise toutes les facettes. Surtout, on ne sait en
général pas expliquer leurs résultats. Si les modèles météorologiques
nous disent avec des probabilités qui ne cessent de s'améliorer quel
temps il fera demain, ils n'expliquent pas pourquoi.
Quand une théorie classique se trompait, on
essayait de proposer une autre théorie. Avec un modèle algorithmique,
cela n'est pas nécessairement le cas. On va essayer de l'améliorer en
précisant le modèle, en le complexifiant, en rajoutant des données, etc.
Peut-être, seulement s'il s'avère vraiment décevant, essaiera-t-on de
trouver un cadre véritablement nouveau. Mais le plus souvent on
cherchera à faire évoluer le modèle algorithmique ne serait-ce que pour
ne pas perdre tout le travail accumulé, les logiciels et les données
amoncelées.
Est-ce satisfaisant ? Pas complètement. D'abord,
on doit accepter de vivre avec des théories qui comportent des erreurs.
Si ces théories s'améliorent sans cesse, même modestement, cela semble
acceptable. Surtout, on doit accepter de ne pouvoir expliquer les
résultats ; c'est indéniablement un aveu d'échec. Pourtant cela peut se
justifier : les modèles algorithmiques nous permettent d'étudier des
phénomènes beaucoup plus complexes que les théories classiques. Si nous
ne pouvons présenter des explications c'est que les explications qu'on
pourrait avancer seraient par nature pluridisciplinaires et extrêmement
complexes, peut-être trop complexes pour qu'un humain les énonce ou les
comprenne.
En ce sens, il faut plutôt voir l'utilisation de
modèles algorithmiques comme une extension du domaine de la science à
des champs qui nous étaient encore interdits.
En guise de conclusion
Il n'y a pas si longtemps encore, les autres
sciences hésitaient entre s'enthousiasmer pour la nouvelle venue,
l'informatique, et lui refuser de l'accueillir comme une science.
Questionner si l'informatique est une science n'est plus à l'ordre du
jour : L'informatique a ses départements dans les universités, une salle
dédiée au Palais de la Découverte, ses académiciens des sciences ; elle
est enseignée au Collège de France, et puis dans tous les collèges et
lycées de France même si le nombre de professeurs informaticiens reste
faible.
L'informatique a aligné les avancées fulgurantes :
compilateurs de plus en plus efficaces, langages de programmation de
plus en plus sophistiqués, internet, le web, moteurs de recherche du
web, systèmes cryptographiques à clés publiques, l'apprentissage
automatique, etc. Et puis, elle a transformé l'économie mondiale, la
culture, la vie sociale. Surtout, elle nous a émerveillés dans des
rencontres surprenantes avec les autres sciences. On peut parier que
l'informatique nous réservera encore de nombreuses surprises, et de
belles occasions de nous engueuler entre amis...
Serge Abiteboul,
Inria & École Normale Supérieure, Paris
Gilles Dowek,
École Normale Supérieure
& Inria, Paris-Saclay
Cet article est sous licence Creative Commons (selon la juridiction française = Paternité - Pas de Modification).
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/fr/
NOTES
[1] L'informatique, la science au coeur du numérique, sur binaire, Serge Abiteboul, 2014,
https://www.lemonde.fr/blog/binaire/2014/01/19/linformatique-quesako/
[2] https://www.lemonde.fr/blog/binaire
[3] Le
titre de cet article a été suggéré par un podcast des chemins de la
philosophie : Quatre questions pour se fâcher entre amis. Nous voulions
nous limiter à quatre questions, mais cela n'a pas été possible. Trop de
sujets de controverses sont soulevés par notre discipline.
[4] http://binaire.blog.lemonde.fr/les-entretiens-de-la-sif/
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