Mais qui était Lady Ada Lovelace ?                        

Bien sûr, son nom est familier de quiconque s'intéresse un peu à l'histoire de l'informatique. Son nom est lié à celui de la machine analytique de Charles Babbage, au début du XIXe siècle.
Mais encore, comment, pourquoi, dans quelles circonstances ces deux génies se rencontrèrent-ils ?
C’est ce qu'il m’a fallu rechercher dans quelques sources pas toujours parfaitement concordantes.

 1.      Naissance d’un génie.

 L'histoire commence avec le grand poète romantique anglais lord Byron. Cet homme de talent était aussi un homme extrêmement séduisant, ses conquêtes féminines étaient nombreuses. Sa résidence peu ordinaire dans un ancien couvent, ses nombreuses expéditions sur le continent alimentaient ses œuvres.
Un jour de 1814, il rencontre une jeune femme qui est son antithèse : Annabella Mibanke. Elle avait un esprit extrêmement rationnel, cartésien. On la surnommait " Princesse parallélogramme ".
Lord Byron l'épousa en pensant sans doute qu'elle aurait une bonne influence sur lui ?
Tel ne fut pas le cas, mais cela allait l'être de leur fille, Ada, née en décembre 1815.
La mésentente entre époux ne tarda pas à cause du caractère volage de l'illustre conjoint. Mésentente qui fut telle qu'Annabella Byron s'enfuit du domicile conjugal avec sa fille de 5 semaines à peine et se réfugia d'abord chez ses parents.
Lord Byron quitta l'Angleterre peu après, parcourut sept ans l'Europe et mourut du paludisme en héros romantique, en accompagnant le soulèvement indépendantiste de la Grèce contre l'occupation ottomane.

La suite de l'histoire explique toute la personnalité d'Ada Byron.

Elle fut élevée, comme les enfants riches de son époque, par des professeurs privés qui l'initièrent à toutes sortes de disciplines, dont bien sûr, les mathématiques et la logique. La tournure d'esprit héritée de sa mère ne pouvait que ravir la jeune fille. Sa mère lui imposait des journées d'étude très longues et dures, mais Ada était curieuse de tout et très douée. Sa mère recherchait les professeurs les plus éminents possible dans leur spécialité.
De son père il ne fut jamais fait état avant qu'elle n'atteignît l'âge de 21 ans !
Isolées dans leurs habitations successives, Annabella Byron ne voulut cependant pas que sa fille ignore tout du monde. Elles firent toutes deux un tour d'Europe en 1825. La petite jeune fille avait alors 10 ans.  Ce voyage contribua à ouvrir encore plus sa curiosité pour tout ce monde qui l'entourait, mais sans altérer sa passion pour les mathématiques.

Son dernier professeur de mathématiques allait être un mathématicien célèbre en la personne d'Augustus De Morgan, qui est, entre autres, le cofondateur de la logique moderne avec Boole. (voir références). En plus de ses travaux importants en mathématique et logique, il était connu comme excellent pédagogue.

Ada Byron fut fort influencée par Mary Somerville, écrivaine et grande scientifique de son temps (astronomie et mathématique).
La première application des mathématiques par Ada fut l'étude de la mécanique du vol des oiseaux et la tentative de réaliser des ailes adaptables à l'être humain. Le rêve d'Icare, en somme, mais mis en forme comme un ingénieur en aéronautique ! Et cela en 1827, à l’âge de 12 ans ! En 1827: elle rédigea un livre, Flyology, qu’elle illustre de plans pour fabriquer une machine volante tout droit sortie de son imagination.
Ada Byron s'intéressa à bien des choses jusqu'à un jour de 1832 où, parmi les invités de la table de sa mère, son professeur de mathématique parla des extraordinaires inventions de Charles Babbage.

