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public averti Mathematica et le GroumF


Mathematica est un logiciel scientifique polyvalent et le GroumF, LE groupe francophone des utilisateurs de Mathematica. L’auteur de ces lignes fait du prosélytisme pour l’utilisation généralisée de Mathematica dans l’enseignement aux scientifiques et dans la pratique de l’ingénieur.



Mathematica is a multi-purpose software and the GroumF is the french speaking group of Mathematica users. The author promotes the general use of Mathematica in scientific education and in engineering practice.


Daniel AMIGUET


Présentation de Mathematica (à la wikipedia)

Mathematica est un descendant du programme de calcul symbolique SMP conçu au département de physique de CalTech par Chris A. Cole et Stefan Wolfram aux environs de 1979. Produit maintenant par Wolfram, sa première version date du 23 juin 1988 et dès cette date, on dispose d’une mise à jour annuelle plus ou moins importante - les changements de version s’échelonnant ainsi : version 1 (1988), 2 (1991), 3 (1996), 4 (1999), 5 (2003), 6 (2007), 7 (2008). La version 8 est attendue cet été. Dès le début, Mathematica fonctionnait sur Mac et j’ai eu plusieurs occasions de présenter certains de ses aspects à PolyMac  . Aujourd’hui, Mathematica version 7 fonctionne quasiment sur toutes les plates-formes : toutes les déclinaisons de Windows, Linux x86, Sun Solaris, Mac OS X 10.4 et postérieures. Les nostalgiques devront chercher la version de Mathematica qui convient à leur Mac OS 9 ou antérieurs.

Polyvalence de Mathematica

Dans le monde francophone, on a trop souvent coutume de présenter Mathematica comme un logiciel de calcul formel, et de s’en tenir là parce qu’on ignore la puissance de la programmation symbolique pour les applications graphiques et numériques. Une visite du site de Wolfram devrait rapidement convaincre le curieux de l’étendue du spectre des applications de Mathematica ; pour le sceptique, la lecture des 4 pavés du Mathematica Guidebook de Michael Trott devrait emporter son adhésion. Pour celui qui lit ces lignes en diagonale, loin d’un navigateur, en paraphrasant ce qu’on trouve sur le site de Wolfram, disons que :

  • en informatique générale, Mathematica permet l’apprentissage des principaux paradigmes de programmation : impérative, structurée, fonctionnelle, événementielle ;
  • en matière d’éducation scientifique, Mathematica permet la préparation de leçons animées en math, physique, chimie, etc. ainsi que, outre son utilisation en tant que super-calculette, l’apprentissage de la résolution structurée de problèmes ;
  • en pratique d’ingénieur, Mathematica est présent dans tous les domaines : aéronautique, chimie, génie électrique, traitement d’images, génie mécanique, etc
  • en biotechnologie, Mathematica offre des modules d’imagerie médicale ainsi que des possibilités d’accès à des base de données sur les génomes, les protéines, etc ;
  • en recherche scientifique, Mathematica contient des primitives pour l’astronomie, la biologie, la chimie, les sciences de l’environnement, les géosciences, les sciences du comportement ;
  • en analyse financière, Mathematica peut contribuer aux sciences actuarielles, à l’analyse de données, à l’économétrie,...

Mathematica est implémenté en deux modules : un frontal assurant l’interface utilisateur et un noyau pour les calculs, noyau qui peut se trouver à distance. Il supporte des extensions sans difficulté. Les documents produits par Mathematica (notebooks) sont en texte brut balisé, ce qui assure la transportabilité et la permanence du contenu sémantique : les versions successives de Mathematica ouvrent aisément les anciens notebooks, en procédant au préalable, si besoin, à l’analyse des problèmes de compatibilité.

