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Partisan actif de l'éducation, de la diversité et de la communication, Sylvester James Gates est connu pour ses recherches en physique théorique et son engagement à accroître la diversité dans son domaine. Gates est professeur de physique John S. Toll à l'université du Maryland à College Park, où il étudie la nature fondamentale de notre univers à travers le prisme de la supersymétrie. Cette théorie prédit deux fois plus de particules fondamentales que le modèle standard et pourrait la prochaine étape vers une grande théorie unifiée. Il est également le premier Afro-Américain à détenir une chaire de physique dans une grande université de recherche aux États-Unis.
Gates est diplômé en physique et en mathématiques du Massachusetts Institute of Technology où il est resté pour obtenir son doctorat, également en physique. En 2006, il a reçu le prix "Compréhension publique de la science et de la technologie" décerné par l'Association américaine pour l'avancement de la science et a été membre du Maryland State Board of Education de 2009 à 2016. En 2009, le président Barack Obama l'a nommé membre du conseil du président Conseillers en science et technologie et en 2013, il a reçu la médaille nationale de la science pour ses contributions exceptionnelles au domaine de la physique.
En plus de son travail dans les milieux universitaires, Gates parle souvent en public de la nature complémentaire de la foi et de la science, qui contraste avec leur opposition perçue les unes aux autres. L'Université de Villanova lui a décerné la médaille Mendel 2013 (du nom du frère et scientifique Gregor Mendel, du 19ème siècle) pour avoir démontré, au cours de sa vie de scientifique, qu'il n'existait aucun conflit intrinsèque entre science et religion.
Vous pouvez en savoir plus sur ses idées sur la foi et la conviction et en savoir plus sur lui en tant que scientifique et individu ici.
Comment t'es-tu intéressé à la science?
Quand j'avais quatre ans, ma mère m'a pris le film Spaceways . C'est le premier film que je me souvienne d'avoir vu et qui portait sur les voyages dans l'espace et les astronautes. C'était une combinaison si étrange d'aventure, d'histoire d'amour et de meurtre, mais c'est la partie sur les voyages dans l'espace qui m'a vraiment capturé. C'est à ce moment que j'ai commencé à penser à la science.
Étiez-vous un de ces enfants qui essayaient toujours de comprendre comment les choses fonctionnaient?
Oui. C'est certainement vrai. Il y avait beaucoup de preuves remontant à l'époque où j'avais quatre ans que j'étais ce genre d'enfant. Mon père racontait des histoires sur la façon dont il ramènerait des jouets à la maison et je les démonterais en essayant de voir ce qui se passait à l'intérieur.
Un intérêt pour les mathématiques et les sciences a-t-il couru dans votre famille?
Cela ne venait pas vraiment de ma famille, mais je suppose que vous pourriez dire que cela l'a nourri. Comme beaucoup d'enfants, quand j'avais des questions, j'allais chez mon père. Mon père pouvait toujours répondre à mes questions, peu importe ce qu'elles étaient, peu importe leur distance. Quand je suis devenu adulte, j'ai réfléchi à cela et trouvé à quel point c'était étrange, car mon père n'avait jamais terminé ses études secondaires. Il a obtenu sa GED, l'équivalence.
Je me souviens une fois que je lui ai demandé: «Papa, est-ce que tu te souviens de moi quand je posais toutes sortes de questions? et il a dit: "oui". J'ai dit: "vous avez toujours eu des réponses pour tout." Et il a dit: "oui". J'ai dit: "Comment avez-vous fait cela?" Et il a dit: "Ce dont vous ne vous souvenez pas, mon fils, c'est que si je n'avais pas de réponse immédiatement, je vous le dirais, attendez, et J'allais chercher des ressources et le lendemain ou à peu près, je reviendrais et répondrais à votre question. "Je me suis donc habituée à l'idée que les questions avaient des réponses.
Et bien que mon père n'ait jamais eu l'occasion d'aller à l'université, il était un jeune homme profondément désireux, alors il souhaitait que cela soit une option pour ses enfants. Chez nous, à l'heure du dîner, la question n'était jamais: "Voulez-vous aller à la fac?" La question était toujours: "Dans quel collège iras-tu?"
Vous n'avez pas peur de parler de la foi, ce qui est assez rare pour un physicien. Pourquoi donc?
Ma mère est décédée à l'âge de 11 ans. À cause de cet événement, je souhaitais vivement régler les questions concernant ce qui est arrivé à ma mère décédée. Cela a déclenché chez moi une période d’étude intense sur la foi parce que j’avais compris qu’elle était partie, mais ma question était: où est-elle allée? Pour moi, ce n'était pas juste une question de physique. J'avais le sentiment que les questions sur les âmes et les esprits étaient également valables.
J'aimais lire dans mon enfance, il était donc naturel de commencer à lire. J'ai lu sur toutes les grandes traditions religieuses du monde pour tenter de répondre à ma question. J'ai commencé à lire sur la mythologie grecque, la mythologie romaine, la mythologie nordique, les croyances des Mayas, les Incas, le bouddhisme, le confucianisme, etc. Je pense que les questions les plus essentielles pour les êtres humains sont des questions telles que: Qui suis-je? Où suis-je? Qu'est-ce qui se passe? Donc, cela semblait être un chemin naturel d’investigation.
Comment avez-vous été attiré par la physique en particulier?
Il y avait un individu en particulier associé à mon arrivée à comprendre que ce n'était pas toutes les sciences que je voulais faire, mais seulement la physique. C'était un monsieur du nom de M. Freeman Coney. Il était professeur de physique à la Jones High School, une école secondaire historiquement noire à Orlando. Il avait un diplôme de premier cycle en physique et j'ai donc appris la physique au secondaire auprès de quelqu'un qui maîtrisait parfaitement le sujet. Deux semaines après le début du cours, je savais que c'était ce que je voulais faire.
