![\"\"](\"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/wp-content\/uploads\/Klein.jpg\" "\\"Klein\\"")
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La science est faite de th\u00e9ories et d\u2019observations, de calculs et de donn\u00e9es empiriques. On a besoin des deux. Parce que sans cadre th\u00e9orique, les donn\u00e9es observ\u00e9es ne veulent rien dire. Et sans mesures ou observations empiriques pour les valider, les plus belles constructions th\u00e9oriques s\u2019effondrent. C\u2019est ce que l\u2019on va constater cette semaine \u00e0 trois niveaux d\u2019organisation diff\u00e9rents<\/span><\/a><\/span>. L\u2019infiniment grand et l\u2019infiniment petit, qui rel\u00e8vent de la physique. Et l\u2019infiniment complexe, qui rel\u00e8ve de notre organisation c\u00e9r\u00e9brale. Bref, ces trois infinis<\/span><\/a><\/span> avec lesquels on n’en a jamais fini…<\/p>\n C\u2019est dans la pr\u00e9sentation du physicien \u00c9tienne Klein<\/span><\/a><\/span><\/strong> intitul\u00e9e \u00ab la structure fondamentale de la mati\u00e8re : le boson de higgs<\/span><\/a><\/span><\/strong> \u00bb pr\u00e9sent\u00e9e \u00e0 la fort int\u00e9ressante cha\u00eene vid\u00e9o Thinkerview<\/span><\/a><\/span><\/strong> il y a un an que je vais puiser mes premiers exemples. Klein est un excellent vulgarisateur capable de rendre accessibles des notions difficiles sans en gommer la complexit\u00e9 parce qu\u2019il prend souvent le temps de faire des mises en situation historiques et \u00e9pist\u00e9mologiques avant d\u2019entrer dans le vif du sujet. C\u2019est ainsi qu\u2019il rappelait (vers la 5e minute de sa pr\u00e9sentation) qu\u2019au d\u00e9but du XXe si\u00e8cle, l\u2019orbite de la plan\u00e8te Uranus ne d\u00e9crivait pas exactement la trajectoire que pr\u00e9disaient les lois de Newton. Comme on avait une grande confiance en la th\u00e9orie newtonienne, on se dit qu\u2019il devait probablement y avoir une plan\u00e8te qu\u2019on ne connaissait pas encore et dont l\u2019influence gravitationnelle expliquerait l\u2019\u00e9cart observ\u00e9 entre ce que les lois de Newton pr\u00e9disaient et ce que l\u2019on pouvait observer. Peu de temps apr\u00e8s, en s\u2019inspirant de ces lois, un astronome allemand aper\u00e7u effectivement, en pointant son t\u00e9lescope \u00e0 l\u2019endroit pr\u00e9vu par ses calculs, une nouvelle plan\u00e8te qu\u2019on appela Neptune.<\/p>\n On a donc ici ce que Klein appelle une solution \u00ab ontologique \u00bb au probl\u00e8me auquel on \u00e9tait confront\u00e9 car c\u2019est par la d\u00e9couverte de l\u2019existence d\u2019un nouvel objet dans le r\u00e9el que l\u2019on a pu r\u00e9concilier le paradigme dominant<\/span><\/a><\/span>, celui de Newton, avec les observations empiriques.<\/p>\n M\u00eame chose pour l\u2019exemple suivant cette fois tir\u00e9 du monde de l\u2019infiniment petit, celui de la physique des particules. Il s\u2019agit de la d\u00e9couverte de la radioactivit\u00e9 de type b\u00eata, o\u00f9 un noyau d\u2019atome va \u00e9mettre un proton et un \u00e9lectron, ce dernier devant toujours, selon la th\u00e9orie quantique, avoir la m\u00eame \u00e9nergie. Or les donn\u00e9es montraient plut\u00f4t une large gamme d\u2019\u00e9nergie observable. De deux choses l\u2019une encore une fois : ou bien on devait abandonner l\u2019id\u00e9e que l\u2019\u00e9nergie se conserve sous-tendue par la th\u00e9orie; ou bien on devait imaginer un troisi\u00e8me corps qui devait \u00eatre \u00e9mis et qui expliquerait les r\u00e9sultats observ\u00e9s. Encore une fois ici, c\u2019est cette seconde option ontologique qui permit d\u2019expliquer le d\u00e9saccord entre th\u00e9orie et pratique : Pauli postula l\u2019\u00e9mission d\u2019une troisi\u00e8me particule, Fermi la nomma neutrino en 1932 et il fallut attendre en 1955 pour pouvoir prouver son existence !