Comme son nom l’indique, le « Difference Engine » est un objet étrangement difficile à décrire. On pourrait commencer par imaginer le côté d’un grand berceau aux montants cerclés de petites roues métalliques – ou plutôt de bobines – mais il vaut mieux voir la chose par soi-même.
Bien épousseté et toutes les ferrures en laiton polies, il est exposé dans la première galerie de l’exposition « L’âge de l’information » au Musée national d’histoire américaine. Bien qu’une voix amplifiée indique l’importance de la machine dans l’histoire des sciences, elle attire rarement la foule. Pourtant, il ne fait aucun doute que le moteur à différences est un lien avec l’excitation intellectuelle de haut niveau et avec un homme étonnant que le gouvernement britannique a récemment honoré de son propre timbre-poste. Il s’agit de Charles Babbage, l’homme qui, il y a plus de 150 ans, a d’abord faiblement entrevu l’ère informatique d’aujourd’hui et s’est efforcé de l’atteindre.
Le moteur à différences est une calculatrice. Il prépare des tables numériques en utilisant une technique mathématique connue sous le nom de méthode de la différence. Aujourd’hui, de telles tables – du type de celles souvent utilisées en navigation et en astronomie – seraient calculées et stockées électroniquement. Il y a près d’un siècle et demi, le Difference Engine faisait à peu près le même travail, mais lentement et mécaniquement.
Deux Suédois, Georg Scheutz et son fils, Edvard, ont construit la machine du Smithsonian en 1853. Chacun de ses longs arbres porte des disques, et chaque disque a des roues avec dix dents qui correspondent à des marques dans les disques. Un scientifique pouvait placer les disques avec des chiffres connus, pairs ou impairs, tourner une manivelle et, en lisant sur chaque arbre, trouver le résultat d’un calcul. Ce « moteur » particulier pouvait également imprimer ses réponses. Vendu à un observatoire d’Albany, dans l’État de New York, il a été donné au Smithsonian en 1963.
Les Scheutzes ne s’intéressaient pas au design agréable. Leur appareil fonctionnait pourtant bien, car ils avaient suivi jusqu’au bout pratique les concepts de l’un des esprits les plus brillants du XIXe siècle. Inventeur et philosophe, Babbage a produit un prototype du moteur à différences original dès 1822, puis a continué à l’améliorer sans jamais le terminer. Il approuvait avec enthousiasme le travail de ses amis Georg et Edvard Scheutz. Mais pendant les années qu’il leur a fallu pour achever leur machine, l’esprit de l’inventeur tâtonnait vers un dispositif mécanique qui irait bien au-delà du calcul. Il stockerait en fait les données qu’il produisait, puis réutiliserait ces informations pour en ajouter d’autres. Babbage décrivait ce processus comme « le moteur qui mange sa propre queue »
Ce qu’il prévoyait était un ordinateur primitif. Comme l’a écrit son biographe, Anthony Hyman, « Babbage travaillait seul, très en avance sur la pensée contemporaine. Il a dû non seulement élaborer les plans, mais aussi développer les concepts, l’ingénierie et même les outils pour fabriquer les pièces. Il… se tient seul : la grande figure ancestrale de l’informatique. »
Charles Babbage est né en 1791 dans une famille du Devonshire, riche et tranquille. Il fréquente une bonne école, puis part pour Cambridge sans trop savoir ce qui l’attend là-bas, si ce n’est un avertissement selon lequel c’est un mauvais endroit pour acheter du vin. Naturellement brillant en mathématiques, il s’aperçut que ses professeurs de mathématiques en savaient en fait moins que lui.
Clairement un génie, Charles semble également avoir été un jeune homme charmant, rempli d’une détermination juvénile à améliorer l’enseignement des mathématiques à Cambridge. Avec son ami intime John Herschel, fils du célèbre astronome William Herschel, Babbage a participé à la fondation de l’Analytical Society.
Comme la Lunar Society à l’époque de Josiah Wedgwood et d’Erasmus Darwin (grand-père de Charles), deux générations auparavant, les « Analytiques » se réunissaient dans une sociabilité bruyante pour discuter, entre autres, de la fabrication de tissus à partir de coton et de laine, ainsi que des forges et des aciéries qui remplissaient alors les Midlands verdoyants de l’Angleterre. Leur objectif était de calculer comment la science pourrait soutenir au mieux la révolution industrielle en cours avec de nouvelles techniques, de meilleurs outils, une planification plus précise.
Bien avant de monter à Cambridge, Babbage a imaginé un moyen de marcher sur l’eau. « Mon plan, écrit-il, était d’attacher à chaque pied deux planches étroitement reliées entre elles par des charnières elles-mêmes fixées à la semelle de la chaussure. » La chose avait assez bien fonctionné pour que le jeune Charles puisse descendre la rivière à marée descendante. Mais quelque chose a mal tourné, et il a dû nager pour sauver sa vie.
Il a quitté Cambridge, obsédé par l’idée d’utiliser des machines pour accélérer les calculs mathématiques qui prennent du temps. C’est ainsi qu’est née l’idée d’un moteur à différences. Charles a également imaginé une machine qui gérerait davantage de décimales afin d’accélérer le processus de « portage » et d' »emprunt ».
