Chroniques informatiques : des hiéroglyphes aux écritures informatiques
Y a-t-il un point commun entre l’égyptologie et l’informatique ? Oui, ce sont les « technologies de l’information ». L’écriture est un moyen de fixer l’information. L’informatique permet non seulement de la fixer, mais aussi de la traiter de manière automatique. Pour exprimer une information, il faut un langage, c’est-à-dire un ensemble de symboles et de conventions.
L’histoire de l’écriture, du calcul et de l’informatique, c’est en fait la rencontre entre :
(1) l’histoire des technologies,
(2) l’histoire des symboles et des langages,
(3) l’histoire des usages.
L’objectif de cet article est simplement de montrer qu’au cours des millénaires, ces histoires s’entremêlent largement.
Peintures préhistoriques
À l’aube des temps, les hommes préhistoriques communiquent grâce à différents modes d’expression. Ce peut être le langage oral ou gestuel. Lorsqu’ils chassent, ils communiquent en silence via des gestes. Lorsqu’ils discutent, ils peuvent parler et montrer des choses en même temps. La communication est naturellement multimodale. Néanmoins, l’information transmise par ces modes de communication est fugitive. Il y a 50 000 ans, les premiers symboles « permanents » apparaissent dans les peintures préhistoriques.
Peinture préhistorique.
Source : Wikipédia.
Calculi et langages des quantités
Il y a 10 000 ans environ, c’est la Révolution Néolithique : les hommes s’installent dans des villages et on assiste peu à peu à la séparation des activités. Certains individus deviennent cultivateurs, d’autres fabriquent des outils, etc. Apparaît le troc. Il faut compter. On utilise des petits jetons, les calculi.
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| Calculi préhistoriques et leur enveloppe. Reproduction : J.M. Favre. |
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De calculus vient le mot « caillou ». Le verbe « calculer » en dérive également. Les calculi sont des symboles. Par exemple, 3 disques avec une croix veut dire « j’ai » ou « je te donne » 3 moutons. La forme, la taille et les inscriptions sur les calculi « comptent ».
Proto-écritures et langages spécialisés
Par la suite, c’est sur des tablettes d’argile que l’on écrit des listes de choses. Pour désigner les choses, on les dessine une seule fois, et on utilise des symboles pour les quantités.
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| Tablettes d’argile précunéiformes, comptes de bétail. Reproduction de tablettes du Musée du Louvre, environ 3100 – 3000 av JC – Photos : Chroniques informatiques |
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Dans la tablette de gauche de la figure ci-dessus, on voit une chèvre. La tablette de droite « parle » de « 4 vaches » et de « 11 moutons ». Une encoche vaut 1 ; le trou vaut 10. En bas, à gauche une tête de vache ; à droite le symbole de mouton. Plus le temps passe, plus on ajoute des symboles. Cela donne lieu à ce que l’on appelle des proto-écritures. On ne sait pas tout écrire. Ce sont des langages spécialisés pour le commerce et l’administration. Certaines tablettes décrivent des listes de produits agricoles, d’autres des parcelles de terrains, etc. Notons aussi que sur les tablettes se trouvent désormais plusieurs langages que l’on pourrait séparer. D’un côté les encoches forment l’un des premiers langages de nombres, langages spécialisés appelés numérations. C’est à partir de là que partiront les mathématiques. De l’autre côté, le langage des mots et des idées, d’où émergera entre autre la littérature. La séparation est bien nette sur la tablette de gauche de la figure. Évidemment, à cette époque, nul ne faisait la différence !
Des proto-écritures aux écritures
Dessiner les choses que l’on veut représenter est long. Peu à peu, les représentations figuratives sont remplacées par des conventions. Pour aller plus vite, à la place des tracés, on réalise donc des trous en forme de clous. C’est l’écriture cunéiforme (cunéis signifie clou). Les symboles sont de plus en plus abstraits, à tel point qu’ils deviennent méconnaissables.
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| – 2500 | ||||||
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| – 2250 | ||||||
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| – 2035 | ||||||
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| – 1760 | ||||||
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| – 720 | ||||||
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| – 600 | ||||||
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Évolution du cunéiforme « roi » (couronne homme).
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Par exemple, la figure ci-dessus montre l’évolution du mot « roi » sur environ deux millénaires. Notons que plus les symboles sont abstraits, moins ils comptent de traits, plus l’écriture est compacte. La figure suivante présente deux tablettes. Dans celle de gauche, la plus ancienne, le mot « roi » est reconnaissable (voir le détail). Par contre dans celle de droite, la plus récente, plus rien n’est reconnaissable.
