Mario Livio est un astrophysicien et un auteur qui a travaillé sur le télescope spatial Hubble (HST) pendant plus de deux décennies. Né en Roumanie et ayant grandi en Israël, il a étudié la physique et les mathématiques, la physique théorique et l'astrophysique théorique avant de s'installer aux États-Unis pour la seconde moitié de sa carrière. Ses recherches incluent les supernovae, l'énergie noire et le taux d'expansion de l'univers. Livio travaille souvent à l'intersection de l'art et de la science, ce qui le rend particulièrement qualifié pour expliquer, scientifiquement et philosophiquement, notre place dans l'univers.
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Livio a écrit plusieurs ouvrages sur le rôle des mathématiques et de la nature, notamment le nombre d'or et la symétrie, ainsi que sur l'origine des mathématiques. Son dernier livre, Brilliant Blunders, parle de l'importance de l'échec dans la recherche de la vérité scientifique. Il est le «conseiller scientifique» de l'orchestre symphonique de Baltimore et a récemment collaboré avec la compositrice Paola Prestini sur «The Hubble Cantata», une pièce orchestrale inspirée des images de Hubble *.
Vous pouvez vous tenir au courant du travail de Livio via son blog pour le Huffington Post et en le suivant sur Twitter. Je recommande également fortement son exposé sur la curiosité, TEDxMidAtlantic.
La semaine dernière, j'ai parlé à Livio de ses expériences sur Hubble et de la manière dont la science contribue à notre compréhension du monde qui nous entoure.
Qu'est-ce qui vous a attiré vers la science en premier lieu?
J'ai toujours aimé les mathématiques. Même enfant, j’ai regardé les choses de manière mathématique. J'étais aussi extraordinairement curieux. J'ai toujours voulu savoir des choses comme, pourquoi l'univers est-il comme ça? Pourquoi les étoiles sont-elles comme ça?
Votre intérêt pour les mathématiques et les sciences vient-il de vos parents?
Non, mes parents ne l’ont certainement pas influencé - ni les mathématiques ni les sciences. Ce n'est pas quelque chose que j'ai vu à la maison. Ma mère était une chanteuse et mon père biologique, avec qui je n'ai pas grandi, était en fait un écrivain. Les générations les plus âgées de ma famille étaient juives et se sont déplacées d’un endroit à l’autre en Europe; ils n'avaient pas beaucoup l'occasion d'étudier et ainsi de suite. Ainsi, même si certains d'entre eux étaient extrêmement talentueux en tant que mathématiciens, ils n'ont jamais eu l'occasion d'explorer ce talent. Cela avait à voir avec une capacité innée que je ne peux attribuer à personne.
D'après votre expérience, la science est-elle perçue différemment en Israël et aux États-Unis?
L’apprentissage en général était peut-être plus important en Israël à l’époque où j’y vivais. Cela fait en partie partie de la tradition juive. On a beaucoup insisté sur l'apprentissage, en partie à cause de la tradition selon laquelle le rabbin - la personne la plus instruite - était la personne la plus importante de la société depuis de nombreuses années. En fait, le premier président d'Israël, Chaim Weizmann, était un scientifique. Il était biochimiste. Et un président postérieur, Ephraim Katzir, était également biophysicien. Le fait que des scientifiques aient été élus à la présidence vous dit quelque chose.
Qu'est-ce qui vous a amené aux États-Unis d'Israël?
Hubble. J'étais déjà professeur de physique travaillant en astrophysique en Israël, et ils (l'Institut scientifique du télescope spatial) m'ont demandé si cela m'intéressait. C'était juste après le lancement de Hubble, alors je me suis dit en gros: "Regardez, si vous êtes en astrophysique, c'est un endroit formidable avec le télescope spatial Hubble."
Avant de travailler sur Hubble, étiez-vous déjà intéressé par la communication scientifique?