Je dois dire ici que ces années 1830 sont celles de l'enthousiasme pour les nouvelles technologies : les machines à vapeur, l'électricité et ses applications, les constructions en verre et en acier, etc.
Les inventeurs avaient des occasions d'attirer le public à des démonstrations parfois étonnantes de leurs réalisations. Il n'est donc pas étonnant qu'après de nombreuses sollicitations, Annabella Byron amenât avec elle sa fille chez Charles Babbage, en juin 1833.
Ce qui fascina en premier Ada, ce fut une petite danseuse mécanique, merveilleusement restaurée par Babbage. Puis, dans un coin, une intrigante réalisation faite de tubes et rouleaux en cuivre : la machine à différence de Babbage. Oui, “à différence“ pas encore analytique, mais une machine capable de réaliser des additions successives en suivant une logique définie. (En savoir plus au chapitre 3).
Ada assista à une petite démonstration de cette machine très particulière pour son temps, très complexe aussi : elle se composait d'environ 2000 pièces ! Babbage fut intrigué par l'intérêt que la jeune fille portait à sa machine. Une conversation entre eux s’en suivit, au cours de laquelle il lui fit remarquer qu'il rageait parce que les autorités ne lui accordaient pas les moyens nécessaires aux extensions prévues pour sa machine.
Il lui avoua par ailleurs que tout n'était pas encore prêt au niveau conceptuel. Sur quoi Ada, sûre d'elle, lui dit être prête à l'aider ! Un peu abasourdi sans doute, Ch. Babbage lui demanda ce qu'elle connaissait en matière de mathématiques, dont les logarithmes, les équations, etc.
Il ne pouvait réaliser qu'il avait en face de lui, celle que beaucoup qui la connaissaient, considéraient comme un génie mathématique. Elle en était consciente d'ailleurs. Elle lui répondit donc affirmativement et lui répéta son désir de l'aider. Ainsi débuta une collaboration étroite entre ces deux génies de générations différentes.

Le temps passant, la maman, Annabella Byron, commença à s'inquiéter de l'avenir de sa fille. Elle était tellement dévouée aux recherches de Babbage qu'elle ne songeait guère aux rencontres masculines. Mais à cette époque, une fille de 20 ans était déjà considérée comme "une vieille fille". Je passe sur les détails de sa rencontre avec un riche propriétaire terrien, William King, un homme assez excentrique, mais finalement bien assorti avec celle qu'il épousa en juillet 1835. Ennobli, il put porter le nom de comte de Lovelace. Et voilà pourquoi l'Histoire a retenu le nom de Ada Lovelace.

Tout en poursuivant ses travaux, Ada donna naissance, en 1836, à un fils, George, puis ce furent Annabella et Ralph. Être mère était une vocation contradictoire avec sa vocation de chercheuse scientifique. Cela eut incontestablement un effet négatif sur sa santé, physique d'abord, morale ensuite.

Mais je dois revenir à la machine de Babbage. Celui-ci présenta un jour à son assistante un petit portrait d'un homme assis à sa table de travail, au-dessous, il était écrit : « A la mémoire de J.M. Jacquard ». Le portrait n'était pas peint, mais finement tissé en fils de soie.
Babbage expliqua alors comment les machines à tisser Jacquard étaient programmées à l’aide de cartons perforés ! Et que dès lors lui était venue l’idée de passer de sa « Difference Engine », qui traitait les nombres en séquence, à un « Analytical Engine » qui pourrait traiter un large éventail de fonctions mathématiques complexes. Ces traitements seraient définis à l’aide de cartons perforés !
Ces cartons seraient disposés dans un ordre logique, comme pour les machines Jacquard, et suivis des cartons qui supporteraient les données de calcul.

On était en 1836. Le concept des calculatrices programmables était né !
En 1839, Ada put se libérer de ses responsabilités de mère et voulut se perfectionner en mathématique auprès d'Augustus De Morgan déjà cité plus haut.
Elle reviendra ensuite vers Charles Babbage pour poursuivre les travaux sur la machine analytique. Mais pourquoi ce nom d’analytique ? Ce nom évoque l’analyse d’un problème à résoudre par la machine.

Il fallait ensuite qu’Ada rédige des « diagrammes » pour définir comment devrait procéder la machine pour arriver au résultat recherché. Cela correspond à ce que nous appelons des ordinogrammes ou organigrammes de programmation. Ada devenait ainsi la première femme programmatrice de l’Histoire !

Charles Babbage voulut aller plus loin. Il n’avait pas peur de réaliser une sorte de petite locomotive à calculer ! (458 cm de haut, 18 cm de large, 61 cm de long), lui et Ada entrevoyaient comment une telle machine pourrait révolutionner le monde. Mais le projet venait trop tôt : en 1836, il n’y avait pas encore de production d’électricité de manière industrielle. Pour cela il fallait que le Liégeois Zénobe Gramme améliore la dynamo (génératrice de courant continu) et l’expose à l’Académie des sciences à Paris en 1871.
Des machines à calculer à vapeur il n’y en aura jamais, mais à côté des machines purement mécaniques il y aura les ancêtres des ordinateurs, animés par un moteur électrique : les tabulatrices.