<\/p>\n Mais le contraire est aussi possible, c\u2019est-\u00e0-dire devoir changer la loi pour expliquer des donn\u00e9es. Retour \u00e0 l\u2019astrophysique et aux plan\u00e8tes. Fin XIXe si\u00e8cle, on s\u2019int\u00e9ressait cette fois \u00e0 l\u2019orbite de la plan\u00e8te la plus proche du soleil, Mercure. Et encore une fois, on trouvait une toute petite diff\u00e9rence entre la position observ\u00e9e de la plan\u00e8te et l\u2019endroit o\u00f9 elle aurait d\u00fb se trouver selon les lois de Newton. Se souvenant du cas de Neptune, on calcula donc la position que devrait avoir une plan\u00e8te hypoth\u00e9tique encore inconnue dont la gravit\u00e9 expliquerait la position de Mercure. On chercha \u00e0 cet endroit dans le ciel, mais en vain. La solution vint d\u2019un jeune physicien du nom d\u2019Albert Einstein qui proposa en 1915 sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale qui, lorsqu\u2019appliqu\u00e9e \u00e0 la trajectoire de Mercure, la pr\u00e9disait parfaitement. Il avait donc fallu cette fois adopter une solution \u00ab l\u00e9gislative \u00bb en d\u00e9veloppant une nouvelle th\u00e9orie, celle de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale (qui est plus large que les lois newtoniennes tout en les incluant).<\/p>\n Dans le reste de son fascinant expos\u00e9, Klein va par la suite s\u2019attaquer \u00e0 la d\u00e9couverte du boson de higgs et montrer que dans ce cas, c\u2019est \u00e0 la fois une solution ontologique et normative qui a \u00e9t\u00e9 requise.<\/p>\n Mais revenons aux sciences cognitives qui sont davantage le pain et le beurre de ce blogue. On utilise de plus en plus cette la notion d\u2019\u00e9cart entre quelque chose de per\u00e7u et un mod\u00e8le mental sens\u00e9 pr\u00e9dire correctement cette perception. Souvenez-vous, je vous en avait parl\u00e9 il y a deux ans et demi<\/span><\/a><\/span> et plus r\u00e9cemment avec cet article sur Karl Friston<\/span><\/a><\/span>. Cette approche du cerveau comme une machine \u00e0 faire des pr\u00e9dictions<\/span><\/a><\/span> est devenu un cadre th\u00e9orique tr\u00e8s discut\u00e9 depuis quelques ann\u00e9es. Il rappelle que la finalit\u00e9 premi\u00e8re d\u2019un syst\u00e8me vivant doit \u00eatre de minimiser le d\u00e9sordre o\u00f9 l\u2019entropie, autrement dit de maintenir sa structure, comme le disait Henri Laborit<\/span><\/a><\/span><\/strong>. Et cette approche dite du \u00ab predictive processing \u00bb propose que notre cerveau va donc chercher constamment \u00e0 r\u00e9duire l\u2019erreur de ses pr\u00e9dictions. Donc un peu comme on l\u2019expliquait plus haut en physique, il y a souvent un \u00e9cart entre la perception du monde ext\u00e9rieur qui \u00ab monte \u00bb vers les r\u00e9gions sup\u00e9rieures du cerveau, et les mod\u00e8les pr\u00e9dictifs de ce monde qui \u00ab descendent \u00bb \u00e0 leur rencontre. Comment amoindrir cet \u00e9cart dans un tel contexte cognitif cette fois-ci ?<\/p>\n Et bien un peu comme dans la d\u00e9marche scientifique d\u00e9crite plus haut, deux options s\u2019offre au syst\u00e8me cognitif en question : une solution \u00ab l\u00e9gislative \u00bb, en changeant le mod\u00e8les th\u00e9orique a priori que l\u2019on avait du monde (modifier nos connexions synaptiques qui encodent ce mod\u00e8le gr\u00e2ce au ph\u00e9nom\u00e8ne de plasticit\u00e9 neuronale<\/span><\/a><\/span>); ou bien la solution \u00ab ontologique \u00bb qui va consister \u00e0 changer la nature du monde, par exemple l\u2019emplacement d\u2019un objet qui n\u2019\u00e9tait pas \u00e0 la position pr\u00e9vue et que l\u2019on va d\u00e9placer \u00e0 l\u2019endroit voulu en agissant alors sur l\u2019organisation du monde ext\u00e9rieur. Et comme dans le cas du boson de higgs, les deux ph\u00e9nom\u00e8nes peuvent se c\u00f4toyer de fa\u00e7on intime. On peut tr\u00e8s souvent apprendre \u00e0 s\u2019adapter \u00e0 une situation (changer nos mod\u00e8les a priori) tout en modifiant au mieux les structures du monde ext\u00e9rieur pour nous faciliter la vie (ce que Friston appelle \u00ab\u00a0l\u2019inf\u00e9rence active\u00a0\u00bb et qui correspond en gros aux solutions \u00ab ontologiques \u00bb de Klein).<\/p>\n Il y a dans ce rapprochement entre nos m\u00e9canismes cognitifs et le fonctionnement de la science quelque chose de profond\u00e9ment harmonieux, ne trouvez-vous pas ? Jean Piaget<\/span><\/a><\/span> ne disait-il pas que l\u2019enfant qui d\u00e9veloppe son cerveau en exp\u00e9rimentant constamment avec les objets qu\u2019il manipule est au fond un \u00ab petit scientifique<\/span><\/a><\/span> \u00bb ?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La science est faite de th\u00e9ories et d\u2019observations, de calculs et de donn\u00e9es empiriques. On a besoin des deux. 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