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| De la proto-écriture à l’écriture cunéiforme. À gauche, contrat de vente d’un champ et d’une maison, tablette du Louvre, environ 2600 av JC – Photo : Wikipédia. À droite, lettre diplomatique – Photo : D. Bachmann / Wikipédia. |
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Ecritures et langages généralistes
Le passage progressif des proto-écritures à l’Écriture marque le passage de la Préhistoire à l’Histoire. En Mésopotamie, elle a lieu il y a environ 5000 ans. À partir de ce moment, on dispose d’une écriture généraliste. On peut écrire tout ce que l’on peut dire. Par exemple, la tablette de droite de la figure précédente est un véritable « texte ». À gauche, il ne s’agit que d’un inventaire.
En Égypte, l’écriture est précédée par des représentations graphiques décrivant des scènes évocatrices, mais réalisées sans conventions fixes ni clairement définies. Il ne s’agit donc pas là d’une écriture. Par contre, l’écriture hiéroglyphique permet de tout exprimer et ce langage est resté remarquablement stable pendant près de deux millénaires. Outre le graphisme superbe des hiéroglyphes, la caractéristique de cette écriture est le lien très intime qui existe entre « texte » et « illustrations ».
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| Poignard « du Gebel el-Arak », -4000 à -3100, Musée du Louvre Photo : Rama / Wikipédia |
Palette de Narmer, -3100 Musée du Caire Source : Wikipédia |
Stelle d’Uriage, -3100 Musée de Grenoble Photo : Chroniques informatiques |
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| Écriture hiéroglyphique cursive, Musée de Milan Photo : Chroniques informatiques |
Écriture hiératique, environ -3100 New York Academy of Medecine Source : Wikipédia |
Écriture démotique sur la pierre de Rosette Source : Wikipédia |
| Des représentations graphiques aux hiéroglyphes et au démotique. | ||
Alors que les symboles cunéiformes sont totalement « illisibles », les hiéroglyphes sont en grande partie reconnaissables. Pourtant, lire des hiéroglyphes n’est pas si simple ! D’ailleurs, pendant 1 500 ans plus personne ne sait lire les hiéroglyphes. Sauf… sauf dans un village gaulois, pardon, grenoblois.
À 18 ans, Jean-François Champollion est nommé professeur d’Histoire à l’Université de Grenoble où il reste quelques années. Il consacre une grande partie de sa vie au déchiffrement des hiéroglyphes. La première clé du mystère viendra de la « Pierre de Rosette ». Sur cette stèle, se trouve le même texte écrit trois fois. Deux fois dans la même langue, mais avec deux écritures différentes, et une fois en grec. Champollion est arrivé à décoder le nom de Ptolémée et a ainsi trouvé la clé des hiéroglyphes.
En savoir plus sur l’égyptologie et les hiéroglyphes ?
Chaque année, l’Association Dauphinoise d’Egyptologie Champollion (ADEC) organise la Fête de l’Egyptologie. Les hiéroglyphes et Champollion y tiennent bien sûr une place d’honneur.
Alphabets et démocratisation de l’écriture
Des centaines voire des milliers de symboles forment les premières écritures. Écrire est alors réservé à une élite, les scribes. Il faut attendre environ 1500 ans pour en arriver aux alphabets. Il suffit de quelques dizaines de lettres pour tout écrire ! La tablette ci-dessous présente l’alphabet d’Ougarit. La position des trous forme les symboles. Comme dans les futures cartes perforées d’ailleurs…
Alphabet ougaritique. Les différentes lettres de l’alphabet sont montrées. La première est équivalente au « a » moderne, la deuxième au « b ».
Photo : Chroniques informatiques
Les abacistes et le « calcul manuel »
Dans l’Antiquité, savoir écrire change-t-il la manière dont on calcule ? Pas vraiment. Parlons tout d’abord du « calcul manuel ». Les Grecs et Romains utilisent déjà des bouliers et des abaques.
Calcul manuel : boulier romain (reproduction).
Photo: Jörn Lütjens / online-museum
Dans les deux cas, on retrouve l’équivalent des calculi. Par contre, la valeur des cailloux n’est plus portée par leur forme ou des marques, mais par leur position. Pour transformer ces nombres, c’est-à-dire réaliser des opérations comme l’addition, on déplace les cailloux. La méthode doit être parfaitement connue des « calculateurs » qui seront appelés abacistes par la suite. S’ils veulent vérifier leurs calculs, les abacistes doivent les refaire depuis le départ. En effet, tout comme la parole, les déplacements de calculi qui s’effectuent pendant le calcul sont fugitifs. Par contre, pour conserver le résultat, il suffit de l’écrire ; par exemple avec la numération romaine.
