Comment intéresser vos enfants aux STEM, même si leur avenir est incertain

C'est la faute des sabres laser. C'est ce qui m'a conduit à devenir professeur. Au lycée, l'un de mes principaux objectifs était de trouver comment construire une véritable épée laser. C'était quasiment impossible, alors peu importait que je me dirige vers l'ingénierie ou les sciences, mais je me suis tout de même orienté vers les STEM . En licence, j'avais opté pour la physique. Après cela, j'ai poursuivi mes études en master pour approfondir la physique jusqu'à obtenir un doctorat.

Aucun sabre laser n'a jamais vu le jour, mais j'enseigne les sciences à des étudiants de premier cycle depuis plus de 25 ans. Un intérêt sincère pour les STEM – et peut-être (à nouveau) pour Star Wars – a attiré de nombreux élèves dans ma classe, mais avec le temps, cet enthousiasme a connu des hauts et des bas.

Particulièrement aujourd'hui. Poursuivre des études, et finalement une carrière, dans les STEM, est bien plus incertain qu'il y a 10 ou 15 ans. Surtout pour les futurs étudiants de 2025. D'une part, les tentatives de l'administration Trump de réduire le financement des études « woke » ont entraîné des coupes budgétaires dans de nombreuses recherches scientifiques. D'autre part, l'intelligence artificielle est souvent présentée comme l'outil capable de réaliser à elle seule la prochaine grande avancée.

Que doit faire un étudiant ? Les STEM ne sont-elles plus la voie royale vers une carrière dans un domaine aussi stimulant que fascinant ? Si, ​​mais expliquer pourquoi n'est pas simple. Les sciences, elles, l'étaient rarement.

Plus important encore, les lycéens qui envisagent de se lancer dans les STEM doivent comprendre – et être fascinés par – ces domaines. (Fait amusant : l'acronyme était autrefois SMET. Il n'était pas vraiment évident à prononcer.) Pour étudier les sciences, il faut savoir comment les humains les pratiquent .

En bref, la science consiste à construire des modèles. Qu'est-ce qu'un modèle ? Prenons l'exemple le plus simple : un globe terrestre, qui est un modèle de la Terre. Ce n'est bien sûr pas la Terre, mais il illustre certaines propriétés de la planète (comme la forme et la localisation des continents). En revanche, il n'indique ni la taille, ni la masse, ni l'emplacement du café le plus proche ; il faut les trouver soi-même. Les modèles scientifiques ne sont pas forcément des équations ; ils peuvent être physiques ou conceptuels.

L'un de mes modèles préférés concerne l'interaction gravitationnelle. C'est amusant, car il est erroné. À la surface de la Terre, les scientifiques peuvent modéliser la force gravitationnelle exercée sur un objet par une valeur constante (g) multipliée par sa masse. C'est un modèle très utile. Il est efficace pour créer des avions et des ponts, et il est simple. Mais il est erroné. En fait, plus on s'éloigne du centre de la Terre, plus la force gravitationnelle diminue. Un autre modèle, plus précis, est utile pour calculer les orbites des planètes et d'objets comme la Station spatiale internationale . Ce modèle est également erroné. Il existe un modèle encore meilleur qui traite la gravité comme une courbure de l'espace-temps. Les chercheurs peuvent l'utiliser pour expliquer pourquoi les trous noirs en collision créent des ondes gravitationnelles. Mais il est probablement erroné lui aussi.

Se tromper, cependant, rend la science fascinante à étudier, et promet qu'il y aura toujours du travail à faire. Les scientifiques sont des modélisateurs et des explorateurs de l'univers. Nul besoin de parcourir l'Amazone pour découvrir de nouvelles choses. Il est possible de collecter des données en laboratoire et de construire de nouveaux modèles scientifiques qui aident à comprendre l'univers, même si les calculs sont erronés dès le départ. Telles sont les grandes questions que se posent les humains. Quel est cet endroit et comment fonctionne-t-il ? Ne considérez pas cela comme l'obtention d'un diplôme scientifique, mais plutôt comme l'acquisition de compétences pour devenir un explorateur.

