Catégories
Compréhension et incompréhension Découverte et incertitudes Non classé

Le souffle de la curiosité

La curiosité souffre d’une utilisation accrue du terme pour désigner des désirs indiscrets, importuns, voire malsains. Mais tentons plutôt de voir en la curiosité un moteur de découverte, d’apprentissage. Il ne s’agit pas d’une curiosité vicieuse, mais bien de celle que Thomas d’Aquin appelle studiosité et considère comme une vertu. La curiosité scientifique ou intellectuelle n’a-t-elle pas permis jusqu’alors de connaître le monde dans lequel nous évoluons ? N’est-elle pas la source-même de la recherche ? Cette curiosité-là ne nous perdra pas, et tâchons de ne pas la perdre : elle nous est si précieuse.

tableau copernic
Au XIe siècle, Nicolas Copernic formule sa théorie héliocentrique de la cosmologie sous le nom de Révolutions de sphères célestes, inspirant notamment Galilée et Kepler.

L’ASTRONOME COPERCNIC, ou CONVERSATION AVEC DIEU
OEUVRE DU PEINTRE POLONAIS JAN MATEJKO (1872)

Puisqu’on s’intéresse ici à la curiosité scientifique, il semble important de se pencher en premier lieu sur les aspects scientifiques et neurologiques de la curiosité. Pour le psychanalyste et médecin Loewenstein, la curiosité est le décalage entre ce que l’on connaît et ce que l’on aimerait connaître. Dans cet espace entre le connu et l’inconnu naît le désir de combler ce décalage, le désir de l’apprentissage. Mais la curiosité ne donne pas simplement une raison à l’apprentissage : elle le renforce par divers mécanismes. 

Premièrement, pour répondre au désir créé par la curiosité, on se doit d’être engagé activement, car “un organisme passif n’apprend pas”1Conclusion de l’expérience de Held & Hein (1963). Deux groupes de chatons sont élevés dans le noir. Quelques heures par jour, les chatons sont transférés dans un environnement éclairé. Les chatons du premier groupe peuvent bouger librement, tandis que les chatons du deuxième groupe sont tractés par ceux du premier. Les chatons ont donc la même expérience visuelle, mais ceux du premier groupe sont actifs tandis que ceux du deuxième sont passifs. A la fin de l’expérience, les chatons actifs du premier groupe sont totalement en mesure de bouger dans un environnement éclairé, tandis que ceux passifs du deuxième groupe se cognent aux murs et aux obstacles, comme s’ils étaient aveugles.. La curiosité agit comme un moteur, un souffle qui nous pousse vers ce qui est inconnu ou nouveau, et en cela elle renforce notre apprentissage.

Deuxièmement, la curiosité sollicite notre imagination : on ne sait pas, mais on hypothétise, on suppose, on prédit. Lorsqu’on apprend, on compare notre prédiction au résultat. D’un point de vue neurologique, une différence entre la prédiction et le résultat, c’est-à-dire une nouveauté surprenante, active une zone du cerveau très riche en neurones dopaminergiques. Ces neurones font partie de ce que l’on appelle communément le circuit de la récompense, qui joue un rôle essentiel dans l’apprentissage donc, mais aussi dans la motivation et la dépendance. L’activation de ces neurones renforce l’apprentissage et la mémorisation de ce qui vient d’être appris. Ce circuit de la récompense est donc fortement activé lorsqu’on apprend quelque chose de surprenant, qui va à l’encontre de notre prédiction. C’est ce que l’on appelle la novelty reward (“récompense de la nouveauté”). Notre intérêt se porte vers l’inconnu et se fixe sur l’inattendu, sur les “curiosités”, au sens des choses que l’on ne connaît pas.

On comprend ainsi pourquoi un voyageur ou un explorateur, engagé activement dans ses découvertes, ressent une telle excitation lorsqu’il se retrouve dans le milieu qu’il s’était représenté mentalement. Plongé dans cet environnement nouveau, il collectionne avec satisfaction toutes ses trouvailles (coquillages, insectes, artefacts…), en imaginant quelle disposition les mettrait le mieux en valeur dans son cabinet de curiosités.

Par ces mécanismes, la curiosité fait naître et renforce l’apprentissage. Alors l’erreur devient une découverte plutôt qu’un échec, et nous engage toujours plus dans cette voie de curiosité. On comprend l’importance, dans l’éducation notamment, de la curiosité et de sa préservation. 

