L’effet papillon est la raison pour laquelle il est impossible de prévoir la météo

Vous avez probablement entendu dire qu’un papillon peut battre des ailes au Brésil et déclencher une tornade au Texas.

C’est ce qu’on appelle l’effet papillon, et bien qu’il apparaisse dans toutes sortes de métaphores, de la connexion humaine au comportement du marché boursier (sans parler d’un point culminant dans la carrière d’Ashton Kutcher), il a débuté avec Edward Lorenz, un professeur de météorologie. En arrondissant quelques décimales, il a changé la science pour toujours.

Brise avec une chance de papillons

Un jour de 1961, Lorenz travaillait dans son bureau au MIT, entrant des données dans un nouveau programme informatique conçu pour simuler les conditions météorologiques. La simulation était une répétition de celle qu’il avait déjà effectuée, mais cette fois-ci, il a arrondi l’une de ses 12 variables de 0,506127 à 0,506. Puis il a quitté son bureau pour prendre un café pendant que l’ordinateur faisait les calculs.

Quand il est revenu, cependant, il était clair que quelque chose n’allait pas du tout. Ce minuscule changement dans ses données a conduit à une transformation radicale, changeant complètement deux mois de météo simulée. Au lieu de petits changements entraînant d’autres petits changements, Lorenz s’est rendu compte que de petits changements pouvaient avoir des conséquences énormes. Il publia ses découvertes en 1963, et l’idée en vint à être connue dans les milieux scientifiques sous le nom de “dépendance sensible aux conditions initiales”. On lui a donné le surnom beaucoup plus vif d’“effet papillon” après que Lorenz l’eut comparé à l’idée que le battement des ailes d’un papillon pouvait affecter la météo lors d’une présentation de conférence en 1972.

Cette découverte a été massive. Dès Isaac Newton, les scientifiques croyaient que tout dans la nature était prévisible. C’est-à-dire, même si nous n’avons pas les moyens de tout prédire maintenant, il est concevable que la connaissance scientifique puisse devenir assez avancée pour prédire le comportement de l’Univers entier. Mais la découverte de Lorenz a montré que même la plus petite bizarrerie pouvait déstabiliser tout un système. Les connaissances scientifiques ne pourraient jamais devenir assez avancées pour prédire la météo parce que la météo est imprévisible par nature. Sans jeu de mots.

Embrasser le chaos

L’effet papillon a donné naissance à ce qu’on appelle la théorie du chaos, dont vous vous souviendrez peut-être comme la spécialité du personnage de Jeff Goldblum dans “Jurassic Park“. Elle est centrée sur des phénomènes difficiles à prévoir comme les populations animales, les cours boursiers et même le comportement humain. Le chaos peut sembler hors du domaine des mathématiques – si c’est imprévisible, par où commencer ? Tout dans l’Univers est régi par des règles, même si nous ne sommes pas conscients de ce qu’elles sont exactement.

Le chaos n’est pas le hasard. L’une des illustrations les plus célèbres de ce phénomène est venue de Lorenz, qui a tracé un graphique des solutions aux équations représentant le mouvement d’un gaz. Le résultat ressemblait, à juste titre, à un papillon. Ce graphique montre que le chaos a toujours ses limites.

Mais lorsqu’il s’agit de théorie du chaos, même nos meilleures équations ne peuvent pas toujours obtenir une précision à 100 %. C’est particulièrement vrai pour la météo. Bien que les ailes d’un papillon ne puissent pas causer une tornade, d’autres petites bizarreries dans l’atmosphère, comme l’emplacement exact des nuages individuels, peuvent avoir des effets importants que nous ne pouvons prévoir. Comme l’a écrit Lorenz dans son document crucial de 1963, lorsque ses résultats sont “appliqués à l’atmosphère… ils indiquent que la prédiction d’un avenir suffisamment lointain est impossible par toute méthode, à moins que les conditions actuelles sont connues exactement. Compte tenu de l’inexactitude et de l’incomplétude inévitables des observations météorologiques, des prévisions précises à très long terme semblent inexistantes.” Cinquante ans plus tard, cela n’a pas changé.

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Source : Curiosity – Traduit par Anguille sous roche