Si vous pensiez que l'effet papillon n'était qu'un terrible film de 2004 avec Ashton Kutcher et Amy Smart, détrompez-vous. Le film n'était qu'une nouvelle approche d'un concept beaucoup plus ancien.

L'effet papillon est l'idée que de petits événements apparemment insignifiants peuvent finalement entraîner quelque chose avec des conséquences beaucoup plus importantes - en d'autres termes, ils ont des impacts non linéaires sur des systèmes très complexes. Par exemple, lorsqu'un papillon bat des ailes en Inde, ce petit changement de pression atmosphérique pourrait éventuellement provoquer une tornade dans l'Iowa.

Dans le film susmentionné, le personnage de Kutcher trouve un moyen de voyager dans le temps jusqu'à son enfance. Chaque fois qu'il fait ce voyage, il fait de petites choses différemment - mais ces petits changements finissent par avoir des effets majeurs (et horribles) sur sa vie d'adulte.

Le terme "effet papillon" a été inventé dans les années 1960 par Edward Lorenz, professeur de météorologie au Massachusetts Institute of Technology, qui étudiait les conditions météorologiques. Il a conçu un modèle démontrant que si vous comparez deux points de départ indiquant la météo actuelle qui sont proches l'un de l'autre, ils vont bientôt s'éloigner - et plus tard, une zone pourrait se retrouver avec de violentes tempêtes, tandis que l'autre est calme.

À l'époque, les statisticiens météorologiques pensaient que vous devriez être en mesure de prédire le temps futur en vous basant sur l'examen des enregistrements historiques pour voir ce qui s'était passé lorsque les conditions étaient les mêmes qu'elles ne le sont actuellement. Lorenz était sceptique. Il exécutait un programme informatique pour tester diverses simulations météorologiques et il a découvert qu'arrondir une variable de 0,506127 à 0,506 changeait considérablement les deux mois de prévisions météorologiques dans sa simulation.

Son argument était que les prévisions météorologiques à long terme étaient pratiquement impossibles, en grande partie parce que les humains n'ont pas la capacité de mesurer l'incroyable complexité de la nature. Il y a tout simplement trop de variables minuscules qui peuvent agir comme des points de pivot, entraînant des conséquences beaucoup plus importantes.

Comme l'a écrit le journaliste scientifique Peter Dizikes dans le Boston Globe :

"Les 'innombrables' interconnexions de la nature, a noté Lorenz, signifient que le volet d'un papillon pourrait provoquer une tornade - ou, pour autant que nous sachions, pourrait en empêcher une. serait arrivé si nous ne l'avions pas dérangé », car les changements ultérieurs sont trop complexes et enchevêtrés pour restaurer un état antérieur."

Ainsi, alors que les gens pensent souvent que l'effet papillon signifie que de minuscules changements peuvent avoir de grandes conséquences (et nous pouvons suivre cette progression pour voir quel changement a causé quoi), Lorenz essayait de dire que nous ne pouvons pas suivre ces changements. Nous ne savons pas vraiment exactement ce qui ferait en sorte qu'un modèle météorologique aille dans un sens plutôt qu'un autre.

Lorenz a appelé cette "dépendance sensible aux conditions initiales" lorsqu'il a présenté son travail au public dans un article de 1963 intitulé "Deterministic Nonperiodic Flow". (Le terme "effet papillon" qu'il a inventé dans des discours ultérieurs sur le sujet.) L'article a rarement été cité par d'autres chercheurs - du moins au début.

L'effet papillon et la théorie du chaos

Plus tard, d'autres scientifiques ont réalisé l'importance de la découverte de Lorenz. Ses idées ont jeté les bases d'une branche des mathématiques connue sous le nom de théorie du chaos, l'idée d'essayer de prédire le comportement de systèmes qui sont par nature imprévisibles.

Vous pouvez voir des exemples de l'effet papillon tous les jours. La météo n'est qu'un exemple. Le changement climatique en est un autre. Parce qu'il s'avère que le réchauffement des climats a un impact - assez approprié - sur les espèces de papillons alpins en Amérique du Nord.

