Blog de Pierre Boulet, professeur à l'université Lille 1, laboratoire LIFL, équipe DART

Je viens de créer un groupe Zotero (ges­tion de biblio­gra­phie inté­grée au navi­ga­teur web) pour héber­ger la biblio­gra­phie de mon cours sur la com­mu­ni­ca­tion scien­ti­fi­que. Ce groupe est ouvert et cha­cun peut le rejoin­dre et y ajou­ter ses res­source.

J’y ai ajouté les ouvra­ges de Jean-Luc Lebrun que j’ai eu le plai­sir de ren­con­trer il y a une semaine. Il m’a inter­viewé pour faire un pod­cast ou deux à par­tir de notre dis­cus­sion. Voici les sites où vous pour­rez trou­ver ses con­seils et les réfé­ren­ces de ses livres : Scien­ti­fic Wri­ting Skills and Tech­ni­cal Wri­ting Skills et When The Scien­tist Pre­sents.

Mis à jour le 23 octo­bre 2009 : ajout de ce lien vers une pro­po­si­tion de limite phy­si­que à la vitesse des ordi­na­teurs par des phy­si­ciens.

Je vais explo­rer ici les limi­tes phy­si­ques aux per­for­man­ces des ordi­na­teurs en don­nant des bor­nes supé­rieu­res (très lar­ges) de l’espace et du temps dis­po­ni­ble dans l’uni­vers.

Com­men­çons par l’espace. Je pro­pose comme limite le rap­port du volume de l’uni­vers sur celui de l’élec­tron. Le dia­mè­tre de l’uni­vers est éva­lué à 15 mil­liards d’années-lumiè­res, soit un peu moins que 15.10²⁵ m. Celui de l’élec­tron à 10^-18 m. Le volume d’une sphère étant 4/3.π.r³, le rap­port est donc (15.10²⁵⁺¹⁸)³<4.10¹³². Si on con­si­dère que 10³<2¹⁰, on peut donc con­clure que la limite en espace est infé­rieure à 4.(10³)⁴⁴<2⁴⁴². Une borne plus rai­son­na­ble serait de pren­dre le rap­port du volume de la terre sur celui d’un atome. Le dia­mè­tre de la terre est de 12 756 km, celui d’un atome est envi­ron 10^-10 m, soit un rap­port d’envi­ron 2.10⁶³<2²¹¹.

Voyons main­te­nant la limite en temps. Pre­nons le rap­port entre l’âge de l’uni­vers et la plus petite durée mesu­ra­ble actuel­le­ment. L’âge de l’uni­vers est estimé à 13,7 mil­liard d’années, soit envi­ron 5.10¹⁷ s. La pré­ci­sion de la mesure de la seconde est aujourd’hui de 10^-14 s. Le rap­port est donc de 5.10³¹, soit en puis­san­ces de 2, <2¹⁰⁶. Une borne plus réa­liste est de con­si­dé­rer un siè­cle de cal­cul à 100 GHz, ce qui don­ne­rait un rap­port infé­rieur à 4.10²⁰<2⁷⁰.

Tableau réca­pi­tu­la­tif :

Qu’en con­clure ? Que les capa­ci­tés de trai­te­ment d’un ordi­na­teur tel qu’on les con­nait aujourd’hui sont limi­tées à moins de 2⁵⁴⁸ opé­ra­tions (pro­duit des limi­tes en temps et en espace) en comp­tant très très large ou 2²⁸¹ en ne comp­tant que très lar­ge­ment. Seule une révo­lu­tion dans la manière de trai­ter l’infor­ma­tion pour­rait per­met­tre d’aller au delà. On pense en par­ti­cu­lier à l’ordi­na­teur quan­ti­que mais les pers­pec­ti­ves de réa­li­sa­tion pra­ti­que d’une telle machine sont aujourd’hui dou­teu­ses. Ainsi, cer­tains pro­blè­mes res­te­ront hors de por­tée. On peut con­si­dé­rer qu’une clé de chif­fre­ment symé­tri­que de 512 bits est sûre con­tre les atta­ques de type force bru­tale car elle crée un espace de recher­che de taille 2⁵¹², bien au delà de la borne rai­son­na­ble et pro­che de la borne théo­ri­que maxi­male.

Une ques­tion d’actua­lité est de savoir s’il est inté­res­sant de créer un sys­tème d’exploi­ta­tion 128 bits comme sem­ble­rait le faire Micro­soft. La taille en ques­tion repré­sente habi­tuel­le­ment la lar­geur du bus d’adresse, ce qui donne une limite au nom­bre de mots mémoire adres­sa­bles par le sys­tème. Un sys­tème n bits est ainsi capa­ble de mani­pu­ler des mémoi­res de 2ⁿ mots. Le pas­sage du 32 bits au 64 bits était per­ti­nent puisqu’il a per­mis de dépas­ser la taille de 2³² mots, soit 4 Gmots, taille de mémoire assez cou­ram­ment dis­po­ni­ble aujourd’hui. 64 bits per­met­tent d’adres­ser des mémoi­res de 2⁶⁴ mots. C’est bien moins que la borne même rai­son­na­ble sur l’espace dis­po­ni­ble mais repré­sente tout de même 16 exa-mots où un exa mot vaut 1024 Péta mots ou 1024² Téra-mots. On est donc à un fac­teur un mil­lion des tailles des dis­ques durs actuels. En dou­blant la taille des mémoi­res tous les 3 ans comme c’est le cas en ce moment, il fau­dra plus de 60 ans pour attein­dre cette limite ! Je ne pense donc pas qu’il y ait urgence à pas­ser à une lar­geur d’adres­ses de 128 bits. Par con­tre, il peut être inté­res­sant d’uti­li­ser des mots mémoire de 128 bits, comme c’est d’ailleurs déjà le cas dans cer­tai­nes archi­tec­tu­res.

« Trees, maps and theorems » est, selon moi, le meilleur livre sur le sujet de la communication pour les scientifiques. Il est exemplaire dans l’utilisation et l’illustration des trois lois de la communication proposées par l’auteur :

1. s’adapter à son auditoire ;
2. maximiser le rapport signal/bruit ;
3. utiliser la redondance efficacement.

Les trois mots du titre sont en ce sens très bien choisis : les arbres pour la façon de structurer l’argumentation, les cartes pour guider le lecteur et le théorème comme principe de rédaction (on donne en premier l’énoncé du théorème, le résultat, et seulement ensuite, pour ceux qui voudraient la lire, la démonstration ou la justification).

En faisant porter l’accent sur la structure des documents ou présentations, il donne des conseils très clairs, pertinents et argumentés pour répondre à la plupart des questions qu’on peut (ou devrait) se poser sur la technique de communication écrite ou orale. D’autres livres (voir ici) parlent de ce sujet ou de parties de ce sujet mais celui-ci est à la fois très complet, très clair et convaincant. Je le conseille à tous les chercheurs, enseignants ou étudiants qui veulent acquérir les principes de cette compétence de plus en plus importante qu’est la communication.

J’essaie humblement de faire partager ce que j’ai lu et expérimenté de la communication scientifique dans mon cours proposé à l’école doctorale SPI, communication efficace pour les scientifiques (il s’appelait conception des écrits scientifiques jusqu’à l’an dernier mais j’en change le titre et en adapte le contenu en 2009-2010 suite à la lecture de plusieurs livres et en particulier de celui dont je parle ici).