Pourquoi le cerveau ne pense-t-il pas les maths avec des mots ?

Intervenant 10:00

Bienvenue dans cette émission, le podcast du magazine Tangente, et un immense merci à toutes et tous de nous rejoindre aujourd'hui. En 1943, le mathématicien Jacques Adamar a posé une question, d'une simplicité trompeuse, à Albert Einstein.

Intervenant 20:15

Une question qui en fait a tout changé.

Intervenant 10:18

Exactement. Il lui a tout simplement demandé s'il pensait avec des mots. Et la réponse d'Einstein n'a pas seulement défié le bon sens de l'époque, elle pose encore aujourd'hui les bases d'une véritable révolution scientifique.

Intervenant 20:29

C'est vrai et sa réponse est d'ailleurs assez célèbre dans notre milieu.

Intervenant 10:32

Oui, il a répondu et je cite « Les mots ou le langage, écrit ou parlé, ne semblent pas jouer le moindre rôle dans le mécanisme de ma pensée. Les entités psychiques qui servent d'élément à ma pensée sont certains signes ou des images plus ou moins claires. »

Intervenant 20:47

Et pendant très longtemps, on a cru qu'Anne Stein exagérait un peu, non ?

Intervenant 10:51

C'est ça, on se disait « c'est Einstein, c'est un génie excentrique ».

Intervenant 20:55

Voilà une particularité isolée. Sauf que, et c'est ça qui est fascinant, les neurosciences cognitives et l'imagerie cérébrale moderne viennent tout juste de lui donner raison. Et de manière assez éclatante d'ailleurs.

Intervenant 11:07

Ce qui nous amène directement à la mission de notre exploration du jour. Parce que la question centrale, elle est vertigineuse. Si les mathématiques, qui obéissent pourtant à des règles super strictes, qui utilisent des symboles, des formules si ce n'est pas un langage, comment notre cerveau s'y prend-il ?

Intervenant 21:23

C'est la grande question. Que se passe-t-il réellement sous notre crâne au moment où on essaye de résoudre une équation ?

Intervenant 11:30

Bah oui, parce que si on n'utilise pas de mots, qu'est-ce qu'on utilise ? Et pour saisir l'ampleur de ce changement de paradigme, il faut je pense rappeler d'où on vient. Le dogme scientifique, pendant des décennies, disait exactement l'inverse d'Einstein.

Intervenant 21:44

Ah oui, massivement. Et c'était porté par des figures immenses comme le linguiste Noam Chomsky. L'idée dominante, c'était vraiment que notre capacité à faire des mathématiques découlait de notre capacité à parler.

Intervenant 11:56

Il y a une certaine logique là-dedans, pour le coup. Enfin, Chomsky basait sa théorie sur la récursivité, c'est bien ça ?

Intervenant 22:03

Absolument. La récursivité, c'est cette mécanique mentale qui nous permet d'emboîter des éléments les uns dans les autres. Et ça, à l'infini.

Intervenant 12:11

Comme dans la phrase à rallonge, genre la sœur du voisin de l'homme qui a vu le loup.

Intervenant 22:15

C'est un très bon exemple. Dans le langage, on emboîte des propositions. Et en mathématiques, c'est le même principe avec des parenthèses. Vous savez, ces équations interminables où l'on résout d'abord ce qui est au cœur, puis on élargit.

Intervenant 12:30

Donc pour les chercheurs de l'époque, la conclusion était évidente.

Intervenant 22:33

Oui, il se disait, puisque le langage et les maths partagent ce moteur de la récursivité, ils partagent forcément le même matériel biologique dans le cerveau. Le calcul abstrait dans cette vision serait juste un effet secondaire.

Intervenant 12:48

Un sous-produit de l'évolution du langage, en gros. Le fameux « on parle, donc on calcule ».

Intervenant 22:52

Voilà, une théorie très élégante. Sauf qu'elle s'est heurtée à un mur technologique majeur, l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, l'IRMF.

Intervenant 13:02

C'est là qu'entrent en jeu des travaux beaucoup plus récents, notamment ceux de la chercheuse Marie Amalry qui a une dizaine d'années. Ses recherches racontent une histoire radicalement différente, n'est-ce pas Evelyne ?

Intervenant 23:12

Totalement différente, oui. L'expérience de Marie Amalric, c'est vraiment un modèle du genre. Son équipe a mis des mathématiciens professionnels dans un scanner IRM pour observer leur cerveau en temps réel.

Intervenant 13:24

D'accord. Et que devut-il faire dans ce scanner ?

Intervenant 23:27

Le protocole était assez pointu. Il devait écouter des affirmations mathématiques complexes. Des trucs du genre « toutes fonctions dérivables et continues ». Ou alors « les espaces L sont séparables ».

Intervenant 13:38

Ah oui, pas vraiment le genre de calcul qu'on fait au supermarché.

Intervenant 23:41

Non, pas du tout. La tâche, c'était d'évaluer mentalement si ces affirmations étaient vraies ou fausses. Et pour juger de la continuité des fonctions, le cerveau doit fournir un effort d'abstraction massif.

Intervenant 13:51

Et alors, qu'est-ce que l'écran du scanner a révélé ? J'imagine qu'il s'attendait à voir les zones du langage s'illuminer.

Intervenant 23:57

Eh bien non, justement. L'appareil a mis en évidence l'activation d'un réseau très spécifique. Un réseau bilatéral, donc, qui s'allume dans les deux hémisphères du cerveau.

Intervenant 14:08

Et ce réseau, il est situé où exactement ?

Intervenant 24:10

Surtout dans les sillons intraparietaux, dans des régions postérieures du cortex temporal inférieur et dans le gyrus frontal moyen.

Intervenant 14:18

Oula, attendez, on va prendre le temps de décrypter ce jargon anatomique pour ceux qui nous écoutent. Que font ces zones d'habitude quand elles ne sont pas en train de faire de l'algèbre avancé ?

Intervenant 24:27

C'est vrai, pardon pour les termes techniques. Le sillon intrapariétal, pour faire simple, c'est une fissure sur le dessus et un peu à l'arrière du crâne. Et c'est connu pour être le siège de l'intuition des grandeurs.

Intervenant 14:38

L'intuition des grandeurs, c'est-à-dire ?

Intervenant 24:41

C'est la zone qui vous permet d'estimer en une fraction de seconde quel tas de pommes est le plus gros ou combien de personnes il y a dans une pièce sans avoir à les compter un par un.

Intervenant 14:49

D'accord, c'est très visuel, très spatial en fait.

Intervenant 24:52

Tout à fait. Et les régions du cortex temporal inférieur, elles sont généralement impliquées dans la reconnaissance visuelle des objets.