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Les nombreuses carrières de Jay Forrester
Le pionnier de l'informatique Jay Forrester, SM '45, a développé une mémoire à noyau magnétique. Puis il a fondé le domaine de la dynamique des systèmes. Ce ne sont là que deux de ses activités variées. 23 juin 2015
C'est un jour de fin mars dans le Massachusetts. Le ciel est clair, mais l'air est glacial et le vent violent. En regardant dehors, Jay Forrester, SM '45, se tourne pour apercevoir la cime des arbres qui se balance. Il sait tout sur la puissance du vent. Adolescent, il l'a exploité pour apporter de l'électricité au ranch de sa famille dans le Nebraska.
Jay Forrester, devant Whirlwind au MIT Digital Computer Lab, est interviewé par la chaîne 7 de Boston en 1957.
Bricoleur précoce, Forrester a étudié le génie électrique à l'Université du Nebraska. Il est arrivé au MIT en tant qu'étudiant diplômé en 1939 et n'est jamais parti, restant comme chercheur, professeur et maintenant professeur émérite. Il est au MIT depuis plus de la moitié du temps qui s'est écoulé depuis l'ouverture de l'Institut.
Pourtant, le mandat de 76 ans de Forrester au MIT est encore plus remarquable par son ampleur que par sa durée. Il a contribué au développement de l'informatique numérique. Il a supervisé la création d'un système national de défense aérienne et a aidé à lancer le laboratoire Lincoln du MIT. Puis il a rejoint ce qui est aujourd'hui la MIT Sloan School of Management et a fondé le domaine de la dynamique des systèmes, qui examine les systèmes commerciaux, économiques et environnementaux complexes et les effets de rétroaction inattendus que l'activité humaine crée en leur sein. J'ai eu plusieurs carrières, dit Forrester, qui aura 97 ans en juillet. À commencer par la main du ranch.
Lorsque Forrester parle de sa vie et de son travail, comme il l'a fait avec Examen de la technologie MIT récemment chez lui à l'extérieur de Boston - cela éclaire non seulement la diversité des projets auxquels il s'est attaqué, mais aussi les liens entre ces carrières apparemment disparates.
Main de ranch
Le père de Forrester, Marmaduke Montrose Forrester - Duke, en abrégé - était un fermier qui a acquis une propriété en vertu du Homestead Act d'Abraham Lincoln (qui a été étendu au Nebraska en 1904). Lorsque Forrester est né, la Première Guerre mondiale était toujours en cours et il vivait dans l'une des rares maisons de sa région avec plomberie intérieure (ce sur quoi sa mère, Ethel, avait insisté). Les deux parents étaient allés à l'université et étaient enseignants; au moment où Forrester était en troisième année, il montait à cheval vers la petite école locale, où son père lui a enseigné pendant deux ans.
Il y avait des avantages à l'école à classe unique, dit-il. La présence d'étudiants plus âgés rendait le travail avancé moins intimidant et lui donnait l'occasion d'explorer ses intérêts. L'État du Nebraska a envoyé chaque année une boîte de livres à chaque école; une année, la boîte de son école comprenait des manuels décrivant comment fabriquer des piles et installer des alarmes antivol. Il a étudié ces livres et a ensuite récupéré de vieilles pièces automobiles d'un dépotoir local pour construire une centrale électrique éolienne pour le ranch de sa famille.
Cet exploit a démontré la volonté de Forrester de lancer de nouvelles entreprises. Mais aider les affaires de sa famille planterait également une autre graine pour l'épanouissement éventuel de la dynamique du système. Un ranch est un carrefour de forces économiques, a écrit Forrester, notant que l'offre et la demande, les changements de prix et les incertitudes agricoles sont une partie dominante de la vie à la ferme. L'économie du ranch, comme les systèmes plus vastes, ne s'établit manifestement pas à l'équilibre - un thème principal de sa recherche sur les systèmes.