Halle dessine la nature
Le botaniste et biologiste Francis Hallé (ci-dessus), dit : “Si l’on n’a pas de curiosité, on ne peut être ni botaniste ni scientifique. Il faut vraiment de la curiosité pour se mettre dans ces métiers-là. [Le moteur de la curiosité], c’est des impressions d’enfance. Quand on est petit, on ne comprend pas, et petit à petit on arrive à comprendre. Et là, ça devient de plus en plus intéressant. La curiosité a tendance à s’accroître.”2Dans La Méthode Scientifique, 25 décembre 2019, en réaction à une archive du naturaliste Théodore Monod expliquant “Ce qui me caractérise, c’est la curiosité, la curiosité inlassable. C’est une maladie épouvantable !”

Au fur et à mesure que nos connaissances s’accumulent et se consolident, on risque de se reposer entièrement sur ce que l’on croit déjà savoir. Notre point de vue se dirige vers l’arrière, et non de façon équilibrée entre le passé et l’avenir. Ainsi, beaucoup d’adultes refusent de considérer le point de vue des enfants comme pertinents, car l’adulte a plus de connaissances, mais bien souvent moins de curiosité.

Cette attitude auto-satisfaite conduit l’homme à considérer ce qu’il connaît par proximité comme universel. En sciences par exemple, le modèle anthropomorphique a été appliqué à tort pour étudier le comportement d’animaux, de végétaux, de minéraux. Lorsque ce modèle humain semblait trop grossièrement inadapté au sujet étudié, le sujet perdait de son intérêt. C’est ainsi qu’on a fait face, pendant longtemps, à un désintérêt général des mondes végétaux et minéraux, notamment car la définition d’intelligence est bien trop souvent pensée comme applicable à l’homme uniquement, ou au mieux au monde animal. S’il ne s’agit pas de plantes rares, mercantiles, ou de cristaux précieux, alors à quoi bon étudier les plantes et les minéraux ? 

Il en a été de même en anthropologie, où l’on a considéré certains peuples comme sauvages et sous-développés, donc comme n’ayant rien à nous apprendre. Tant que l’homme refuse d’être curieux, joueur, imaginatif, tant qu’il n’étudie que par intérêt, en répondant à ses propres attentes, alors il ne peut changer de paradigme, et au fond il n’apprend rien. La curiosité est profondément liée à l’humilité, et l’on oublie souvent les vertus de cette dernière.

Tandis que les humains les moins curieux se targuent de tout connaître, ou du moins de connaître ce qui importe, d’innombrables scientifiques, chercheurs, penseurs, explorateurs, en somme les incarnations de la curiosité intellectuelle, s’exclament “Je ne sais rien !” A une époque où l’on connaît de plus en plus de choses, chaque découverte apporte simultanément plus d’inconnues encore. 

mars curiosité
Photographie du cratère Holden sur Mars, prise par le rover (astromobile) Curiosity
Au travers de cette photographie transparaît l’histoire géologique complexe de la planète rouge.


SOURCE : NASA/JPL-Caltech/University of Arizona (The Red Planet’s Holden Crater)

Pendant longtemps, l’explication scientifique pouvait reposer sur un mode simple : l’analogie. Expliquer, c’est établir un lien entre quelque chose de connu et quelque chose d’inconnu. Alors l’inconnu en lien avec le connu devient, lui aussi, connu. C’est une démarche expérimentale, comme celle d’un enfant. D’une part, l’amélioration des outils scientifiques en parallèle de la correction des théories ouvre et diversifie notre champ de vision. On peut sonder des inconnues. 

On peut résoudre quelque chose d’inconnu pour mener à une autre inconnue. On découvre des domaines infinitésimaux (la physique quantique, les neurosciences…) grâce aux nouvelles techniques d’observation. En cela, l’explication est devenu un lien entre plusieurs inconnues. On a beau connaître plus de choses, les explications font intervenir toujours plus de mystère. Une bénédiction pour l’éternel curieux.