"Le changement climatique devrait avoir des impacts importants, comme trop chaud pour certaines espèces ou trop sec pour d'autres, mais il y a une quantité presque infinie d'effets indirects plus petits qui se produiront également", a déclaré Alessandro Filazzola, un écologiste communautaire et data scientist et post-doctorant à l'Université de l'Alberta.

"Dans nos recherches, nous avons examiné l'un de ces effets indirects et avons vu comment le climat futur provoquera lentement une inadéquation dans la localisation spatiale d'un papillon et de sa plante hôte. En tant que chenille, ce papillon ne se nourrit que de ce type d'espèces végétales, donc toute inadéquation à portée entraînera un déclin du papillon."

Il ajoute que si nous devions nous arrêter un instant et penser à toutes les autres espèces d'un réseau trophique, il y a soudainement le risque que de nombreuses espèces soient affectées - pas seulement un petit papillon. C'est l'effet papillon en action, à grande échelle.

"Par exemple, les animaux qui se nourrissent de ce papillon et les animaux qui se nourrissent de ces animaux, ou qu'en est-il des autres espèces d'insectes ensemble, ou même d'autres papillons ? Notre projet était assez contrôlé car notre espèce de papillon ne mange qu'un seul type de plante. , mais la logique est maintenue lorsque l'on considère l'ensemble de l'écosystème (juste plus difficile à mesurer)."

Lorsque nous commençons à réfléchir à la façon dont un petit changement peut rapidement entraîner de nombreuses conséquences imprévues, il y a naturellement lieu de s'inquiéter.

Par exemple, limiter la construction de barrages hydroélectriques pourrait réduire certains types de dommages environnementaux. Mais en éliminant cette source potentielle d'énergie propre, on a tendance à se rabattre sur les énergies fossiles qui accélèrent le réchauffement climatique. Les subventions aux biocarburants, destinées à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles, ont accru la destruction des forêts tropicales, le gaspillage d'eau douce et l'augmentation des prix des denrées alimentaires qui ont affecté les segments les plus pauvres de la population humaine.

Comment pouvons-nous faire quoi que ce soit dans nos vies, alors, sans crainte de causer du tort ? Filazzola revient aux papillons comme exemple.

"Une meilleure compréhension des effets indirects est probablement l'une des étapes les plus importantes pour essayer d'atténuer ces effets. Plus simplement, garder la nature aussi proche de son état d'origine est vraiment la chose la plus importante", dit-il. "Les écosystèmes sont extrêmement complexes, et la perte d'une seule espèce peut ne pas avoir d'effet perçu, mais elle peut avoir des effets en cascade sur l'ensemble du système." Par exemple, la réintroduction du loup dans le parc Yellowstone a augmenté les populations de castors, augmenté le nombre de saules et de trembles et fourni de la nourriture aux oiseaux, aux coyotes et aux ours, entre autres avantages.

Ensuite, nous examinons comment l'effet papillon peut jouer dans nos vies individuelles. Avec près de 8 milliards d'humains sur la planète, une seule personne peut-elle apporter des changements qui se répercutent sur la Terre ?

Filazzola dit qu'il s'interroge sur les effets indirects de ses actions personnelles.

"Les articles que j'achète, les gens avec qui j'interagis, les choses que je dis, je crois, peuvent chacun avoir leurs effets en cascade qui se répercutent sur la société", dit-il. "C'est pourquoi il est important d'essayer d'être une bonne personne, de créer une influence positive. Une chose à laquelle je pense aussi, c'est que ces effets indirects ne sont souvent pas aussi petits et éloignés que je pense que beaucoup le penseraient."

Maintenant c'est intéressant

La NASA exploite l'effet papillon pour guider les engins spatiaux. Lancé en 1978, l'International Cometary Explorer est devenu le premier vaisseau spatial à intercepter une comète, en passant par la queue de la comète Giacobini-Zinner et en collectant des données précieuses. Ils ont exploité des systèmes chaotiques, calculant qu'un tout petit peu de carburant, utilisé à un moment précis, ferait glisser l'engin à grande vitesse au bon endroit au bon moment - et cela a parfaitement fonctionné.