Les algoristes et le « calcul écrit »
Mais si l’on sait écrire les nombres, pourquoi diantre ne pas écrire aussi les calculs ? Tout simplement parce que dans l’Antiquité les numérations étaient franchement inadaptées au calcul. Essayez de multiplier par écrit XVIII par CMMXCCII… c’est très difficile ! Par contre, avec la numération « arabe » et le zéro, cela devient plus simple, à condition de savoir « poser » les calculs. Différents algorithmes, règles définissant un processus, peuvent être utilisés par exemple pour multiplier.
Calcul écrit : multiplication écrite de 934 par 314 selon la méthode dite de « jalousie ».
Source : Traité d’arithmétique, Auteur anonyme, Trévise, 1478
Un des avantages du calcul écrit est qu’il devient possible de le vérifier, car sa trace a été écrite pas à pas. Ce n’est qu’après une longue querelle entre « abacistes » et « algoristes » que le calcul écrit finira par l’emporter. Ce sera vers de la fin de la Renaissance. En France, le boulier sera d’ailleurs interdit lors de la Révolution dans l’école de la république. Cependant, le boulier restera utilisé jusqu’à nos jours en Orient, en Chine et au Japon notamment. Il s’agit d’un moyen de calcul simple, peu coûteux, et avec de l’entraînement il peut s’avérer extrêmement rapide. Notons que la notion de calcul dépend évidemment du contexte dans lequel celui-ci est effectué. C’est dans le contexte commercial que le boulier reste un moyen privilégié.
Calculs mécaniques spécialisés
Bien que le calcul écrit se soit imposé en Occident, c’est la piste du calcul manuel qui donnera lieu aux machines à calculer mécaniques. En gros, il s’agirait de faire bouger mécaniquement les boules d’un boulier, mais les manipulations sont si compliquées… Vers l’âge de 18 ans, Pascal a l’idée brillante d’utiliser plutôt des engrenages pour réaliser une additionneuse. Suivront toute une série de calculateurs mécaniques, comme la multiplicatrice de Bollée. Il suffit de tourner une manivelle et la multiplication est faite.
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| Multiplicatrice de Léon Bollée, 1889 – Musée des Arts et Métiers, Paris. Photos : Chroniques informatiques |
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| Voir aussi deux vidéos sur le site Web du Musée des Arts et Métiers, l’une montrant la multiplicatrice de Bollée en fonctionnement, l’autre en expliquant le principe. | |
Tous les calculateurs mécaniques seront des calculateurs spécialisés : ils ne réalisent généralement que certaines opérations arithmétiques : additions, soustractions, etc. La plupart des multiplicatrices réalisent des multiplications par additions successives, mais ce n’est pas le cas pour la multiplicatrice de Bollée, qui elle, représente de manière physique et en trois dimensions la table de multiplication, et utilise des mécanismes très sophistiqués pour réaliser des multiplications directes.
Calcul mécanographique et cartes perforées
Au début du XVIIIe siècle, Jacquard met au point le métier à tisser. Les cartes perforées ne contiennent pas des informations au sens moderne du terme, mais permettent cependant de « programmer »la machine à tisser et d’obtenir des motifs différents.
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| Métier à tisser Jacquard – Musée des Arts et Métiers, Paris. Photo : © David Monniaux / Wikipédia |
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| Voir aussi, sur le site Web du Musée des Arts et Métiers, une vidéo montrant un métier à tisser avec mécanique jacquard. | |
À partir de 1890 se développe la mécanographie. Cette fois, les cartes perforées contiennent des informations. Des machines permettent de classer les cartes, de les trier, etc. Il s’agit d’un nouveau support d’écriture, l’un des premiers supports des écritures informatiques. Le langage des cartes perforées est simple : « trou » ou « pas trou ». Le papier a remplacé l’argile… mais c’est toujours la position des trous qui détermine la signification de ce qui est écrit sur la carte.
Carte perforée utilisée en informatique dans les années 1960.
Photo : J.M. Favre
Calculs électroniques et écriture numérique
Au XXe siècle apparaît l’électronique. Comme pour le boulier, ce sont des petites boules qui se déplacent, mais cette fois ce sont… des électrons. Il faut évidemment les canaliser ; comme les boules sur un boulier. C’est le rôle des circuits électroniques. Mais contrairement aux boules du boulier, on ne compte pas les électrons ! On regarde simplement si l’électricité « passe » ou « ne passe pas », et cela en différents points. Évidemment, la valeur à chaque point compte (0 ou 1), mais aussi et surtout la position. C’est le langage binaire. Au départ, on utilise des lampes à vide pour l’écriture temporaire. Les cartes perforées sont utilisées pour fixer l’écriture.