 2.      La fin de la vie de Lady Ada Lovelace

 Ada souffrait beaucoup de ce qui fut diagnostiqué par la suite comme étant un cancer de l’utérus.
Cependant, elle continuait ses relations avec Ch. Babbage. Un jour de 1840, il lui écrivit une lettre d’Italie (Turin) où il avait expliqué le fonctionnement de sa machine à une réunion de scientifiques réunis à l’Académie des sciences de Turin.
Là, il avait rencontré Luigi Menabrea, éminent mathématicien enthousiasmé par le concept de sa machine. Celui-ci avait alors transcrit tout ce que Babbage avait raconté sur cette machine, en ce compris tous les calculs faits pour sa réalisation. Tout cela fut édité en français en 1842 à la Bibliothèque Universitaire de Genève. Babbage souhaitait que cela fût traduit et publié en anglais.
Sur ce, Ada s’enflamma sur l’idée de rédiger elle-même en anglais ce type de note, à partir du texte de Menabrea, mais en y ajoutant moult commentaires destinés à dire exactement comment devait fonctionner cette machine. Durant 2 ans le travail se poursuivit encore entre Ada et Babbage.

L’ouvrage en anglais fut enfin publié en 1843 sous le titre « Menabrea’s sketch of the Analytical Engine ». Il eut un succès retentissant et rendit Ada Lovelace célèbre. Elle ouvrait une fenêtre sur le monde futur, sur ce que l’on appellera plus tard « la révolution informatique » qui permettra une fantastique démultiplication des capacités du cerveau humain.

Dans la trentaine, Ada rencontra un passionné des courses de chevaux. Elle vit dans les paris sur les courses un moyen de gagner l’argent nécessaire à l’achèvement de la machine analytique, et ceci en utilisant ses connaissances approfondies en calculs statistiques. Elle passa ainsi du temps à parier sur les courses de chevaux. Hélas les lois des grands nombres n’aident pas aux prévisions du hasard à court terme. D’autres joueurs en firent aussi l’amère expérience. Elle se laissa ainsi entraîner sur la pente financière des grands joueurs et dilapida beaucoup de ses biens. Ceci finit par provoquer l’ire de son époux et se termina par la séparation du couple.

La maladie progressait inexorablement. Ada tomba définitivement malade, souffrit beaucoup de son cancer, prit des drogues pour y échapper et mourut, isolée, à 37 ans, au même âge que son père et que de grands artistes comme Raphaël, Mozart, Van Gogh, Rimbaud…

 3.      La machine à différences. (Dite analytique).

 Cette machine à calculer est le cœur de l’invention de Charles Babbage. Il ne me fut pas facile de comprendre pourquoi l’assistance d’une mathématicienne de haut vol fut si utile à son inventeur.

Pour entrer dans ce sujet, il faut d’abord connaître le but poursuivi par Ch. Babbage en concevant sa machine. En son temps, faute de moyens de calcul à portée de multiples savants et techniciens, des tables de calcul étaient éditées. Ces tables permettaient de trouver rapidement la valeur d’une fonction f(x) pour un x donné. Quelles fonctions ? Par exemple les fonctions trigonométriques, les fonctions exponentielles ou arithmétiques. Dans une table relative à une fonction, on trouvait pour chaque valeur de x, la valeur correspondante de la fonction, et cela avec au moins 6 chiffres significatifs. Exemple : sin 5° = 0,087155.

Il existait depuis longtemps des méthodes de calcul des fonctions courantes, mais elles impliquaient des calculs trop longs et fastidieux pour établir des tables, les erreurs étaient nombreuses. Les mathématiciens avaient trouvé la parade : définir pour un intervalle de x une fonction polynomiale qui se rapproche le plus de la fonction recherchée.
Un exemple de fonction polynomiale : f(x) = 2x² - 3x + 2 qui définit une parabole. Rechercher ce type de fonction et la résoudre s’appelle « méthode des différences ».

On est donc là dans un travail de mathématique assez complexe.
La méthode des différences permet d’établir des tables. Le lecteur curieux peut en savoir plus en recherchant cette méthode sur Wikipédia.
Retenons en tous cas que le nom "différence" de cette machine provient de cette méthode.

Reste une question : la méthode se base sur un genre d’algorithme pour établir une table à partir d’un polynôme. Mais l’algorithme suppose des additions et soustractions. Or la calculatrice de Babbage ne savait que réaliser des additions successives et mémoriser quelque résultat dans des compteurs.
Donc il fallait aller encore un pas plus loin pour que la table en question puisse se constituer pas à pas à partir de seules additions successives. Cela est possible.