Oui, ça m'a toujours intéressé. J'ai toujours pensé que c'était très important pour le système éducatif d'inspirer la jeune génération, etc. Pendant que j'étais encore en Israël, j'ai participé à deux programmes semblables à ceux de NOVA et je donnais beaucoup de conférences populaires, mais je n'écrivais pas toujours des livres. À un moment donné, après avoir donné tant de conférences, j'ai dit: «Eh bien, attendez une seconde, je pourrais peut-être en prendre une partie et la transformer en livres.
Mon premier livre était directement lié à l'astrophysique, et je n'ai dû faire pratiquement aucune recherche à ce sujet. J'ai essentiellement pris mon travail de jour et l'ai traduit en langage populaire. En écrivant, j'ai réalisé que la partie qui me passionne le plus est la recherche. J'ai donc décidé d'essayer d'écrire des livres qui ne soient pas intimement liés à ce que je fais tous les jours, alors je serais obligé de faire beaucoup de recherches pour eux.
Mes trois livres suivants portaient donc davantage sur les mathématiques. J'ai écrit The Golden Ratio, qui était composé d' un nombre et de tout ce qu'il fait, et de l' équation qui ne pouvait pas être résolue, qui était en réalité un livre sur la symétrie. Mon prochain livre après cela est -ce que Dieu est un mathématicien? ce qui ne concerne pas tellement Dieu, mais ce que le physicien Eugene Wigner a appelé «l'efficacité déraisonnable des mathématiques»: pourquoi les mathématiques fonctionnent-elles si bien pour tout expliquer dans l'univers.
Cette question m'a toujours intriguée. À votre avis, les mathématiques sont-elles inventées ou découvertes?
Beaucoup de mathématiciens pensent que cela a été découvert, mais je pense que la question est en fait mal posée. Je pense que les mathématiques sont à la fois inventées et découvertes. Je crois que nous inventons les concepts, mais nous découvrons ensuite toutes les relations, tous les théorèmes autour de ces concepts. Quand je dis cela à des mathématiciens, ils me disent que je ne fais que couvrir mes paris, ce que je ne suis pas. Je dis que je pense que c'est un fait que les mathématiques sont ces deux choses.
Par exemple, les nombres imaginaires ne sont pas des nombres. Les humains ont dû les inventer quand ils ont essayé de résoudre certaines équations. Une fois qu’ils les ont inventés, ils ont découvert le monde entier de l’algèbre complexe qui traite des nombres imaginaires et d’une foule de théorèmes les concernant. C'étaient des découvertes. Nous n'avions aucun contrôle sur ceux une fois que nous avons inventé le concept.
Vous avez participé à plusieurs projets à l'intersection de l'art et de la science. Selon vous, qu'est-ce qui attire les artistes vers la science et vice versa?
Je pense que le principal lien, du moins dans mon esprit, est que les scientifiques examinent l'univers qui les entoure et, d'une part, ils sont impressionnés par cet univers et, de l'autre, ils sont perplexes quant à son avenir. Ils essaient donc de comprendre et d'expliquer les phénomènes qu'ils observent.
Les artistes sont également impressionnés par l'univers qui les entoure, mais ils n'essayent pas nécessairement de comprendre comment cela fonctionne. ils essaient de donner leur réponse émotionnelle à ce qu'ils voient. D'une certaine manière, les scientifiques et les artistes répondent tous les deux à l'univers, mais ils répondent de manière complémentaire.
Diriez-vous que la religion est aussi une façon de répondre à l'univers?
Je ne suis pas moi-même un religieux, mais je me suis intéressé à cela parce que, pour mon nouveau livre (en cours, Pourquoi?: Une exploration de la curiosité humaine ). J'ai examiné l'évolution de la curiosité. Il ne fait aucun doute dans mon esprit que les tous premiers mythes et quêtes spirituelles en religion sont venus du fait que les gens étaient curieux du monde qui les entourait. Ils ont examiné cet univers incompréhensible et ont essayé de trouver les raisons de la création de tel ou tel. Dans certains cas, ils ont choisi des divinités, mais cela fait partie du même type de curiosité.