Ingénieur Militaire
Peu de temps après que Forrester a commencé ses études supérieures au MIT, il a commencé à travailler dans le laboratoire de servomécanismes de l'Institut, qui développait des commandes pour les canons antiaériens à base de radar. Pendant la Seconde Guerre mondiale, comme il le rappelle, la Marine a réquisitionné un prototype de système radar du MIT pour une utilisation sur l'USS Lexington (le deuxième porte-avions portant ce nom pendant la guerre ; le premier avait été coulé). Forrester a conçu le système de stabilisation hydraulique qui maintenait le radar pointé le long de l'horizon. En 1943, les commandes hydrauliques ont mal fonctionné et Forrester s'est porté volontaire pour aller à Hawaï et les réparer. Il a obtenu plus que ce qu'il avait prévu.
Alors qu'il faisait encore ses réparations, le Lexington reçu l'ordre de se battre. Il est resté à bord pendant que le porte-avions menait des opérations de combat près des îles Gilbert le 4 décembre. On pouvait voir les bombardiers torpilleurs arriver, dit-il. Cette nuit-là, une torpille a frappé le Lexington , tuant neuf. le Lexington a survécu et est retourné à Hawaï avec une hélice endommagée. On pouvait dire que ce n'était tout simplement pas bien, dit Forrester, qui avait échappé au mal dans la salle de contrôle. Les agents sont restés calmes, mais son propre visage a peut-être exprimé une certaine anxiété, car un officier lui a tranquillement demandé de se détendre.
Le travail du Servo Lab a eu une influence importante sur Forrester. Cela m'a amené dans le domaine des systèmes de rétroaction, dit-il. L'armée américaine essayait d'utiliser les données radar pour viser automatiquement ses canons antiaériens, mais ces données étaient imparfaites. Comprendre le problème de rétroaction - comment corriger les données imparfaites et envoyer de meilleures informations à l'artillerie - était essentiel pour construire des systèmes précis. En s'attaquant à ce problème, les ingénieurs développant des armes anti-aériennes ont reconnu que les canons n'étaient pas simplement des ensembles de pièces autonomes qui pouvaient être développées séparément puis assemblées. Il s'agissait de systèmes entièrement intégrés : les interactions entre les pièces étaient essentielles à leur fonctionnement.
Forrester dit que ce n'était qu'une prise de conscience progressive que les principes de la rétroaction et des systèmes pouvaient s'appliquer à la société; il ne pensait pas dans ce sens en 1943. Pourtant, note-t-il, le travail militaire était son introduction pratique à ces concepts.
Pionnier de l'informatique
Après la guerre, Forrester a commencé à développer un simulateur de vol d'avion. À l'automne 1945, une connaissance, Perry Crawford '39, SM '42, a suggéré de construire un ordinateur numérique pour exécuter les simulations au lieu de l'appareil analogique que Forrester envisageait. L'ordinateur résultant financé par la Marine, Whirlwind, utilisait des tubes à vide inefficaces et très peu fiables pour la mémoire. Puis Forrester a repéré une publicité pour un matériau magnétique qui lui a donné l'idée de stocker des données numériques avec des champs magnétiques au lieu de charges électriques. Il a dirigé le développement de la technologie de stockage magnétique qui remplacerait la mémoire à tube à vide de Whirlwind et servirait de norme de l'industrie pour la mémoire pendant deux décennies.
À ce moment-là, le financement de la Marine pour le simulateur de vol - et donc pour l'ordinateur - s'était depuis longtemps tari. Mais après l'explosion d'une bombe atomique par les Russes en 1949, l'armée de l'air était intervenue pour financer le développement de Whirlwind, qui allait devenir la base de son système de défense aérienne SAGE jusque dans les années 1980. Forrester aime dire que l'informatique a plus changé entre 1946 et 1956 que dans n'importe quelle décennie depuis. Son travail sur Whirlwind reste la fierté de sa carrière en génie électrique.
Mais parce que Whirlwind a commencé comme un simulateur, il a également ouvert la voie à ses recherches sur la dynamique des systèmes, qui utilisent fréquemment des simulations pour détecter les instabilités qui émergent dans les systèmes complexes. Forrester dit maintenant que ses expériences avec les concepts de rétroaction et les simulations ont été essentielles dans son approche de l'analyse des systèmes sociaux.