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| ENIAC, l’un des premiers ordinateurs. À gauche, quelques-unes de ses 19 000 lampes à vide. Photo TexasDex / Wikipédia. À droite, une partie de l’ordinateur et de la pièce qui le contenait. Photo : US Army / Wikipédia. |
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Au fil du temps, les supports numériques sont de plus en plus compacts. L’avènement de la micro-informatique à partir des années 1980 marque le début de la démocratisation de l’informatique. L’ordinateur n’est plus un énorme monstre mangeur de nombres. Pour le grand public, il devient synonyme de traitement de textes.
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| De plus en plus compacts ! À gauche, supports d’écriture numériques ; à droite, détail d’un processeur. Photos : Chroniques informatiques (à gauche) – Wikipédia (à droite). |
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Langages de programmation généralistes
Il n’y a pas de doute, le binaire suffit à la machine. Mais pour les êtres humains on a rapidement compris qu’il fallait inventer des langages de programmation. Du coup, on en compte plus de 8000 actuellement…
Langage généraliste : BASIC.
La figure précédente montre quelques lignes d’un programme écrit en langage BASIC, langage inventé lors de l’apparition des micro-ordinateurs pour permettre à un large public de programmer. Les langages de programmation sont devenus « interactifs ». Mais même s’ils sont basés sur des mots, la programmation est tout de même restée une activité obscure réservée aux « initiés ». Tout comme les premières écritures permettent de tout dire, mais en étant fort compliquées, les langages de programmation généralistes permettent de tout programmer, mais cela reste tout de même compliqué.
Langages spécialisés
Actuellement (et comme au néolithique d’ailleurs…), on assiste à une révolution basée sur la séparation des activités : certains informaticiens se spécialisent dans les bases de données, d’autres dans les sites web, etc. À chaque métier correspondent des langages spécialisés ; SQL pour les bases de données, HTML pour les sites web, Excel pour les calculs, etc. Ces langages ne permettent pas de tout programmer, mais ils sont plus simples.
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| Langages spécialisés : SQL (à gauche) et Excel (à droite). | |
Langages de modélisation
Les logiciels modernes sont de plus en plus complexes. Ils sont alors écrits de manière collaborative par des équipes pouvant aller jusqu’à des centaines de personnes. Il faut par conséquent réaliser des plans cohérents de leurs différentes parties et cela selon différents points de vue correspondant aux spécialités de chacun : la personne qui va réaliser la base de données n’est pas la même qui va concevoir l’interface graphique ; une autre personne encore peut s’occuper des aspects concernant la communication par réseau informatique, etc. On appelle ces plans des modèles et l’on parle alors d’Ingénierie Dirigée par les Modèles (Model Driven Engineering en anglais). Les langages de modélisation permettent non seulement aux scribes et aux architectes modernes de concevoir certaines parties du logiciel, mais aussi d’assurer la communication entre les différents intervenants, de répartir le travail, etc. Les langages de modélisation combinent souvent symboles textuels et symboles graphiques. L’aspect « visuel » de ces langages vise à faciliter la compréhension des modèles ainsi que la communication avec des personnes d’autres corps de métiers.
Langage de modélisation : UML.
Vers un retour aux hiéroglyphes ?
Nouveau langage hiéroglyphique ?
La frontière entre utilisateur et programmeur s’estompe peu à peu. Par exemple, la figure ci-dessus montre un langage permettant à chacun de programmer… le chauffage électrique de sa maison. Au lieu d’utiliser un langage généraliste comme Fortran ou BASIC, le programmeur-utilisateur s’exprime (heureusement !) à l’aide d’un langage spécialisé. On retrouve ce qui ressemble à des « hiéroglyphes ». Même si ce n’en sont pas réellement, car les hiéroglyphes égyptiens étaient basés sur d’autres principes, entre autres celui du rébus.
Vers la disparition de l’ordinateur !
L’informatique du futur devrait se caractériser par la disparition des… ordinateurs. En apparence seulement, car en fait ils vont se fondre dans notre paysage de tous les jours. On parle d’informatique ubiquitaire : l’informatique partout. Microprocesseurs et capteurs deviennent invisibles, car cachés dans les machines à laver, les téléphones portables, les voitures, les GPS, les téléviseurs, dans les murs et même dans les habits… L’idée est simple : les meilleures technologies sont celles que l’on oublie. L’utilisateur devrait pouvoir oublier l’informatique et simplement l’utiliser. Pour en arriver à une telle simplicité, de nombreux développements et recherches sont encore nécessaires. Cela tombe bien : la recherche en informatique s’y attache, par exemple à Grenoble.