Publication avec Mathematica

A l’instar des metteurs en page, Mathematica dispose de mécanismes de gestion des en-têtes, des pieds de page et des feuilles de styles (avec une collection de feuilles prédéfinies et la possibilité de définir les siennes). Wolfram avait proposé un utilitaire de publication, Publicon, il y a quelques années, mais il est aujourd’hui abandonné. Reste disponible une extension de Mathematica, AuthorTools, due à Pavi Shandu, qui permet entre autres la création d’index et de tables des matières. Naturellement, Mathematica dispose d’une fonction d’exportation en Latex.

Présentation du GroumF

(avec la collaboration involontaire d’Eric Lewin et Pierre Albarède, copier-coller du site de Wolfram)
Le GroumF s’est formé en octobre 1993. Certains membres ont une très bonne connaissance de Mathematica, en tant que formateurs, auteurs, programmeurs, d’autres sont étudiants ou utilisateurs, curieux d’en connaître un peu plus sur Mathematica ou ayant besoin de conseils. Les membres du GroumF échangent des solutions à leurs problèmes, des astuces, des informations sur Mathematica et bien d’autres choses au moyen d’une liste de diffusion de courriels. La liste de diffusion est hébergée par le Centre de Ressource Informatique de l’Université Joseph Fourier (Grenoble). On peut s’inscrire depuis la page. L’activité de la liste est au plus de quelques messages par jour, avec une réactivité de l’ordre de la journée : aucun risque d’être submergé, mais une bonne chance de trouver des interlocuteurs valables, voire de bons amis !

Le symposium Mathematica surprise 01 (SMS’01)

(avec la collaboration involontaire des organisateurs Rémi Barrère et Guillaume Santini et un coup de pouce occulte de Pierre Albarède - copier-coller d’un courriel de la liste)
Début 2010, Rémi Barrère et Guillaume Santini proposèrent à la liste un symposium surprise en ouvrant une consultation pour le choix des dates sur www.doodle.com. Malgré un choix de dates proposé dans un délai très court (de mi-février à début avril 2010), une douzaine de personnes purent se réunir du 11 au 13 mars 2010 au centre d’accueil Campus Européen Platon à Annot, village médieval des Alpes de Haute-Provence sur la ligne du train touristique des Pignes.


À cette occasion, se sont rencontrées des personnes de formations scientifiques diverses, parmi lesquelles on remarque un chimiste, un biologiste, un ingénieur et même un géographe ; les mathématiques, la physique et bien sûr l’informatique étaient représentées ; ainsi avons-nous causé pédagogie, Sudoku, arithmétique des intervalles, relativité d’échelles, magnétisme moléculaire, macromolécules, théorie des noeuds, programmation fonctionnelle, programmation événementielle, ou encore publication avec Mathematica... Les deux journées et demie ont été densément occupées par les exposés ou discussions, à tel point que nombre d’interventions se virent écourtées. Connaisseurs ou utilisateurs de Mathematica ont proposé des exposés-débats, dédiés soit à certains aspects du logiciel, soit à des utilisations particulières ; des conversations complémentaires plus ou moins improvisées ont porté sur des problèmes spécifiques. Nous avons reçu la visite de Wolfram Research en la personne d’Alex Upellini et nous pûmes par ailleurs organiser techniquement une vidéo-conférence de Tom Wickam Jones (qui ne nous a malheureusement pas parlé de la version 8 comme nous l’espérions) ; qu’ils en soient tous deux remerciés !