C'est bien beau d'être un explorateur, mais vous voulez sans doute aussi gagner de l'argent, n'est-ce pas ? Bonne nouvelle pour vous. Étudier les sciences est une excellente préparation pour de nombreux métiers, même hors STEM. Ce n'est pas parce qu'on a un diplôme de physique qu'on doit devenir professeur de physique (même si je trouve que c'est un métier passionnant). De nombreux diplômés en physique font d'autres choses, et leurs diplômes scientifiques leur offrent un point de vue intéressant sur toutes sortes de problèmes.

Et l'IA ? Si l'intelligence artificielle prend le dessus, certains affirment qu'il ne servirait à rien d'étudier la physique ou toute autre science. L'IA pourrait faire la moitié de votre travail avant même que vous n'obteniez votre diplôme. Mais cet argument ignore la raison première pour laquelle les gens étudient les sciences. C'est pour découvrir de nouvelles choses, pour poser des questions auxquelles des robots sans curiosité n'oseraient jamais songer. Les humains adorent ce processus de résolution de problèmes. C'est pourquoi ils aiment faire correspondre les faces du Rubik's Cube. Certes, il est possible qu'un robot puisse le faire plus rapidement, mais là n'est pas la question. La science est l'une des choses qui rendent les gens humains.

Le deuxième point à considérer est que l'IA est un outil. Les scientifiques l'utilisent depuis un certain temps déjà pour comprendre les choses. Prenons l'exemple d'un accélérateur de particules géant (comme celui du CERN en Suisse). Lorsqu'il fonctionne, il génère d'énormes quantités de données. Grâce à l'apprentissage automatique, les scientifiques peuvent traiter d'énormes quantités d'informations pour rechercher des schémas qui pourraient prendre une éternité à un humain. C'est la combinaison parfaite entre humains et machines travaillant ensemble. L'IA s'occupe des tâches fastidieuses, tandis que les humains s'occupent des tâches amusantes. Tout le monde y gagne.

Parlons maintenant du financement. On considère souvent la science comme un moyen d'obtenir des résultats. Si la science ne vous apporte rien, il ne faut rien lui donner (argent). Les politiciens évoquent souvent des recherches scientifiques apparemment inutiles, comme la création de «  souris transgenres », pour discréditer la recherche et les universités qui la mènent. Les chercheurs se retrouvent alors dans l'obligation de dire : « Ce n'est pas vraiment ce que nous faisons » et « Voici pourquoi c'est vraiment utile », mais même lorsqu'ils sont entendus, le mal est souvent fait. De tels commentaires ébranlent encore la confiance en la science et conduisent à la suppression de subventions .

Mais penser la science en termes de retour sur investissement est à côté de la plaque. C'est non seulement absurde, mais souvent erroné. Prenons l'histoire d' Heinrich Hertz . En 1886, il utilisa un oscillateur électrique pour produire une étincelle dans un autre appareil situé de l'autre côté de la pièce. En bref, il démontra l'existence des ondes électromagnétiques. À l'époque, on lui demanda à quoi cela pouvait servir pour améliorer la société. Sa réponse : « Cela ne sert à rien. » C'est un exemple très important, car Hertz n'a pas fait cela pour obtenir des produits innovants ou pour faire gagner de l'argent aux investisseurs, mais ses découvertes ont ouvert la voie à toutes sortes de produits de grande valeur. À savoir : le Wi-Fi, le Bluetooth, les radios, les téléviseurs et bien d'autres encore. Hertz, je tiens à le souligner, était professeur à l'époque.

Le fait est que les STEM sont comme toutes les autres filières. Vous devriez vous lancer dans ces domaines parce que vous les trouvez formidables. Vous construirez peut-être un vrai sabre laser, mais sinon, vous découvrirez peut-être de nouvelles façons d'allumer la télévision.