Lettre n° 27

Lettre du Collège de France n°27

Éditorial

Pr Pierre Corvol

Administrateur du Collège de France (2006-2012)
et titulaire de la chaire de Médecine expérimentale (1989-2012)

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L'enseignement de l'informatique et des sciences numériques au Collège de France

C'est entendu, le monde est devenu numérique : la formule n'étonne plus personne, parce que tout le monde côtoie et utilise quotidiennement les objets et les technologies « numériques ». Signe des temps, même les seniors s'y sont mis. Au début, ils ont eu un peu de mal à apprivoiser Internet mais le défi de communiquer par mail - par chat  pour les plus audacieux - avec leurs petits-enfants l'a emporté, et comme tout le monde ils se sont retrouvés à faire du numérique, comme Monsieur Jourdain de la prose, sans y penser. Et voilà que désormais, dans les maisons de retraite, les consoles de jeux informatiques sont devenues la dernière attraction à la mode.

Une fois admis ce constat, reste à comprendre « pourquoi et comment le monde devient numérique » : c'était précisément l'objet et le titre du cours donné au Collège de France par le professeur Gérard Berry, titulaire en 2007-2008 de la chaire d'Innovation technologique - Liliane Bettencourt. Il s'agissait du premier enseignement d'informatique au Collège de France. Le mot « informatique » a été créé en 1962 par Philippe Dreyfus, ancien directeur du Centre national de calcul électronique de Bull. Selon le Dictionnaire historique de la langue française, il désigne « la science et l'ensemble des techniques automatisées relatives aux informations (collecte, mise en mémoire, utilisation, etc.) et l'activité économique mettant en jeu cette science et ces techniques ». Devenu un mot du langage courant, l'informatique désigne donc pêle-mêle une science née dans les années 1930 de la logique mathématique, mais aussi les objets et techniques qui en sont issus - ordinateurs, téléphones portables, internet, GPS, DVD, télévision numérique terrestre, etc.

Ces objets sont devenus familiers, mais la science qui les sous-tend est généralement mal connue. Or la science informatique est devenue en peu de temps un enjeu stratégique non seulement du point de vue technologique et économique, mais aussi du point de vue scientifique et sans doute aussi d'un point de vue philosophique. Elle est au coeur de la révolution numérique.

Dans l'histoire des cultures humaines, l'externalisation de la mémoire et l'invention de l'écriture ont été décisives parce qu'elles permettaient de pérenniser l'information, de la conserver et de la diffuser largement. Inscrit sur un support matériel durable, le savoir n'est plus dépendant de la mémoire d'un homme et il peut être communiqué à tous, sans limite de temps. L'avènement de l'informatique au cours de la deuxième moitié du XXe siècle et le développement explosif de ses usages ont conduit à une modification extrêmement rapide du mode d'inscription matérielle et de stockage de l'information : toute information, quelle que soit sa forme - texte, image fixe ou animée, son, etc. - peut être représentée, stockée, reproduite, traitée et communiquée sous une forme codée numériquement. Ce procédé a eu des conséquences industrielles considérables et a transformé la vie quotidienne. Il a aussi bouleversé la recherche scientifique. L'informatique ouvre en effet pour de nombreuses autres sciences des horizons et des territoires jusque là insoupçonnés, en démultipliant la puissance de calcul et en créant des possibilités radicalement nouvelles de simulation et de modélisation.

La science informatique est profondément liée aux mathématiques. Elle les utilise pour formaliser et étudier les problèmes spécifiques que l'on peut répartir en trois grands domaines : la théorie de l'information, qui traite du codage, du transport, du stockage et du cryptage de l'information ; l'algorithmique, qui s'intéresse aux moyens d'effectuer les opérations de calculs de façon correcte et efficace ; la théorie de la programmation, qui concerne les moyens de réaliser physiquement les algorithmes abstraits sur les machines et les réseaux et de vérifier la correction des circuits et des programmes obtenus.

Elle conduit aussi à de nouvelles questions et à des solutions mathématiques fondamentales dans des domaines tels que la géométrie algorithmique, la théorie des nombres, la théorie des modèles, la logique formelle. Toutefois, la science informatique se différencie des mathématiques par les objets qu'elle étudie de façon préférentielle et par la contrainte de concrétisation effective de ses concepts.

Désormais, au même titre que les mathématiques, l'informatique joue un rôle essentiel dans la plupart des autres sciences, d'où la référence aux sciences numériques dans le titre de la chaire « Informatique et sciences numériques ». La mathématisation traditionnelle des sciences s'appuie sur la mise en équation des phénomènes naturels et la résolution de ces équations. Ce processus est limité par les capacités du cerveau humain. L'informatique permet de repousser ces limites : elle étend les capacités du cerveau humain au point que, virtuellement, les seules limites sont celles qui sont inhérentes au traitement de l'information ou à la calculabilité elle-même.

Au-delà du calcul, l'informatique révolutionne bien d'autres aspects de la recherche scientifique. La numérisation de l'instrumentation est devenue centrale en astronomie, en physique et en imagerie médicale. En biologie, la modélisation et la simulation du vivant sont des sujets en plein développement. De nouvelles approches mixtes, les neurosciences computationnelles, impliquent des chercheurs des neurosciences et des sciences numériques pour l'étude des mécanismes des opérations et des tâches du cerveau. En médecine, la modélisation numérique des organes se développe et apportera une aide au diagnostic et au traitement des maladies.

L'informatique est partout. Et dans les écoles, on insiste aujourd'hui sur la nécessité de développer, à côté du lire-écrire traditionnel, ce qu'on appelle en anglais la digital literacy, qu'on pourrait traduire par un paradoxal « alphabétisation numérique ». Le terme désigne la connaissance et la maîtrise des technologies numériques pour, selon la définition de la version anglophone de Wikipedia, « localiser, organiser, comprendre, évaluer et créer de l'information ». Mais si l'on veut développer une véritable culture numérique, peut-on encore se permettre d'ignorer les fondements de cette science informatique qui est devenue si fondamentale ?

Voilà la mission du Collège de France. Nous vivons, tous, les changements du monde - chaotiques ou ordonnés, brutaux ou presque imperceptibles, indifférents ou fascinants. Quelques-uns, chacun dans son domaine, possèdent des clés qui permettent de les déchiffrer, de les comprendre, d'en percevoir le sens. À ceux-là, le Collège de France donne la parole. Il s'efforce de porter leur voix vers un public aussi vaste que possible.

L'intérêt suscité par le cours de Gérard Berry et la large audience qu'il s'est attirée nous ont convaincu qu'il fallait développer cet enseignement sur l'informatique. C'est pourquoi le Collège, en partenariat avec l'Institut national de recherche en informatique et automatique (INRIA), a créé pour cinq ans une chaire intitulée « Informatique et sciences numériques ». Elle accueillera chaque année un nouveau titulaire, de manière à présenter les multiples facettes de cette science. Cette nouvelle chaire manifeste la reconnaissance de l'informatique en tant que discipline scientifique autonome au sein du Collège de France. Elle témoigne de la volonté commune du Collège de France et de l'INRIA de diffuser une recherche et un enseignement de haut niveau dans un domaine où notre pays occupe déjà une place importante au niveau international.