D’autre part, la curiosité scientifique a engendré d’innombrables richesses à l’époque industrielle, connaissant un essor dont les applications furent très directes. Les travaux de thermodynamique des XVIIIè et XIXè siècles par exemple offrirent des théories à la base des moteurs et des machines thermiques. Bien peu de révolutions aussi “terre à terre” voient le jour en notre ère, où les techniques fondamentales sont généralement conservées et simplement améliorées, comme c’est le cas pour la synthèse de produits chimiques. Les révolutions contemporaines, celles qui activent le circuit de la récompense des scientifiques curieux, sont souvent d’ordre bien plus métaphysique. On révolutionne encore de grands concepts qui nous fascinent depuis toujours : le temps, la matière, le vide… L’intérêt accru pour les neurosciences, l’astrophysique, la physique quantique, la biologie des profondeurs marines et des cimes forestières, n’est pas anodine. On se tourne vers ces “curiosités” qui nous résistent encore, qui nous rendent humbles. C’est que dans les mystères des limites de l’univers, des paradoxes physiques, de nos circuits internes, on ne plonge plus simplement par curiosité scientifique, mais par une curiosité bien plus sentimentale, comme on voudrait regarder par le trou d’une serrure, et une curiosité spirituelle, comme la recherche d’une cosmogonie. 

Lorsque les curiosités scientifique, sentimentale et spirituelle se mêlent, les explications que l’on recherche sont soudainement plus profondes. Elles touchent à notre nature humaine, à notre place dans le monde, à nos origines. Le scientifique curieux d’aujourd’hui découvre de nouvelles espèces, de nouvelles particules, mais aussi de nouveaux paradoxes, de nouvelles incompréhensions. Et il se demande, tout curieux qu’il est, quel est le sens de tout cela, quelle est la synthèse à tirer ? Face à ses échecs, ses erreurs, mais aussi face à ses découvertes, il retrouve toute son humilité de petit homme.

socrate connaissance curiosité
Socrate enseigne aux jeunes la connaissance de soi, Pier Francesco Mola (vers 1660)
Dans L’Apologie de Socrate de Platon, Socrate souhaite vérifier l’oracle d’Apollon affirmant que nul homme n’est plus sage que Socrate, en allant rencontrer ceux qui se prétendent les plus sages.
“Quand je l’eus quitté, je raisonnai ainsi en moi-même : je suis plus sage que cet homme. Il peut bien se faire que ni lui ni moi ne sachions rien de fort merveilleux ; mais il y a cette différence que lui, il croit savoir, quoiqu’il ne sache rien ; et que moi, si je me sais rien, je ne crois pas non plus savoir. Il me semble donc qu’en cela du moins je suis un peu plus sage, que je ne crois pas savoir ce que je ne sais point.”

Références

Références
1 Conclusion de l’expérience de Held & Hein (1963). Deux groupes de chatons sont élevés dans le noir. Quelques heures par jour, les chatons sont transférés dans un environnement éclairé. Les chatons du premier groupe peuvent bouger librement, tandis que les chatons du deuxième groupe sont tractés par ceux du premier. Les chatons ont donc la même expérience visuelle, mais ceux du premier groupe sont actifs tandis que ceux du deuxième sont passifs. A la fin de l’expérience, les chatons actifs du premier groupe sont totalement en mesure de bouger dans un environnement éclairé, tandis que ceux passifs du deuxième groupe se cognent aux murs et aux obstacles, comme s’ils étaient aveugles.
2 Dans La Méthode Scientifique, 25 décembre 2019, en réaction à une archive du naturaliste Théodore Monod expliquant “Ce qui me caractérise, c’est la curiosité, la curiosité inlassable. C’est une maladie épouvantable !”
Catégories
Découverte et incertitudes Sciences

Cartographie du Cosmos

A rebours des comptes rendus factuels de nos connaissances de l’Univers, voici un voyage poétique à travers le Cosmos dont le but n’est pas seulement de donner des dates et des tailles mais de souligner la beauté du Monde.

Suggestion musicale pour accompagner la lecture
YOM – Songs for the old man

Cartographie du Cosmos 

Comme les cartographes des temps anciens, partons à notre tour à la découverte de l’inconnu. Cette fois, ce ne sera pas à travers les flots et les tempêtes mais à travers les océans de vide de l’espace, à travers les champs d’astéroïdes gelés et les systèmes solaires exotiques et inexplorés de notre univers. Ici, plus de Kraken ou de Sirènes, les dangers sont identifiés bien que nimbés de mystère, ils s’appellent trous noirs et supernovæ. On ne craint plus d’atteindre le bord du monde, on cherche à repousser la limite de l’Univers connu. 

Voie lactée hd
Voie Lactée depuis la Terre

MAX PIXEL /CC0 DOMAINE PUBLIQUE

Embarquons pour notre quête. 

