Creuser dans les fondations de la science avec Sebastian Krapp
Sebastian Krapp aime se plonger dans les profondeurs des fondations de la science. Aujourd’hui chargé de cours en fondements mathématiques du langage à l’Université de Zurich et membre du PRN Evolving Language, son travail fournit aux projets de recherche PRN des validations de principes solides. Sa carrière illustre l’importance de l’interdisciplinarité en science, pour avoir une image complète.
Des mathématiques fondamentales…
Sebastian Krapp a toujours eu un goût pour les mathématiques. Alors qu’il finissait le lycée, un enseignant l’a convaincu d’aller étudier le sujet à l’Université d’Oxford. Là-bas, il a découvert l’algèbre et les mathématiques pures. « Je ne voulais pas cesser de chercher la raison derrière les choses, et c’est ainsi que j’ai fini dans le domaine des fondements mathématiques et de la logique », explique-t-il. « La seule chose plus profonde serait la philosophie », ajoute le chercheur en plaisantant à moitié.
Après avoir terminé son diplôme de master, il revient est revenu en Allemagne, à Constance, pour un doctorat en théorie des modèles. Le système académique germanique lui permettait d’immédiatement enseigner au niveau universitaire, ce qui lui plaisait.
Les opportunités en mathématiques fondamentales sont rares, mais par chance sa superviseuse a ouvert une position post-doctorale qu’il a pu obtenir, juste après son doctorat. Pendant 4 ans, il a travaillé sur la logique, et a exploré d’autres domaines scientifiques pour élargir sa vision. Un des gros projets qu’il a mené portait sur les fondements de l’intelligence artificielle. « C’était juste avant que le sujet soit cool ! », dit Sebastian, « même si le sujet était déjà en train de se développer dans la communauté scientifique. »
Il a travaillé sur des concepts comme la “définissabilité”, c’est-à-dire la capacité à exprimer un concept mathématique, comme une série de nombres, dans un langage simple. Bien que des séries semblent simples, elles sont en fait impossibles à décrire, comme les intervalles d’infinis par exemple.
Sebastian Krapp, chargé de cours en fondements mathématiques du langage © Université de Zurich
…Au langage
Mais qu’ont à faire les mathématiques fondamentales avec le langage ? « En considérant mon background en mathématiques pures, c’est un peu bizarre où je me suis retrouvé », rit Sebastian Krapp. Mais généralement, la logique mathématique traite de la formalisation du langage abstrait, qui implique la syntaxe et la sémantique.
« Autour de 2021/2022, c’est une étudiante, qui allait devenir plus tard ma doctorante, qui m’a initié à la théorie des langages formels », se souvient-il lorsqu’on lui demande ce qui l’a conduit sur cette voie. Elle lui a demandé des conseils sur un sujet de thèse de master à l’intersection entre la logique mathématique, l’algèbre et la science informatique théorique. « C’était un bon exemple d’une connexion surprenante entre deux domaines plutôt éloignés, la théorie formelle du langage et l’algèbre, qui traitent toutes deux d’objets abstraits formels. »
Il a rejoint le PRN Evolving Language comme chargé de cours en fondements mathématiques du langage à l’Université de Zurich, à l’Institut pour l’Étude Interdisciplinaire de l’Évolution du Langage (ISLE). Ce n’est pas très commun que des personnes d’autres domaines, surtout dans les sciences appliquées, comprennent l’importance de ces fondations. « J’ai de la chance de faire partie de l’ISLE, un institut avant-garde qui veut expliquer les fondements du langage, et qui construit de nouveaux modèles », note Krapp.
Dans le PRN Evolving Language
Le premier projet du professeur dans sa nouvelle position sur le langage a été avec le travail du professeur John Mansfield. Ce dernier avait créé un modèle informatique qui pouvait expliquer comment l’ordre des mots était déterminé dans un groupe nominal. Ce modèle était une explication possible parce que les simulations soutenaient la réalité, mais il lui manquait une validation de principe, c’est-à-dire une démonstration montrant qu’une idée spécifique, une méthode ou un produit est solidement fondée sur des mécanismes théoriques. « C’est ici que je suis intervenu », dit le chercheur. « On commence par le premier principe, et on exécute l’algorithme sur une feuille de papier, dans le but de prouver que les observations faites dans les simulations sont mathématiquement correctes. »
Sebastian Krapp est impliqué dans de nombreux projets du PRN, dont le WP Hierarchy. Une hiérarchie est une construction abstraite ; elle n’a pas de définition commune. « Nous voulons définir mathématiquement ce qu’est une hiérarchie, ce qui pourrait être utilisé pour harmoniser les règles du jeu et résoudre les désaccords entre scientifiques », explique-t-il.
Il accompagne aussi plusieurs doctorant-es, pour qu’ils aient des validations de principe sur leur projet. Il a récemment créé son propre groupe et accueilli ses premiers doctorants ! « J’aime aussi l’aspect managérial de la recherche, comme écrire des demandes de fonds… Je trouve gratifiant de voir que grâce à mon travail, des personnes peuvent mener à bien leur propre projet », commente Sebastian Krapp.
Mathématicien contre le monde
Dans le PRN Evolving Language, Sebastian Krapp interagit avec des personnes de différents domaines.
« Typiquement, les mathématiques pures sont un domaine isolé : il est courant que les mathématicien-nes évoluent dans leur petite bulle sans interagir avec le monde extérieur », dit le chercheur. « Je pense qu’il y a beaucoup de potentiel perdu. Les chercheur-ses en mathématiques fondamentales ne sont souvent pas conscient-es qu’ils-elles pourraient être utiles dans de la recherche interdisciplinaire. C’est parce qu’ils-elles pensent que travailler interdisciplinairement ne sera pas aussi bénéfique à leur travail qu’au travail de l’autre. « Mais il y a une façon dont les deux en bénéficient, je veux montrer que ce n’est pas une voie à sens unique », dit Sebastian Krapp. Dans les prochaines années, le chargé de cours souhaiterait rapprocher les mathématiques de l’ISLE.
Bien sûr, travailler de manière interdisciplinaire vient avec des difficultés, car chaque domaine a sa propre culture. Par exemple, Sebastian Krapp n’apprécie pas la culture de publication de certains autres domaines. Les mathématiques fondamentales suivent pour cela l’exemple des sciences humaines classiques, où le processus de publication d’un article peut prendre des années, ce qui laisse suffisamment de temps pour l’évaluation et la révision. « Dans certaines disciplines qui sont représentées ici, il y a des pressions externes à publier rapidement », dit le chercheur. « Ce n’est pas ma vision de la science. »
Sebastian Krapp aime aussi se confronter au vrai monde, en dehors des portes de l’université. « Une des raisons qui me fait aimer ce que je fais est que je m’implique dans la communication scientifique » dit-il. « Et quand quelque chose me passionne, j’aime en parler à des gens ! » Par exemple, il a mis en place des évènements de médiation dans les écoles. Beaucoup de personnes ont questionné ce choix, se souvient-il, mais pour lui la communication est enrichissante, surtout parce que tant de gens ont des expériences négatives avec les mathématiques, et il peut leur partager son enthousiasme.
