La créativité fait usage de l'imaginaire ; je propose ici un exemple sur la formation des planètes.

De beaucoup d'étudiants, les professeurs disent qu'ils sont trop “scolaires”, et cela est considéré comme un défaut. Tout ce qui est “scolaire” n'est pas par nature un défaut mais, dans ce cas, l'expression signifie que l'étudiant se limite à apprendre le cours et à s'entraîner à résoudre des exercices par automatisme. Cet apprentissage automatique n'est pas non plus par nature un défaut... mais ne faire “que cela” est considéré comme un défaut.

Que manque-t-il d'autre ? Le travail de l'imaginaire : la créativité, moyen indispensable pour aborder des problèmes inconnus. Or il est certain que, faute de temps, l'enseignement n'encourage pas toujours assez à la créativité : il faut pouvoir accepter de faire très souvent fausse route. Les idées géniales sont souvent simples et limpides, mais elles sont rares comme les paillettes d'or de l'orpailleur : combien de tonnes de sable faut-il tamiser pour en trouver un peu. Souvent l'étudiant imagine mais n'ose pas proposer, parce qu'il se souvient (éventuellement inconsciemment) que ses propositions passées ont été rarement couronnées de succès. Parfois même (inconsciemment)  il n'ose même plus imaginer : le mécanisme imaginaire est grippé.

L'exemple qui suit a pour but d'essayer d'encourager la créativité :

• Les planètes du système solaire sont plus ou moins régulièrement réparties en distance par rapport au Soleil. Elles ont aussi une autre propriété de régularité : la proportion de fer qu'elles contiennent est progressivement d'autant plus grande pour les planètes plus proches du Soleil.
• Le Soleil est une étoile. L'énergie des étoiles est due à un mécanisme de réactions de fusion nucléaire, partant de la fusion de l'hydrogène en hélium, pour aboutir éventuellement jusqu'à la formation de fer : le plus stable du point de vue des réactions nucléaires (dans la mesure où l'énergie de liaison par nucléon y est la plus grande).
• La Lune est un satellite naturel de la Terre. À cause des effets de marée associés à leur interaction, la Lune s'éloigne progressivement de la Terre, en tournant autour de plus en plus lentement (et la rotation de la Terre sur elle même ralentit aussi). Certains physiciens ont même proposé que l'ensemble Terre-Lune ait constitué à l'origine un seul objet, qui se serait rompu et séparé en deux (ce modèle est généralement réfuté, car en l'étudiant de plus près il apporte plus de difficultés d'interprétation qu'il n'apporte de réponses, mais il a le mérite d'exister).
• Avec une échelle de temps en millions d'années, les systèmes planétaires sont chaotiques ; il s'y produit de temps à autres (même si c'est très rare) des “événements catastrophes”.
• Le fonctionnement du Soleil met en évidence des cycles d'activité ; il y a des phases de violente activité caractérisées par une instabilité locale nettement accrue.

Un modèle (imaginons !... une étoile qui accouche d'une famille de planètes) :

• Lorsqu'une étoile commence à fonctionner, il s'y forme par fusion nucléaire (et s'y accumule) des atomes plus massifs.  Un effet de la gravitation est une tendance à regrouper les atomes plus massifs au centre (l'effet est toutefois progressif et non systématique).
• Si on envisage qu'un “événement catastrophique” se produit lors d'une phase d'activité particulièrement violente, alors qu'une quantité importante d'atomes massifs se trouve accumulée au centre, ne peut-on pas envisager qu'à cause des instabilités dues à l'inhomogénéité, un “nodule” de densité supérieure soit éjecté par l'étoile et devienne un satellite ? On pourrait alors envisager que les effets de marée associés à l'interaction étoile-planète conduisent celle-ci à s'éloigner progressivement.
• Si de tels événements se produisaient de temps à autres dans la vie de l'étoile, alors que les planètes précédemment formées sont déjà plus ou moins éloignées, alors on obtiendrait ainsi un cortège de planètes plus ou moins régulièrement réparties en distance. Par ailleurs, si ces catastrophes se produisaient alors que l'étoile contient progressivement de plus en plus de fer, alors les différentes planètes ainsi formées seraient automatiquement de plus en plus riches en fer.
• Avec de telles hypothèses, Mercure serait la dernière née du système solaire (à peine sortie du voisinage immédiat du Soleil) et on n'aurait plus qu'à se demander pour quand attendre la prochaine naissance de planète, qui ne manquerait pas d'être associée à la disparition de nombreuses espèces vivant sur Terre.

Pour l'histoire, j'ai imaginé ce modèle lorsqu'étant étudiant (cela devait être aux environs de la terminale) j'ai pris connaissance des informations de base sur le sujet (résumées ci-avant).

Après avoir bien imaginé, remettons “les pieds... sur Terre” (?)...

Une recherche de documentation montre rapidement que ce modèle est peu crédible (entre autres pour les mêmes raisons que celles qui réfutent le modèle de l'objet initial unique pour le système Terre-Lune). Les spécialistes qui se sont penchés de façon approfondie sur les systèmes planétaires ont au contraire conclu que les planètes résultent de l'agglomération de petites parties périphériques du nuage de gaz et de poussières ayant donné lieu à la formation de l'étoile [1].

De fait, une fois proposé en fonction d'observations expérimentales initiales, tout modèle doit être testé en détail par confrontation à de nombreuses autres expérimentations. Lors de cette phase de test, on constate que certains modèles ont un domaine de validité limité, mais à l'intérieur duquel ils sont tout-à-fait valides (par exemple : la mécanique newtonienne est “fausse” en ce qu'elle ne respecte pas l'invariance relativiste, mais elle est excellente pour la mécanique usuelle). D'autres modèles ont trop de défauts pour qu'on puisse en avoir une quelconque utilisation.

Un modèle réfuté a par contre au moins le mérite d'avoir été proposé. La science est essentiellement basée sur la rigueur, mais les informations disponibles pour modéliser sont souvent insuffisantes (ou trop complexes) pour conclure. Le physicien (entre autres) doit entraîner sa créativité pour proposer des modèles. Bien sûr, il est préférable de ne proposer que des modèles respectant les lois physiques déjà établies ; bien sûr, il faut un tri rigoureux pour sélectionner les modèles qui seront finalement acceptés ; mais il faut avant tout proposer (plus il y a de propositions, pourvu qu'on n'exagère pas, plus il y a de chances qu'il en reste quelque chose de bon).

Plus précisément, ceci nécessite deux aspects :

• se proposer des modèles à soi même : il faut sans cesse chercher à associer les idées entre elles (toute nouvelle notion doit être comparée au savoir déjà assimilé et doit être si possible modélisée) ;
• proposer ses modèles aux autres : il faut accepter le risque de se tromper en proposant (tout modèle doit être confronté à l'expérience du plus grand nombre pour être ou bien validé, ou bien réfuté).