Les gens de l’IP — Le physicien mathématicien Kevin Costello
Les énigmes mathématiques de son enfance ont ouvert à Kevin Costello un monde à explorer.
par Kevin Costello avait 10 ans lorsqu’il est tombé sur la collection de magazines Scientific American de son père. Il ne comprenait pas grand-chose à leur contenu, mais il était particulièrement captivé par la rubrique des jeux mathématiques, tenue pendant 24 ans par Martin Gardner.
La curiosité du jeune Costello était piquée par des chroniques aux titres tels que S’amuser avec des œufs, crus ou mathématiques, et Imaginer des nombres imaginaires. Chaque fois qu’un numéro du magazine arrivait à la demeure familiale de Cork, en Irlande, Kevin se plongeait dans des problèmes exigeant des démarches mathématiques qu’il n’apprendrait à l’école que des années plus tard.
« Évidemment, c’était difficile », se rappelle Kevin Costello, qui s’est joint à l’Institut Périmètre en 2014 comme titulaire de la chaire Fondation-Krembil-William-Rowan-Hamilton de physique théorique.
« Je me souviens d’un problème sur la manière de programmer un ensemble de Mandelbrot [exemple mathématique d’une structure complexe résultant de l’application de règles simples]. J’essayais de le programmer sur l’ordinateur de la maison. Je ne dis pas que je comprenais parfaitement, mais cela m’intéressait vraiment. » [traduction]
Il ne pouvait pas savoir à l’époque qu’il commençait à s’orienter vers une carrière en physique mathématique — en partie parce que la physique mathématique commençait tout juste à être reconnue comme domaine de recherche en soi.
Autrefois, il était impossible de faire la distinction entre la physique théorique et les mathématiques pures. Mais au XXe siècle, la physique quantique s’est développée presque en même temps qu’une variété de domaines des mathématiques, dont l’algèbre linéaire, la théorie spectrale des opérateurs et l’analyse fonctionnelles.
La physique mathématique occupe maintenant une place de plus en plus importante à l’Institut Périmètre, et Kevin Costello a été l’un des premiers professeurs recrutés dans ce domaine de recherche. Selon lui, le fait de se plonger dans l’environnement de l’Institut — en discutant et en collaborant avec des théoriciens des cordes, des cosmologistes, des physiciens des particules, etc. — stimule sa curiosité d’une manière qui lui rappelle les problèmes du Scientific American.
« Les mathématiciens et les physiciens n’ont pas la même culture, explique-t-il. Par conséquent, si un mathématicien et un physicien abordent un même problème, ils le font toujours de points de vue différents. Dans tous les cas, c’est utile d’avoir plusieurs perspectives sur un problème et d’examiner les choses sous des angles différents. » [traduction]
C’est ce genre de collaboration qui l’a le plus attiré à l’Institut Périmètre : il peut apporter des idées mathématiques sur une variété de problèmes auxquels s’attaque l’Institut. « Les mathématiques demandent un effort collectif, dit-il. Il y a toute une culture mathématique à laquelle chacun de nous contribue. » [traduction]
Kevin Costello s’intéresse à de nombreux domaines de recherche. Ses travaux récents portent sur la supergravité, partie de la théorie des champs qui combine les principes de la supersymétrie et ceux de la relativité générale. Il déclare à ce sujet que c’est « une idée élégante qu’il est très amusant d’essayer de comprendre » [traduction].
Le plaisir de la résolution de problèmes mathématiques motive encore le chercheur, des décennies après l’époque où il s’intéressait aux énigmes du Scientific American. Selon lui, cette joie est trop souvent absente chez les étudiants qui peinent à apprendre par cœur des principes mathématiques — et qui n’ont pas encore vécu la satisfaction de résoudre un problème difficile.
C’est ce sentiment qui le rend heureux de venir au travail tous les matins. « La beauté et la joie des mathématiques sont ce qui m’a attiré, dit-il. Évidemment, cette beauté est difficile à décrire à ceux qui ne l’ont pas expérimentée eux-mêmes. Ce n’est pas un spectacle que l’on apprécie de l’extérieur. Il faut y consacrer soi-même du temps pour en voir la beauté. » [traduction]