« Il a toujours été le grand améliorateur », déclare Peggy Kidwell, conservatrice du Scheutz Difference Engine au Smithsonian. Kidwell, coauteur de Landmarks in Digital Computing, pense que Babbage était constamment aiguillonné par l’envie d’améliorer non seulement son moteur, mais aussi la qualité de vie du XIXe siècle. Entre autres exemples, elle cite ses expériences d’impression de tableaux en différentes couleurs sur différentes teintes de papier (l’impression noire sur papier blanc était difficile à voir). En 1826, il a fait publier une page de tableaux dans 13 encres différentes sur 151 couleurs de papier différentes.
Plus important encore, il a cherché sans cesse des moyens de supprimer la pénibilité meurtrière du travail en usine. Des appareils de mesure, par exemple, effectueraient automatiquement le comptage sans esprit de certaines actions répétées dans une usine. Il invente une horloge de pointage ; les ouvriers méfiants l’appellent le « témoin ». Il a conçu un dispositif pour enregistrer la direction des chocs dans les zones sujettes aux tremblements de terre, un rouleau encreur pour l’imprimerie et, pensant peut-être à ces « chaussures d’eau » d’enfance, a proposé une idée d’hydroplane.
Il a essayé d’amener le gouvernement à changer les valeurs traditionnelles des livres, shillings et pence pour un système décimal. Il est allé à peu près aussi loin que les scientifiques américains aujourd’hui après des années de plaidoyer en vain pour introduire le système métrique. Pourtant, les Britanniques ont adopté sa proposition de pièce de deux shillings, ou florin, rendant dix florins égaux à une livre sterling.
Babbage n’a jamais complètement terminé le moteur à différences élargi, qu’il a commencé à appeler le « moteur analytique », mais des parties de l’original fonctionnaient sans problème dans les affichages et lui apportaient toujours plus d’attention. « Maintenant, M. Babbage, » dit une femme après avoir écouté son explication, « il n’y a qu’une chose que je veux savoir. Si vous posez une mauvaise question, la réponse sera-t-elle bonne ? » Les gens ont fini par apprendre qu’un ordinateur n’est pas plus intelligent que son programmeur. Comme le dit le dicton, « Garbage in, garbage out. »
Babbage était un hôte splendide. Le Duc de Wellington est venu le voir. Charles Dickens aussi. Babbage a parlé boutique avec Sir Charles Wheatstone, inventeur du pont de Wheatstone pour mesurer la résistance électrique ; avec Joseph Whitworth, dont les canons à fusil à alésage hexagonal ont été achetés par les États confédérés d’Amérique et utilisés avec une précision mortelle sur les malheureuses troupes de l’Union ; avec Isambard Kingdom Brunel, constructeur du gigantesque navire en fer Great Eastern (Smithsonian, novembre 1994).
Par-dessus tout, il y avait Augusta Ada Byron, fille du poète. C’était une femme brillante et belle, que Byron avait baptisée « Augusta » en référence à sa demi-sœur, qui était aussi sa maîtresse. Bien qu’Augusta Ada soit sa fille, Lady Byron n’a jamais pardonné à la jeune fille de porter le même nom que la femme qu’elle méprisait.
Ada était douée en mathématiques et l’une des rares personnes capables de comprendre et d’expliquer ce qu’étaient les inventions de Babbage. C’était une liaison chaste – Ada était mariée au comte de Lovelace. Mais elle a consacré des années à aider Babbage, à écrire des explications sur ses réalisations et ses rêves, à l’admirer avec un dévouement professionnel et filial. Elle a si bien écrit certaines de ses notes qu’il a voulu les publier sous sa signature. Elle a refusé. Pourtant, lorsqu’il a réécrit une partie de sa copie – en changeant juste un ou deux mots – elle lui a fait comprendre que personne ne réécrivait jamais un Byron.
Comme un certain nombre de Victoriens, Ada est devenue opiomane. Lors de sa sinistre mort due à un cancer, sa mère a caché l’opium qu’elle utilisait alors pour soulager la douleur afin qu’Ada souffre davantage – et se repente. Sa mort a laissé Babbage privé de la femme qu’Anthony Hyman décrit comme « son interprète bien-aimée ». Ses plans prévoyaient un système de cartes perforées qui commanderait les fonctions de la machine encore théorique. L’idée des cartes lui vient d’un célèbre métier à tisser français introduit au début des années 1800 par Joseph Marie Jacquard, qui utilisait des cartes sélectionnées pour automatiser le tissage de motifs multicolores. C’est Ada qui a su le mieux exprimer ce que le système de cartes apporterait à la machine de Charles : « Nous pouvons dire très justement que le moteur analytique tisse des motifs algébriques tout comme le métier à tisser Jacquard tisse des fleurs et des feuilles. »
Bien que les idées de Babbage pour le stockage de l’information n’existent que dans ses plans volumineux, ses concepts n’ont cessé de se rapprocher de notre ère informatique. Un système de cartes était vital pour les premiers ordinateurs électroniques, des appareils d’après la Seconde Guerre mondiale qui remplissaient une pièce entière.
Le moteur à différences de Scheutz nous relie également aux premiers jours de la Smithsonian. Joseph Henry, le premier secrétaire de l’institution, rendit visite à Babbage en 1837 et écrivit : « Il a, plus, peut-être, que tout autre homme ayant jamais vécu, réduit le gouffre entre la science et la mécanique pratique. » Une appréciation modérée. En jugeant Babbage aujourd’hui, alors que les ordinateurs ronronnent tout autour de nous, rendant possible une expérience de vie qui va des vols spatiaux à Internet, il est difficile de ne pas considérer ce prophète du 19e siècle avec une crainte déconcertée.