Epistemologie počítačových věd

Epistemologie z počítače je odvětví epistemologie, mezi disciplinární epistemologií, který míří do studijního oboru počítačových věd jako věda určit jeho epistemologie, to znamená, ze na jedné straně, jejím cílem (s), jeho principy, jeho základní pojmy, jejich teorie a výsledky, tj. co je tvoří; na druhé straně její metody budování nových znalostí, procesy odvozování a objevování nových konceptů, prvky, na jejichž počátku se vyvíjejí, tj. co je činí pokrokem; a konečně jeho základy, původ, objektivní rozsah, tj. to, co jej ospravedlňuje ve shodě věd.

Epistemologie počítačové vědy se proto snaží odpovědět na několik otázek, a to přijetím přístupu Jean-Louis Le Moigne  :

Počítačové objekty

Na křižovatce definic výpočtů daných moderními autory se objevují tři objekty. Ne jeden, ale tři; jediný se nezdá být dostatečný, přítomnost ostatních se jeví jako nezbytná pro definici celku. Jedná se o následující koncepty, v pořadí od nejabstrahujících po nejkonkrétnější:

Podle jiných autorů můžeme přidat následující objekty nebo koncepty, někdy specifické pro IT:

Algoritmy

Ze tří hlavních objektů výpočtu je nejviditelnější algoritmus. A často se tedy zpracování dat redukuje na algoritmiku , vědu o systematických procesech řešení problému výpočtem. Věda spojená se slovesem dělat. Někdy se také používají pojmy zpracování, výpočet, automatizace, proces ...

Pro Donalda E. Knutha měla být rodící se počítačová věda nazývána „algoritmikou“. Algoritmy však existovaly před počítačovou vědou, před objevením se prvních strojů a uvažované nezávisle na existenci těchto strojů, je to disciplína, kterou mnozí považují za schopnou být součástí matematiky (tj. Nezavádějí nové vědecké paradigma , se stejnou epistemologií jako matematika).

Pokud informatika není vědou o algoritmech a pouze o algoritmech, musíme si přesto všimnout všudypřítomnosti tohoto pojmu ve všech odvětvích informatiky (tak často i pojmu jazyk). Algoritmy najdeme od nejnižších vrstev strojů až po nejvyšší abstrakce pojmu problém. Stroj je fyzický (elektronický) algoritmus, problém nebo třída problémů se považuje za algoritmy vis-à-vis.

Informace

Pojem „zpracování dat“ dává pýchu místo pojmu informace a následně pojmu formální jazyk, který tyto informace zastupuje a manipuluje s nimi. Musíme však být přesnější, existuje informační věda, která není informatikou, dokonce ani vědou o informacích a komunikaci. Co charakterizuje výpočetní techniku, jsou digitální informace a v některých ohledech abstraktní a symbolické (což je jedna z jejích silných stránek). Už to není analogová informace. Podle von Neumanna pochází úspěch, drzý úspěch počítačové vědy, zejména z tohoto přechodu z analogového vesmíru do světa digitálního: v redukci poměru šum / signál do nekonečna. V analogovém světě jsou zisky v poměru signál / šum čím dál dražší, jak postupujeme; v digitálním světě je to naopak.

Pokud jsou v informatice často přítomny pojmy kódování, reprezentace informací, jazyky, jsou také často vynechány, jako implicitní, jako by nebylo nutné je konkrétně specifikovat.

V angličtině se k pojmenování informatiky používají dvě slova (termín „informatika“ se používá jen málo, původně se jednalo o název společnosti, nelze jej použít, dokud tento termín nespadl do veřejné sféry):

Knuth, ve svém hledání názvu pro výpočetní techniku, kritizuje důraz na informace, ve francouzském termínu. „Počítačová věda je známá jako„ informatika “ve francouzštině, němčině a několika dalších jazycích, ale američtí vědci se zdráhali tento pojem přijmout, protože se zdá, že klade přílišný důraz na věci, se kterými manipulují počítače, spíše než na samotné procesy manipulace. ". Třetí anglický překlad je široce používán od roku 2000: „informační technologie“. Zkratka „IT“ je dokonce široce používána mimo oblast IT.

Stroje

Anglický termín „počítačová věda“ staví stroj do středu výpočetní techniky jako hlavního předmětu studia této mladé vědy. Tato volba vyvolává mnoho kritik:

Výpočet však začal teprve s příchodem prvních strojů a jeho vzestup následoval po vzestupu strojů. Zapomnění na stroj se proto zdá být vážnou chybou pochopit epistemologii počítačové vědy.