Sans entrer dans les détails, on peut réaliser que Ada et Babbage n’étaient pas trop de deux pour valider ces formules et les faire réaliser par leur machine à différence.
Enfin, on l’a vu au chapitre 1, ils voulaient aussi que leur machine soit « universelle », c’est-à-dire adaptable pour le calcul de différents polynômes. On dirait maintenant qu’elle devait être programmable. De là la conception de la machine analytique avec programmation par cartes perforées.

Ada passa donc les dernières années de sa vie à réaliser des « diagrammes » pour cette machine, laquelle fonctionnait à l’aide de courroies, d’engrenages, et d’additionneurs mécaniques. Ces diagrammes avaient pour but d’expliquer comment devait procéder la machine pour arriver au résultat recherché. Ceci correspond à ce que nous appelons aujourd’hui des organigrammes de programmation.
Ada reconnaissait que ses modèles correspondaient à ceux des métiers à tisser de Jacquart.

4.      Conclusion de l’histoire.

 Charles Babbage et Ada Lovelace ne purent jamais voir la réalisation finale de leur machine. Mais si d’autres inventeurs s’attaquèrent aussi, à la même époque, à réaliser une machine à différence, la leur fut la plus aboutie et préfigura les calculateurs électromécaniques à cartes perforées du début du XX -ème siècle, et, par-delà, les ordinateurs qui suivirent.
Le fils de Charles Babbage acheva le prototype de la machine analytique concue par son père et Ada Lovelace. Ce prototype se trouve conservé au Sciences Museum de Londres.

Une machine analytique « Babbage » fut reconstituée et est visible au Mountain View Museum, en Californie. C’est sa photo qui apparaît ci-contre

5.      Le langage Ada.

 Le Département de la Défense aux Etats-Unis (le DOD) avait organisé un appel d’offres pour un langage de programmation orienté objet et temps réel répondant à un cahier des charges strict.

Une équipe de CII-Honeywell-Bull, dirigée par Jean Ichbiah, conçut et développa un langage qui fut adopté par le DOD en 1983. Ce langage avait un nom : ADA, afin de perpétuer le   souvenir de cette géniale première programmeuse. Le langage ADA est dérivé du langage PASCAL, mais apporte un niveau de génie logiciel supplémentaire : son compilateur assure de véritables contrôles de cohérence dans l’organisation du programme à traduire.

 6.  Le centre d'expertise ADA de Proximus.

Le principal opérateut télécommunication en Belgique a lancé en 2022 un centre d'expertise en cybersécurité et  intelligence artificielle destiné à sécuriser ses réseaux à hauts débits, dont la 5G et les flux en fibres optiques.
Ce centre a été nommé ADA, en référence à ADA Lovelace et dans le cadre de l'année de la femme.

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Références.

 -Ada Lovelace by Lucy Lethbridge.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Ada_Lovelace

https://en.wikipedia.org/wiki/Difference_engine

https://fr.wikipedia.org/wiki/Charles_Babbage

https://www.nndb.com/people/437/000097146/  concernant Augustus De Morgan.

-Notes de cours d’histoire de l’informatique de Marie d'Udekem-Gevers, professeur à la faculté Informatique de l’Université de Namur. (cfr https://directory.unamur.be/staff/mgevers )

-Article sur Ada Lovelace de l’historien François Holvoet-Vermaut paru dans FEB Magazine de mars 2004.

https://master-multimedia.com/premiere-geek-de-lhistoire

https://collection.sciencemuseum.org.uk/about  Science Museum  Group. Dans la page consacrée à Babbage, on y voit des photos des détails de la machine.

Crédits photos.

 - Ada Lovelace enfant. Portrait appartenant au Somerville College à Oxford, GB.

- Copie du logo paru à l’occasion de la journée des femmes scientifiques.

Plus exactement, le « STEM  = Science, Technology, Engineerig and Mathematics » qui a pour objectif d’encourager les femmes à adopter ces types de carrière.;
(On remarque bien dans ce dessin un trait relevé de sa personnalité : ‘c’était une jeune femme très élégante, qui aimait être  bien vêtue)

- Montage photographique servant de logo à la Faculté Deusto des Sciences de l’Ingénieur à Bilbao, Portugal.

- Manuel du langage ADA US Defense Department. Livre appartenant à E. Bianchi Mori

- Photo appartenant au Mountain View Museum, en Californie. Reproduite sous condition de citation de droit.

Remerciements et auteur.

 A Marie d'Udekem-Gevers et René Mathieu pour leur relecture, améliorations et corrections de mon texte initial.