Jean Kuntzmann, mathématicien, arrive à Grenoble en 1945. C’est l’un des pionniers en Informatique et Mathématiques Appliquées. En 1951, le Centre de Calcul Grenoblois est né sur le campus universitaire. Dans le même temps, les grosses industries locales s’équipent de mécanographie puis d’ordinateurs pour de savants modèles. Vers la fin des années 1960, des conventions scientifiques sont passées avec les constructeurs informatiques de l’époque. L’institut d’Informatique et de Mathématiques Appliqués de Grenoble (IMAG) est mondialement connu.
À Grenoble, l’association ACONIT fait la liaison entre le passé de l’informatique et le présent, voire le futur car il en dépend. La vallée grenobloise est parfois appelée la Silicon Valley française, car elle regroupe des acteurs majeurs de l’informatique tels que ST, Bull, HP, Xerox, et Sun. Depuis 2007, le Laboratoire d’Informatique de Grenoble (LIG) regroupe la plupart des activités de recherches liées aux technologies de l’information telles que présentées dans cet article.
Vers des écritures informatiques…
Si l’on pense en termes d’utilisation, pourquoi ne pas revenir carrément à la Préhistoire, au temps où il suffisait de dessiner sur les parois ? La figure suivante présente un schéma réalisé « à la main » sur un tableau blanc. On reconnaît 5 billes, 3 plateaux inclinés, 1 panier suspendu par des ressorts. Où est l’intérêt d’une telle écriture informatique ? En haut à gauche, se trouve un bouton « run » (exécuter)… Il suffit de le presser avec le crayon pour que le mécanisme se mette en mouvement ! On voit alors les boules descendre, tomber dans le panier ou en dehors, etc.
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| Un tableau blanc informatique : projet Design Rationale du MIT. 4 photogrammes extraits de la vidéo de démonstration. |
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Le mieux pour comprendre comment « ça marche » est de regarder la vidéo de démonstration.
Visionner la vidéo
Durée : 3 min 51 s – © MIT
Pourquoi parler ici d’écriture informatique ? Car même si le langage utilisé désigne des concepts mécaniques, il est interprété par des moyens informatiques, ce qui lui donne encore plus de richesse. Et il est possible d’aller plus loin. Les ordinateurs sont depuis longtemps multimédias (vidéos, sons, images…) et les premières interfaces multimodales sont maintenant disponibles. Rappelez-vous, les premiers hommes préhistoriques parlaient en faisant des gestes et en montrant du doigt. C’est typiquement ce qui arrive lorsque l’on utilise un tableau blanc à plusieurs pour élaborer des plans. L’ordinateur devrait reconnaître non seulement ce qui s’écrit, mais aussi ce qui se dit et ce qui se montre. Tout cela en même temps. C’est de cela dont on a réellement besoin. Notons que l’on dispose déjà d’écritures collaboratives : plusieurs personnes peuvent écrire sur le même support en même temps, même si elles sont réparties à différents endroits de la planète.
Écriture massivement collaborative : l’encyclopédie Wikipédia.
Conclusion
L’origine des technologies de l’information remonte à la Préhistoire. Calcul, écriture et informatique sont de la même nature. Les « vrais » concepts traversent les millénaires. La notion de langage fait partie de ceux-ci. Reste à mieux comprendre ce qu’est exactement un langage informatique. D’un point de vue scientifique, on peut d’ores et déjà prévoir l’émergence d’un nouveau champ de recherche : la « linguistique informatique ». Il s’agit d’appliquer les sciences du langage au cas particulier des langages informatiques. Un autre domaine émergent est l’« ingénierie des langages informatiques ». C’est le pendant technologique de la linguistique informatique. Dans un cas, on cherche à comprendre (c’est de la science), et dans un autre, on cherche à construire (c’est de l’ingénierie). Pour en savoir plus sur ces thèmes de recherche, rendez-vous sur le portail des langages informatiques.
Ainsi, le futur se caractérise par la « disparition » de l’ordinateur mais l’apparition de nouveaux langages et écritures informatiques, multiples et surtout adaptés au métier de l’utilisateur. Les hommes préhistoriques dessinaient sur les parois. On fera de même, et à plusieurs ; voire tous ensemble. Aujourd’hui, c’est déjà un peu demain. Nous sommes tous des scribes. Et c’est très bien ainsi.
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Jean-Marie Favre