Chef de division Lincoln Lab
En tant que directeur du projet Whirlwind/SAGE, Forrester est devenu le chef de la plus grande division du nouveau laboratoire Lincoln du MIT, où il a choisi IBM pour construire les machines, puis a rédigé le contrat entre IBM et l'US Air Force.
Ce contrat stipulait que l'équipe de Forrester devait signer chaque page de la conception. Un accord ultérieur obligeait également IBM à entretenir l'équipement, garantissant un produit de haute qualité en incitant les ingénieurs d'IBM à éviter les voyages de réparation ardus vers des sites SAGE isolés en plein hiver. Vous n'avez jamais vu une organisation tourner aussi vite, dit-il avec un rire ravi.
En 1956, Forrester était convaincu que de nombreux problèmes informatiques importants avaient été résolus. Ainsi, certains dirigeants du MIT, dont le président de l'Institut, James Killian, lui ont suggéré d'envisager de rejoindre l'école de gestion naissante du MIT. Cette année-là, il est passé du Lincoln Lab à la faculté de ce qui allait devenir Sloan.
Pour Forrester, qui était déjà considéré comme un pionnier de l'informatique, cette décision n'était pas radicale car, comme il l'écrira plus tard, j'étais déjà dans la direction. De plus, dit-il aujourd'hui, mes changements de carrière ont tourné autour de hasards où quelqu'un a ouvert la porte. Et je l'ai parcouru pour voir ce qu'il y a de l'autre côté.
Théoricien de la gestion
À Sloan, Forrester a commencé à examiner une usine de réfrigérateurs General Electric dans le Kentucky qui a souffert d'épisodes d'expansion et de récession. Il aurait pu blâmer le cycle économique plus large et en rester là. Mais il a commencé à étudier empiriquement les commandes hebdomadaires, les stocks, le taux de production et les employés de l'usine.
En calculant des données à la main sur une seule page de cahier dans ce qui serait la première simulation de dynamique de système, il a trouvé quelque chose de curieux. La méthode de la direction consistant à projeter ses besoins futurs, combinée à des retards dans le processus de fabrication, a empêché l'usine de réagir de manière optimale aux changements de la demande. Ainsi, même de petits changements dans la demande ont produit des fluctuations disproportionnées de la production, ainsi que des fluctuations importantes du nombre d'employés embauchés puis licenciés. La structure et les politiques internes définissaient un système de fabrication qui tendait vers un comportement instable, écrira-t-il plus tard.
En 1961, Forrester publie Dynamique industrielle , un classique de la gestion qui décrit cette nature non linéaire des opérations commerciales. Tout ce qui change dans le temps est régi par un système de rétroaction, explique-t-il. Les petits changements que les gens font au sein d'un système peuvent créer de grandes différences. Et de nombreuses interventions, telles que l'augmentation de la production, ont souvent des conséquences imprévues néfastes. Pour les minimiser, vous devez comprendre la dynamique de l'ensemble du système. Ainsi, les études au niveau de l'entreprise sont devenues le fondement de la dynamique du système, bien que les conclusions de style Forrester puissent être difficiles à vendre aux dirigeants qui pensent que leur volonté ou leur charisme aidera les entreprises plus qu'une analyse des rouages.
Très souvent, les gens ne sont que des acteurs au sein d'un système [d'entreprise], déclare Forrester. Ils ne le dirigent pas; ils agissent en son sein. Cela n'a pas été une idée populaire auprès des personnes qui pensent qu'elles sont responsables… mais en fait, à moins qu'elles ne connaissent les systèmes, elles tomberont dans l'habitude de faire ce que le système leur dicte. S'ils comprennent le système, ils peuvent modifier ce comportement.