Au moins, je crois qu'au début, cela a commencé comme quelque chose comme ça, comme cette quête spirituelle, pour ensuite évoluer vers des choses qui s'apparentaient davantage à la science, etc. Il est intéressant de noter que dans la société actuelle, nous voyons des conflits, mais je crois que les origines viennent en réalité de la même chose.
Quand les gens prennent les Écritures et essaient de les présenter comme si elles étaient de la science (ce qui n’a jamais été supposé être le cas), c’est le conflit. Si vous voulez utiliser votre religion pour guider votre comportement moral, éthique, etc., rien dans la science ne vous empêche de le faire. En principe, il n'y a pas de conflit entre science et religion. C'est l'introduction d'un conflit artificiel lorsque vous essayez d'utiliser l'un comme l'autre.
Pensez-vous que Hubble a eu un impact significatif sur le changement de la vision philosophique du public sur le monde, et pas seulement de sa vision scientifique?
Cela a certainement eu un impact énorme, voire unique, sur le fait de susciter l'enthousiasme de la découverte chez les gens. Les scientifiques sont très enthousiastes à propos de ce qu'ils font et sont extrêmement enthousiasmés par les nouvelles découvertes, mais avant Hubble, leurs découvertes étaient vraiment presque exclusives aux scientifiques eux-mêmes. Peut-être que le journal a dit quelque chose à propos de ceci ou de cela, mais les gens ne se sentaient pas très connectés.
Le fait que les images de Hubble en particulier soient aussi étonnantes qu’elles le sont et qu’un programme de diffusion très efficace et novateur a permis à un plus grand nombre de personnes de participer à cette excitation. Je n'ai aucun doute à ce sujet.
Et dans ce cadre, certains faits scientifiques ont été portés à la connaissance et à l'appréciation du public. Peut-être qu'une partie de cela a également changé leur perspective philosophique si vous le souhaitez. Grâce à Hubble, certaines personnes savent maintenant que dans notre univers observable, il y a plus de 100 milliards de galaxies comme la Voie Lactée. Cela a des implications philosophiques.
Je pense que pour certaines personnes, cela a changé la relation entre le commun des mortels et la science. Quand on leur dit que nous avons découvert que non seulement notre univers est en expansion, mais en réalité, il accélère, cela change aussi un peu votre perspective philosophique. Cela vous donne une pause pour penser: "D'accord, où en sommes-nous dans tout ce grand projet?"
Votre propre expérience de travail avec le télescope spatial Hubble a-t-elle changé votre perception de votre place dans le monde et dans l'univers?
Oui. Absolument. Oui.
D'un côté, ce que nous avons découvert avec Hubble et d'autres télescopes, c'est que, d'un point de vue physique, nous ne sommes en réalité qu'un grain de poussière. Nous sommes sur une petite planète autour d'une étoile ordinaire dans une galaxie où il y a des centaines de milliards d'étoiles comme la nôtre, et nous savons maintenant qu'il existe des centaines de milliards de galaxies rien que dans l'univers observable. Il y a même des gens qui spéculent qu'il y a un multivers, et notre univers entier pourrait n'être qu'un des plus grands ensembles. Donc, d'un point de vue physique, nous ne sommes rien.
Pourtant, en même temps, tout ce que je viens de vous dire, chaque mot, que nous vivons sur une planète entourant une étoile ordinaire, etc. - tout ce que je vous ai dit était une découverte humaine. En d'autres termes, notre univers s'est développé aussi rapidement que nos connaissances humaines se sont développées. En ce sens, nous ne sommes pas qu'un grain de poussière; nous sommes absolument au centre de tout cela. Nous sommes au centre parce que c'est notre connaissance qui nous a appris tout cela. Je pense que c'est un concept très puissant. Que notre existence physique soit insignifiante d'une part, mais d'autre part notre connaissance de notre existence est absolument cruciale.
* Note du rédacteur en chef, 15 septembre 2016: une version antérieure de cette histoire déclarait à tort que Livio était actuellement affilié à l'Institut scientifique du télescope spatial (STSI). Il a démissionné de l'institut en 2015. De plus, l'histoire racontait de manière erronée que Livio avait collaboré avec le compositeur Russell Steinberg.