À mesure que nous nous éloignons du lieu de naissance de l’Humanité, ce petit rocher couvert d’océans, nous regardons une dernière fois, avec nostalgie, vers la Terre. Puis nous nous tournons vers l’inconnu et mettons le cap vers le centre de notre Galaxie, la Voie Lactée. Celle-ci a la forme d’une double spirale relativement aplatie. Nous nous trouvons sur l’un des bras de ces spirales, le bras d’Orion, situé dans la périphérie de la galaxie. À mesure que nous nous rapprochons du centre, la densité d’étoiles augmente. Ici le ciel étoilé ne ressemble pas à notre ciel nocturne. Les étoiles sont beaucoup plus rapprochées et nombreuses. Chaque étoile correspond à un système solaire avec une ou plusieurs planètes orbitant autour et il y a des centaines de milliards d’étoiles dans la Voie Lactée. 

ciel poésie
Plus on se rapproche du centre galactique, plus la densité d’étoile augmente

PHOTOGRAPHIE DE JEREMY THOMAS – UNSPLASH CC0

Nous sommes maintenant si proches du centre que dans n’importe quelle direction où l’on regarde, nous ne voyons qu’un amas de lumière, on ne peut même plus distinguer les étoiles individuellement. Vous vous rappelez cette traînée laiteuse que vous admiriez quand vous étiez sur Terre ? Vous êtes maintenant en plein dedans. Soudain, une tache sombre apparait droit devant. Elle s’agrandit à mesure que notre vaisseau se rapproche. Bientôt elle occupe tout notre champ de vision, elle est d’un noir profond, comme vous n’en avez jamais vu. 

Il s’agit du centre de notre Galaxie, le trou noir supermassif autour duquel toutes les étoiles de la Voie Lactée, y compris notre Soleil, gravitent inlassablement. Son nom est Sagittarius A*. Ce grand-père a peut-être connu les débuts de l’Univers. Contrairement aux trous noirs stellaires de masse plus petite et nés de l’effondrement d’une étoile en fin de vie, l’origine des trous noirs supermassifs est encore débattue, donc incertaine. Mais l’on ressent déjà les effets de marée causés par sa masse incroyable qui nous attire inexorablement tel Charybde, ce monstre marin de la mythologie grecque. Nous devons changer de cap avant de franchir l’horizon des évènements au-delà duquel aucun retour ne sera possible. Mieux vaut ne pas s’attarder, qui sait où se cache Scylla ? Nous prenons donc une direction perpendiculaire à l’axe équatorial de la Galaxie, nous pourrons alors l’observer « par le haut » même si cela n’a pas de sens dans l’espace. 

Représentation d’un trou noir comme Sagittarius A*

Nous sommes désormais au-dessus du disque galactique. Nous remarquons de nombreux amas stellaires très denses. Ce sont les amas globulaires où se trouvent certaines des étoiles les plus vieilles de la Galaxie. Notre regard se tourne notamment vers l’étoile HD 140283 aussi connue sous le nom d’Étoile-Mathusalem car ayant un âge estimé à 13.66 milliards d’années, cette grand-mère stellaire serait donc née presque immédiatement après la naissance de l’Univers (estimée à 13.8 milliards d’années). Elle a vu l’humanité naître et se développer. Elle sera sûrement encore là quand nous ne le serons plus. 

Représentation de la voie lactée

WIKIPEDIA – CREATION ARTISTIQUE PAR AKWA L’image a été crée à partir de plusieurs sources : Hubble2005-01-barred-spiral-galaxy-NGC1300.jpg, M101 hires STScI-PRC2006-10a.jpg, Milky Way 2010.jpg.

Nous sommes maintenant suffisamment loin « au-dessus » de la Voie Lactée pour pouvoir observer des galaxies satellites de la nôtre. Celles-ci sont naines et souvent de forme irrégulière. Elles ne possèdent que quelques milliards d’étoiles contre plusieurs centaines de milliards pour la Voie Lactée. Elles s’appellent Galaxies du Grand Chien, du Sagittaire, de la Petite Ourse, du Dragon, de la Carène, du Sextant, du Sculpteur et d’autres encore. On remarque également deux galaxies : le Petit et le Grand Nuages de Magellan. Ceux-ci tournent autour de notre Galaxie, et lui sont reliés par les courants magellaniques, des courants de matières provenant de ces galaxies satellites et que la Voie Lactée absorbe inlassablement.

représentation groupe local
Représentation du Groupe Local. Chaque point correspond à une galaxie. La Voie Lactée et la Galaxie d’Andromède étant les deux plus grandes.

