Les chercheurs qui étudient la biosphère terrestre ont tendance à opérer à partir de l'une des trois cultures scientifiques, chacune avec des manières distinctes de mener la science, et qui fonctionnent pour la plupart indépendamment les unes des autres, constatent les auteurs d'une perspective publiée dans PNAS. le 19 avril 2024. Les professeurs Christopher Kempes et Geoffrey West du SFI, ainsi que le professeur externe Brian Enquist (Université de l'Arizona), identifient et expliquent les trois cultures, et suggèrent que les reconnecter pourrait contribuer à accélérer la science de la biosphère.

La première culture – la variance – est celle à laquelle nous participons tous lorsque nous participons au dénombrement des oiseaux ou que nous collectons des insectes ou des fleurs sauvages. C’est nommer et observer les détails de la biologie. La seconde, l'exactitude, met l'accent sur les modèles qui utilisent toujours plus de données et des détails et une résolution toujours plus fins.

"La culture de l'exactitude serait la perspective selon laquelle le meilleur modèle du monde est un modèle à l'échelle mondiale", explique Kempes. La troisième culture, à gros grains, se concentre sur les généralités, les simplifications et les principes sous-jacents. Cette approche tente d’avoir une vue d’ensemble. Ces cultures existent dans tous les domaines scientifiques, mais sont actuellement relativement déconnectées dans les biosciences.

"En fin de compte, une bonne science a besoin et intègre toutes ces cultures", déclare West. "Et une bonne science, c'est-à-dire une compréhension approfondie qui explique ce que nous savons et observons, fournit de nouvelles informations et fait des prédictions qui peuvent être testées, est à la base de solutions à long terme aux grands problèmes.

"Il est essentiel d'informer les praticiens et les décideurs politiques pour résoudre les énormes problèmes du 21e siècle. C'est devenu une question de grande urgence pour aborder l'avenir de la planète et la durabilité de l'ensemble de notre entreprise socio-économique."

Mais il y a un retard dans le développement d’une science prédictive de la biosphère. Les critiques suggèrent que la cause pourrait être un manque de données, un nombre insuffisant d'expériences ou la nature complexe de la biosphère. "Nous pensons que c'est plus que cela", déclare Enquist. "Ce décalage est dû en grande partie à des tensions non résolues entre ces trois cultures scientifiques."

Et cette tension limite la rapidité avec laquelle la science peut progresser, la profondeur de notre compréhension et notre capacité à faire des prédictions. "Une science synthétique, synergique et intégrée, une science capable de résoudre des problèmes de plus en plus complexes, apparaît lorsque les trois cultures sont fusionnées", dit-il.

Les auteurs citent la théorie de l’évolution comme exemple. Charles Darwin et Alfred Russel Wallace ont chacun débuté dans la culture de la variance, mais ont également pensé en termes de principes généraux. Ils ont développé indépendamment la théorie (très grossière) de l'évolution.

Plus tard, cette théorie a été combinée avec la génétique pour produire des théories mathématiques sur la génétique des populations, conduisant à la synthèse évolutionniste moderne. Cette théorie, à son tour, a été élaborée avec des modèles et l'informatique moderne par la culture de l'exactitude.

Inévitablement, des tensions surgissent lors de l’intégration des cultures, mais cela peut être une bonne chose pour la science :ces tensions révèlent des hypothèses, ce qui conduit à une compréhension transparente des variables et des mécanismes clés qui animent le système, explique Enquist. L'intégration rend les prédictions plus efficaces en remettant continuellement en question la théorie avec des données et fournit un mécanisme d'itération. Cela, à son tour, permet aux scientifiques d'affiner rapidement leurs hypothèses et prévisions, et guide la collecte de nouvelles données.

Pour progresser vers l'intégration, les auteurs suggèrent que la communauté scientifique de la biosphère s'engage davantage avec les historiens des sciences et augmente la sensibilisation, les ateliers, les cours de premier cycle, les récompenses et le financement sur le transculturalisme scientifique. Enfin, les revues scientifiques doivent promouvoir des articles qui transcendent non seulement les disciplines, mais aussi les cultures.

Comme l’a montré la synthèse évolutive moderne, les biologistes n’ont pas toujours été divisés par la culture et ce n’est pas nécessaire aujourd’hui. En faisant tomber les barrières académiques et intellectuelles artificielles, les scientifiques de la biosphère ouvriront la porte à des progrès scientifiques rapides, révolutionnaires et urgents, affirme Kempes. "Il suffit que les gens s'intéressent aux autres cultures scientifiques."

Plus d'informations : Brian J. Enquist et al, Développer une science prédictive de la biosphère nécessite l'intégration des cultures scientifiques, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2209196121

Informations sur le journal : Actes de l'Académie nationale des sciences

Fourni par l'Institut de Santa Fe