Jedním z důvodů důležitosti stroje ve výpočetní technice je pro některé skutečnost, že bez stroje zůstává výpočetní technika formální vědou a následně vědou, kterou lze klasifikovat jako jednu z matematických disciplín. S příchodem stroje je to úvod, narušení, reálného ve formální vědě, kterou pozorujeme, a formální / skutečná konfrontace. Je to konfrontace mezi teoretickou informatikou a praktickou realizací, dualita připomínající tu mezi algoritmem a programováním, mezi Turingovým strojem a architekturou von Neumanna , mezi teoretickou složitostí a benchmarkingem, ...

Přes termín stroj dávají jiní přednost pojmu počítač, ale pokud se jeden zdá příliš široký, druhý možná příliš úzký.

Pokud v počítačové vědě není zmínka o stroji konstantní, existuje všudypřítomná implicitní obava o vztah ke skutečnosti, kterou existence stroje vyžaduje. Například algoritmy jsou často fixovány jako limit algoritmů lineární nebo kvadratické složitosti, to znamená, co je rozumné provést na stroji. Kromě toho jsou zbývající polynomy považovány za drahé a lze hledat přibližné algoritmy. Kromě toho, pokud jde o exponenciální složitosti, je třída problému pojmenována eufemismem „tvrdá“, což znamená nereálné; nebo jsou problémy považovány za neřešitelné s implicitním „se současnými stroji a přiměřenou výpočetní dobou“.

Zdroje IT

V jistých ohledech, jako formální věda, počítačová věda postupuje čistými intelektuálními konstrukcemi, které usilují o koherenci, efektivitu a eleganci svých produkcí.

Existence strojů přináší v konfrontaci s realitou dvě podněty, které upřednostňují rozvoj zpracování dat:

Technologický pokrok mimo výpočetní techniku, v elektronice, například v praktických aspektech, v matematice, například ve formálních aspektech, ale někdy také v kvantové mechanice nebo biologii buněk, je také často počátkem pokroku v počítačové vědě. Dvojí aspekt, věda / technologie počítačové vědy, jí umožňuje postupovat na obou úrovních. Počítačová věda je také úzce spjata s vědami a technologiemi svého století v obou směrech, jako uživatel výsledků těchto dalších věd a technologií, ale také jako dodavatel prostředků k získání nových výsledků v těchto dalších oborech, pokrok vyžadovaný také další vědy a technologie (kryptografie a pre-computing postupovaly společně během let druhé světové války pomocí stroje Enigma a kalkulačky Colossus ). Výpočetní technika je investována jinými vědami a technologiemi, je to běžné místo, výpočetní technika je všude, těží z pokroku ostatních a umožňuje ostatním těžit z jeho vlastních pokroků.

Metody validace výpočtů

Existují dva typy metod ověření IT:

Zdá se, že mezi počítačovými vědci existuje celkem obecný názor, že výsledek není dosud plně validován, dokud nedojde k praktické validaci. Velká důvěra je vložena do konfrontace s realitou.

Výsledky IT

Výpočet poskytuje výsledky pro každý z jeho objektů:

Odkazy a poznámky

  1. Léna Soler , Úvod do epistemologie , Paříž, Elipsy , kol.  "Philo",2000, 335  s. ( ISBN  978-2-7298-4260-4 ) (úvod).
  2. Co je to? , Franck Varenne, Paříž, Vrin, 2009.
  3. Proč a jak se svět stává digitálním , Gérard Berry , inaugurační přednáška na Collège de France předsedy technologické inovace, 2007.
  4. Computer Science and Epistemology , G Dowek Seminar, leden 2010.
  5. Selected Papers on Computer Science (strana 88), Donald E. Knuth, CSLI, 1996.
  6. Obecná a logická teorie automatů , J. von Neumann, 1948.
  7. Výpočetní technika ve Francii, vznik vědy , P.-E. Mounier Kuhn, PUPS, 2010.
  8. Selected Papers on Computer Science , str. 3, Donald E. Knuth, CSLI, 1996.
  9. Tyto předsudky, které nás zatěžují , Gilles Dowek , Le pommier , 2009.
  10. Francouzský původ filozofie vědy , Anastasios Brenner, PUF, 2003.
  11. Historie softwarového průmyslu , Martin Campbell-Kelly , Vuibert Informatique, 2003.
  12. Historie tajných kódů , Lattès , 2003, Simon Singh .