Charles Babbage

Charles Babbage manifeste très tôt un esprit vif et un intérêt prononcé pour les mathématiques, un domaine qui devient le socle de ses futures entreprises. Son parcours le mène à Trinity College, Cambridge, où il excelle et co-fonde l'Analytical Society en 1812, un groupe dédié à l'introduction des notations mathématiques continentales (comme celles de Leibniz) en Angleterre, marquant déjà sa volonté de moderniser les pratiques établies.

C'est en observant la production de tables mathématiques et d'autres calculs nécessaires à la navigation, à l'astronomie ou à l'ingénierie qu'il perçoit un problème majeur : l'omniprésence de l'erreur humaine. Les copistes, les calculateurs manuels, les imprimeurs introduisent inévitablement des inexactitudes qui peuvent avoir des conséquences pratiques importantes. Il est frappé par cette imperfection, et comme il le note dans ses écrits, "chaque table, aussi soigneusement calculée et imprimée soit-elle, contient des erreurs". Cette prise de conscience est le point de départ de sa quête d'automatisation du calcul.

Vers 1822, Babbage conçoit le premier prototype de sa Machine à Différences (Difference Engine). L'idée est de mécaniser le processus de calcul des polynômes par la méthode des différences finies, un algorithme qui ne requiert que des additions. Il imagine une machine complexe, faite d'engrenages, de roues et de leviers, capable non seulement de calculer les valeurs successives d'un polynôme mais aussi d'imprimer automatiquement les résultats, éliminant ainsi les erreurs de transcription et d'impression. Il obtient un soutien gouvernemental pour développer une version plus grande et plus précise, la Difference Engine No. 2.

Cependant, la construction s'avère être une tâche colossale, non seulement en raison de la complexité de la conception, mais aussi des limitations technologiques de l'époque en matière de précision mécanique et de standardisation des pièces. Les artisans qualifiés sont rares et chers. Le projet s'enlise, les coûts s'envolent et Babbage est en désaccord constant avec son ingénieur en chef, Joseph Clement. Malgré les sommes investies, la machine ne sera jamais achevée du vivant de Babbage dans sa totalité, même si des sections fonctionnelles sont construites. Il exprime dans ses écrits la frustration engendrée par ces obstacles, qu'il attribue souvent à l'incompréhension de ses contemporains ou aux difficultés intrinsèques d'une entreprise aussi novatrice. Il confie l'ampleur du défi, notant que "les difficultés techniques et les retards constants mettaient ma patience à rude épreuve".

Pourtant, c'est précisément durant la longue et pénible gestation de la Machine à Différences qu'un concept encore plus révolutionnaire germe dans son esprit : la Machine Analytique (Analytical Engine). Dès les années 1830, il commence à concevoir une machine bien plus générale, capable d'exécuter n'importe quel calcul arithmétique, non limitée à une seule fonction comme la Machine à Différences. Il la décrit comme étant composée de plusieurs parties fondamentales : le "Magasin" (Store) pour stocker les nombres (la mémoire), le "Moulin" (Mill) pour effectuer les opérations arithmétiques (l'unité de traitement), les sections d'entrée et de sortie, et surtout, un mécanisme de contrôle capable de diriger la séquence des opérations.

C'est dans ce système de contrôle que réside l'aspect le plus prophétique de la Machine Analytique. Babbage propose d'utiliser des cartes perforées, inspirées des métiers à tisser Jacquard, pour fournir à la machine à la fois les données et, crucialement, les instructions, le "programme" à exécuter. Il envisage différents types de cartes : des cartes de nombres pour l'entrée et la sortie, des cartes d'opération pour spécifier l'opération (addition, soustraction, multiplication, division), et des cartes de variables pour spécifier les adresses en mémoire. Il conçoit même des mécanismes pour permettre des boucles et des branchements conditionnels, anticipant des concepts fondamentaux de la programmation.

Pour Babbage, cette machine n'est pas qu'un simple calculateur rapide; il la voit comme une matérialisation de processus logiques. Il réfléchit à sa capacité de manipulation symbolique, une idée qu'Ada Lovelace, sa célèbre collaboratrice, saisit avec une profondeur remarquable. Dans ses notes sur la traduction d'un article de Luigi Menabrea sur la Machine Analytique, Lovelace décrit comment la machine pourrait potentiellement traiter non seulement des nombres mais aussi d'autres entités si elles pouvaient être représentées symboliquement, comme des notes de musique ou des lettres. Babbage lui-même perçoit cette universalité, notant que "la Machine Analytique tisse des motifs algébriques tout comme le métier Jacquard tisse des fleurs et des feuilles".

Malgré l'élégance et la puissance conceptuelle de la Machine Analytique, elle reste largement un projet sur papier. Les mêmes difficultés techniques et financières qui ont paralysé la Machine à Différences sont décuplées par la complexité accrue. Le gouvernement britannique, échaudé par l'échec de la Machine à Différences, refuse d'accorder de nouveaux fonds.   Il  exprim parfois une mélancolie face à cette situation, mais aussi la conviction de la valeur intrinsèque de ses travaux, peu importe leur reconnaissance immédiate.  Babbage continue de la peaufiner jusqu'à la fin de sa vie, laissant derrière lui des milliers de pages de notes, de schémas et de plans.

Le caractère de Babbage, perfectionniste et souvent impatient face à ce qu'il considère comme de la bêtise ou de l'inertie, contribue parfois à ses difficultés. Il s'engage dans diverses campagnes publiques, notamment contre les nuisances sonores des musiciens de rue qu'il jugeait perturbants pour son travail intellectuel, ce qui lui vaut une certaine impopularité. Il est également un esprit polymathe, s'intéressant à l'économie (publiant On the Economy of Machinery and Manufactures en 1832, un texte pionnier sur la gestion industrielle), à la cryptographie, aux chemins de fer, et à diverses questions sociales et scientifiques.

Charles Babbage s'éteint en octobre 1871, une grande partie de son oeuvre la plus importante – ses machines calculatrices – restant inachevée et largement méconnue dans sa pleine portée.