Éducateur
Forrester voulait un moyen accessible d'expliquer ces connaissances en gestion à ses étudiants. Il a donc conçu le jeu du réfrigérateur, bientôt rebaptisé le jeu de la bière. Dans ce jeu de table, les équipes imitent la chaîne d'approvisionnement de l'industrie de la bière, essayant de répondre à la demande des consommateurs tout en minimisant les stocks coûteux. Toute la classe entrante à Sloan joue toujours au jeu de la bière chaque automne, dirigée par l'expert en systèmes John Sterman, professeur de gestion Jay W. Forrester.
Le Beer Game peut être une expérience déconcertante. Même lorsque des cadres expérimentés jouent, leurs chaînes d'approvisionnement produisent presque toujours des pics d'inventaire sauvages. De cette façon, le jeu transmet la nature non linéaire des systèmes et l'instabilité des opérations commerciales. Non seulement presque tous les joueurs rencontrent des problèmes, mais lorsqu'on leur demande d'expliquer les problèmes de leur équipe après le concours, ils les diagnostiquent généralement mal.
Jay Forrester en 2008.
Le jeu de la bière est un système dynamique non linéaire d'ordre élevé, explique Forrester. Il n'y a personne qui puisse comprendre ce système simplement par une observation [occasionnelle] et en y réfléchissant.
À son meilleur, le jeu de la bière démontre également l'inadéquation des conclusions basées sur des informations limitées ou des modèles mentaux faciles. Le jeu apprend aux gens à remettre en question ce qu'ils croient. Cela suggère, par exemple, que licencier des gens tout en laissant intactes les méthodes plus larges d'une entreprise est une intervention à effet de levier remarquablement faible, comme aime à le dire le professeur de Sloan, Nelson Repenning. Aujourd'hui, le Beer Game est utilisé dans le monde entier - dans les écoles de commerce, les formations en gestion et même les écoles publiques, où il devient le Soda Game - pour enseigner la pensée systémique aux étudiants.
Analyste social
Bien que Forrester ait reçu la Médaille nationale de la technologie en 1989 pour ses contributions à l'informatique, il est probablement mieux connu pour la dernière phase de sa carrière, qui applique la dynamique des systèmes au monde social plus large. Ses livres sur l'économie urbaine ( Dynamique urbaine , 1969) et l'économie mondiale ( Dynamique mondiale , 1971) a attiré un public plus large et plus de controverses qu'il ne s'y attendait, dit-il, surtout lorsque certains de ses disciples ont publié The Limites à la croissance (1972). Ce livre suggérait que la croissance économique, combinée à la pollution et aux contraintes sur les ressources naturelles, entre autres facteurs, pourrait conduire à un effondrement de la société au 21e siècle. Certains écologistes ont accueilli le livre comme un avertissement important, mais de nombreux membres de la communauté des affaires (pro-croissance) ont résisté à l'analyse, et certains économistes éminents étaient sceptiques quant aux données et aux méthodes.
Forrester se méfie du brouhaha autour de la dynamique sociale, mais je pense que les livres tiennent bon, dit-il. Actuellement, il travaille sur un nouveau manuscrit sur les systèmes économiques.
La collision entre l'activité économique et la durabilité environnementale – pouvons-nous avoir les deux ? – peut devenir l'exemple le plus important de la dynamique des systèmes. Nos actions ne sont pas isolées et séparées de notre environnement. Ces activités, telles que la croissance industrielle, peuvent avoir des conséquences imprévues néfastes. Nos tentatives pour corriger le cap peuvent aussi mal tourner, à moins que nous ne comprenions parfaitement les systèmes dans lesquels nous vivons.
Maintes et maintes fois… vous constaterez que les gens réagissent à un problème, ils pensent qu'ils savent quoi faire et ils ne se rendent pas compte que ce qu'ils font pose un problème, dit Forrester. C'est un [cycle] vicieux, car à mesure que les choses empirent, il y a plus d'incitations à faire les choses, et c'est de pire en pire. Et c'est pourquoi, ajoute-t-il, je considère le travail que nous avons fait dans les systèmes bien plus important que tout ce que nous avons fait dans les ordinateurs. Les systèmes peuvent être complexes, mais nous avons peut-être besoin du bon sens et de la curiosité d'un enfant de ranch dans une école du Nebraska.