CREATION D’ ANDREW Z. COLVIN (CC BY-SA 3.0) WIKIMEDIAS

Mais nous ne sommes pas seuls. Notre Galaxie a une rivale, ou une amante : la Galaxie d’Andromède. C’est la seule galaxie visible à l’œil nu depuis la Terre. Elle est visible dans la Constellation d’Andromède depuis l’hémisphère nord. D’ici nous pouvons la contempler à côté de la Voie Lactée. La Galaxie d’Andromède possède quelque mille milliards d’étoiles, elle est donc plus grande que notre Galaxie. Chacune possède plusieurs galaxies satellites qui leur tournent autour. Ces deux sous-groupes de galaxies forment le Groupe Local, un nom bien peu poétique pour désigner cet ensemble d’une soixantaine de galaxies. Il existe une grande rivalité ou histoire d’amour entre notre Voie Lactée et Andromède. Ces deux galaxies se foncent dessus à la vitesse de 120 kilomètres par secondes telles deux chevaliers lors d’une joute ou deux amants se retrouvant. Elles entreront en collision dans 4 milliards d’années, pour ne former qu’une seule galaxie géante. Heureusement, il y a tellement de vide entre les différentes étoiles de ces deux galaxies, que lors de leur rencontre, les étoiles se mélangeront presque sans collisions, les deux galaxies fusionnant en une seule. Notre système solaire se retrouverait projeté aux confins de cette nouvelle galaxie, bien plus en périphérie que notre situation actuelle dans la Voie Lactée. Mais hormis le ciel nocturne qui changera, nous ne nous percevrons rien de ce combat de titans. Tout comme une fourmilière ne remarque pas le combat entre deux guerriers au-dessus d’elle.

andromède galaxy 20h exposition
andromède galaxy 20h exposition

Nous prenons à nouveau du recul, laissant derrière nous ce combat titanesque. Nous pouvons maintenant contempler dans sa globalité le superamas de la Vierge. Le spectacle qui s’offre à nous est celui de plusieurs amas de galaxies, dont le Groupe Local où se trouve la Voie Lactée et la galaxie d’Andromède. Chaque amas est constitué de plusieurs galaxies de tailles et de formes différentes, et chacune possédant des milliards d’étoiles. En plus du Groupe Local, il y a l’amas de la Grande Ourse, des Chiens de Chasse, du Fourneau, du Lion, du Sculpteur et l’amas la Vierge qui, de par sa position centrale, donne son nom au superamas.

Superamas de la Vierge.
Représentation du Superamas de la Vierge. Chaque point lumineux représente un amas galactique comme le Groupe Local.

Mais notre voyage n’est pas terminé. Il nous reste encore une étape avant d’atteindre le bord du monde connu, une échelle de gigantisme à explorer. Cette étape, c’est Laniakea. « Paradis incommensurable » ou « horizon céleste immense » en hawaïen. C’est le nom que lui a donné Hélène Courtois, la géographe du cosmos qui a découvert son existence. Elle a choisi ce nom pour plusieurs raisons, une d’entre elles étant que le nom Laniakea est facilement prononçable dans presque toutes les langues. Ainsi tout être humain peut prononcer le nom de l’endroit où nous nous trouvons dans l’immensité de l’Univers. Laniakea est un ensemble galactique englobant le superamas de la Vierge et deux autres superamas. Et malgré sa taille gigantesque, ses milliers de Galaxies et les milliards de milliards d’étoiles qu’elle contient, Laniakea ne fait que 4% du diamètre de l’Univers observable. Et l’Univers observable n’est qu’une fraction de l’Univers réel. Imaginez les infinités de mondes existant là-bas, dans les étoiles.

laniakea
Représentation de Laniakea, on peut distinguer les trois superamas qui la constitue, celui de droite étant le Superamas de la Vierge. Notre position est indiquée par un point rouge.

Notre place dans l’Univers, notre position dans le formidable ballet cosmique est donc : planète Terre, troisième planète du Système Solaire, Bras d’Orion de la Voie Lactée, Groupe Local du Superamas de la Vierge, Laniakea. C’est sur cette planète unique que l’Humanité est apparue, et devant l’immensité de l’Univers, comment ne pas s’émerveiller devant la diversité infinie des mondes qui nous attendent par-delà les étoiles ?

“La Terre est le berceau de l’humanité mais on ne passe pas sa vie entière dans un berceau.”

Constantin Tsiolkovski, le père de la cosmonautique moderne.