Bilan du symposium

Le Symposium Mathematica Surprise 01 SMS’10 s’est déroulé, à la satisfaction générale des participants.
En même temps, se sont côtoyés des enseignants du secondaire, des enseignants-chercheurs, des chercheurs, des ingénieurs, en activité ou retraités, mêlant ainsi des réflexions académiques à des considérations techniques ou commerciales. Il est remarquable qu’une douzaine de participants seulement aient suffi à réaliser cet éclectisme, bien connu des abonnés aux conférences Mathematica, et caractéristique de ce logiciel généraliste.
Concernant l’avenir, une demande a été récurrente au long de ces journées : faire se rencontrer les connaisseurs de Mathematica et les utilisateurs occasionnels (les spécialistes de Mathematica et les spécialistes des disciplines clientes). Ce besoin s’est manifesté en plusieurs occasions sous différents vocabulaires : travail coopératif, activités transversales, réseau de compétences... La question de réitérer ce type de rencontre n’a même pas été discutée, tant elle faisait consensus. S’il a été admis que le délai entre la première annonce et la rencontre devrait être augmenté et que le côté formation ou ateliers pourrait être accentué, le contenu ainsi que l’ambiance sympathique ont été plébiscités. On a aussi mentionné l’aspect vitrine de ce type de rencontre, et le couplage à entretenir avec les activités régulières du groupe des utilisateurs.
Tout en restant prêts à apporter leur contribution, les actuels organisateurs lancent un appel à former une nouvelle équipe, non seulement dans la perspective d’une réédition de la rencontre, mais aussi pour fédérer et structurer la communauté en vue d’une plus grande cohérence de ses initiatives.

Conclusions

Cette réunion a convaincu l’auteur de ces lignes de l’universalité de Mathematica, ainsi que du bon choix de son nom. Certains pensent que l’allusion aux mathématiques que ce nom contient effraie les utilisateurs potentiels ; au contraire, comme il y a un consensus sur la nécessité d’intégrer les mathématiques dans une éducation scientifique, je pense qu’on devrait trouver un accord pour initier tous les élèves à vocation scientifique à ce logiciel-outil. Les adeptes francophones de Mathematica ressentent une difficulté à le faire accepter dans la communauté académique voire dans le monde de l’ingénierie ; je ne crois pas que ce soit le cas à l’Ecole Polytechnique, mais j’invite tous ceux qui ne sont pas encore inscrits au GroumF à rejoindre la liste pour y apporter leurs connaissances.

Visites sur la toile et bibliographie

Pour compléter votre information :

  • Tout sur Mathematica, ses sous-produits et son environnement ;
  • Le pendant anglophone du GroumF ;
  • Une fenêtre fancophone entrouverte sur Mathematica ;
  • Une vision anglophone beaucoup plus encyclopédique ;
  • Le lieu du SMS’010 ;
  • Comment aller à Annot.
  • Deux ouvrages sur les aspects informatiques de Mathematica (sur Amazone.fr vous pourrez feuilleter les ouvrages cités) :
    • MAEDER Roman E. Programming in Mathematica. Addison-Wesley, 3ième édition, 1996 . ISBN 0-201-854449-X
    • MAEDER Roman E. Computer Science With Mathematica. Cambridge University Press, 2000. ISBN 0-521-63172-6
  • Une encyclopédie :
    • TROTT Michael. The Mathematica Guidebook for Programming. Springer-Verlag, 2004. ISBN 0-387-94282-3
    • TROTT Michael. The Mathematica Guidebook for Graphics.Springer-Verlag, 2004. ISBN 0-387-95010-9
    • TROTT Michael. The Mathematica Guidebook for Numerics. Springer-Verlag, 2006. ISBN 0-387-95011-7
    • TROTT Michael. The Mathematica Guidebook for Symbolics. Springer-Verlag, 2006. ISBN 0-387-95020-6
  • Un manuel très complet pour une initiation solide à Mathematica. RUSKEEPAA Heikki. Mathematica Navigator. Elsevier, 2009. ISBN 978-0-12-374164-6
  • Beaucoup de matériel pour l’utilisation de Mathematica dans l’enseignement gymnasial et la première année universitaire, ZIZI Jacqueline. Mathématica TM pour classes préparatoires et DEUG scientifiques. Springer-Verlag, 1997. ISBN 3-540-62736-7
  • Un texte en français, mais malheureusement les derniers exemplaires sont partis au SMS’10. BARRÈRE Rémi. Mathematica. Calcul formel et programmation symbolique. Editions Vuibert, 2002. ISBN 2-7117-4803-0


Glossaire

PolyMac
PolyMac s’est constitué en 1984, afin de rassembler les passionnés du Macintosh, de l’EPFL et des environs.


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