Un jour en classe, M. Coney a fait une expérience dans laquelle il prenait essentiellement un mètre placé devant le tableau et inclinait le tableau auquel était attachée une petite balle, une balle de golf ou quelque chose du genre. Nous avions un chronomètre et il a montré que la distance parcourue par le ballon au fur et à mesure que le tableau glissait est proportionnelle au carré du temps sur le chronomètre.
C’est la seule pièce de vraie magie que j’ai jamais vue de ma vie, car pour moi, les mathématiques sont un élément de l’imagination. C'est, du moins selon cette définition, quelque chose qui réside entre mes oreilles; c'est l'une des applications que je lance dans ma tête. Voir les mathématiques décrire quelque chose dans le monde en dehors de mes oreilles signifie que cela nous entoure aussi profondément. Je l'ai reconnu à 16 ans dans ce cours de physique.
J'étais déjà très à l'aise de créer des mondes dans ma tête, mais maintenant, comprendre que certaines de ces constructions entre mes oreilles avaient quelque chose à voir avec le monde qui m'entourait, c'était renversant. Pour moi, c'était un peu comme se réveiller et se retrouver à Poudlard où l'on découvre soudain que les incantations que vous avez apprises dans les livres affectent le monde qui vous entoure.
Vous avez étudié les mathématiques et la physique avant de passer à la physique théorique. Ces domaines tournent souvent autour de questions dont la réponse nécessite des années, voire des décennies, voire aucune réponse. Était-ce un contraste frappant entre grandir avec votre père et le sentiment que toutes les questions devaient être répondues?
Pas vraiment. Quand on arrive à maturité, la première chose que vous comprenez, ce sont les limites. Il y a des limites à ce que les humains peuvent faire. Il y a des limites à ce qu'une personne peut faire dans sa vie. Ce que mon père a fait pour moi, c’est de me laisser penser que lorsque vous avez des questions, vous devez suivre le processus de recherche de réponses. Donc, je n'ai jamais trouvé cela pénible.
Vos recherches portent sur la supersymétrie, qui en dit long sur la nature fondamentale de l'univers. Comment avez-vous fini par vous spécialiser dans ce domaine?
J'ai toujours su que je voulais gagner ma vie à la frontière des mathématiques et de la physique, parce que ce qui m'a amené à penser à la physique, c'est cette propriété magique, semblable à une incantation, des mathématiques dans le domaine de la physique. C'est la physique théorique.
La supersymétrie, un sous-domaine de la physique théorique sur lequel je travaille depuis presque toute ma vie, était une idée toute nouvelle lorsque j'étais encore à l'école. Il n'avait que deux ou trois ans dans la littérature de physique occidentale. Je voulais me distinguer des autres personnes qui faisaient de la science au MIT. En fait, personne au MIT en 1975 n’avait d’intérêt pour cette idée de supersymétrie, au département de physique ou à un autre.
J'ai d'abord été attiré par sa structure mathématique. Les mathématiques ne ressemblent à rien de ce que j'avais appris jusque-là aux cycles supérieurs. J'ai aussi réalisé que cela avait une implication stupéfiante: il est possible qu'il existe plus de formes de matière et d'énergie que je n'en ai jamais apprises dans aucune classe. Ces deux choses m'ont convaincu que c'était un endroit où je pourrais éventuellement contribuer à la science.
En sciences, les mathématiques et la physique jouent un rôle important dans la description et l'analyse des tout premiers stades de notre univers. Mais certaines personnes considèrent la question de l'origine de notre univers comme le seul domaine de la foi ou de la religion. Que pensez-vous de la manière dont la science et la foi s'opposent souvent?
Je n'ai jamais trouvé de schisme dans ma vie entre faire de la science et avoir des croyances religieuses. Le biologiste de l'évolution, Steven J. Gould, explique pourquoi la foi et la science ne s'opposent pas en utilisant l'expression «magisteria sans chevauchement». Je trouve cette idée fascinante, car si elle est correcte, il devrait exister des mécanismes dans chaque domaine de conviction foi ou dans la science - qui sont responsables de cette propriété de l'attribut ne se chevauchant pas.
J'ai passé quelques années à y réfléchir et je me suis rendu compte que la science semble avoir un tel mécanisme. En science, non seulement nous communiquons aux gens notre meilleure estimation de ce qui se passe dans l’univers, mais nous portons également une attention rigoureuse à ce que nous ne savons pas. Ceci est quantifié dans la science sous le nom de "barres d'erreur" ou "barres de confiance". Nous accordons autant d’attention à ces incertitudes qu’aux valeurs mesurées des choses qui nous entourent. Et il y aura toujours une incertitude dans tout argument fondé sur la science.
C'est intéressant dans le contexte de la foi car, tout comme il y aura une incertitude dans notre croyance, nous aurons également de l'incertitude dans notre incrédulité. Dans mon esprit, il s’agit du mécanisme de protection que la science a intégré afin de ne pas empiéter sur les systèmes de croyance fondés sur la foi.
En religion, il existe un mécanisme de protection différent. Saint Augustin, un saint catholique de l'esprit, a déclaré que les personnes de foi devaient reconnaître que, lorsque les gens parlent du monde naturel et enregistrent et observent honnêtement des phénomènes qui s'opposent à leur croyance, c'est leur conviction qu'il doit céder le pas et non le inverse.
Dans mon esprit, il y a cette belle symétrie qui explique pourquoi Gould a tout à fait raison. Ils ne se chevauchent pas, ils sont juste des choses très différentes. Je crois que la foi et la science sont essentielles à la survie de notre espèce.
