La sensibilité de l'être humain aux formes géométriques signe-t-elle sa singularité ?

GaliléeGalilée disait que l'universunivers est écrit en langue mathématique. Ainsi ses caractères seraient des triangles, des cercles et d'autres formes géométriques. Selon une étude empirique de neurosciences signée par le doctorant Mathias Sablé-Meyer, de l'Université Paris-Saclay (PSL), Collège de France, l'espère humaine serait, peut-être, la seule à l'appréhender de cette manière, grâce à son langage de pensée « symbolique ». À travers l'histoire, de la plus ancienne gravuregravure attribuée à Homo sapiensHomo sapiens -- des lignes parallèles datant de 73.000 ans -- aux maisons dessinées par les enfants modernes dès leur plus jeune âge, les chercheurs ont également pu constater que cette caractéristique serait universelle chez l'Homme. Mais quid des autres primates ? 

Une équipe de chercheurs de NeuroSpin -- le centre de recherche sur l'imagerie cérébrale du CEA dirigé par le neuroscientifique Stanislas Dehaene -- a mené une expérience montrant « que des intuitions de géométrie sont présentes chez les humains, mais absentes chez les babouins », affirme l'étude publiée fin avril dans les Proceedings de l'Académie américaine des sciences. L'expérience consiste à trouver l'intrus parmi six formes géométriques simples -- des quadrilatères --, dont une seule a une irrégularité, comme un côté un peu plus long, une erreur de parallélisme ou un angle différent. Puis à répéter l'opération, toujours avec un quadrilatère, mais de plus en plus complexe.

Enfants de maternelle 

Elle exploite l'effet de régularité géométrique, qui postule que l'on repère l'intrus d'autant plus simplement et rapidement que la forme examinée est une figure régulière, comme un carré. Et qu'inversement, il est plus difficile de le repérer quand la figure est plus compliquée, en passant du losange au trapèze, jusqu'à un quadrilatère irrégulier, c'est-à-dire sans angle droit ni côtés identiques ou parallèles. Typiquement l'humain testé trouve quasiment toujours l'intrus parmi des carrés. Son taux d'erreur monte à 40 % avec un quadrilatère irrégulier.

Avec la collaboration de Joël Fagot, du laboratoire de psychologie cognitive du CNRS (Université Aix-Marseille), des babouins ont été entraînés à ce jeu. Avec d'excellents résultats dans le cas d'images non-géométriques, comme une cerisecerise rouge à distinguer au milieu de tranches de pastèquepastèque. Mais dès qu'ils sont passés à des formes géométriques, « leurs performances se sont effondrées », selon l'étude. « Les babouins se trompent partout, quelles que soient les formes », a expliqué à l'AFP Mathias Sablé-Meyer.

Facile, diront les sceptiques. Les adultes réussissent mieux que les babouins car ils ont retenu leurs leçons de géométrie. Et non ! Car même s'ils sont moins efficaces à la tâche, on observe le même effet de régularité géométrique chez des enfants de maternelle, à peine sortis de l'âge où l'on joue au cube, et chez ceux de première année d'école primaire.

L'effet de régularité géométrique, postule que plus une forme est régulière, plus elle est examinée facilement et rapidement. Il apparait dès la maternelle chez l'humain © Oksana Kuzmina, Adobe Stock

Nomades de Namibie

Encore facile, diront les plus sceptiques, les enfants testés ayant des rudiments de géométrie, et vivant dans un univers fait de lignes et d'angles ont forcément plus de capacité. Et encore raté. Les chercheurs, avec l'aide de Serge Caparos, du département de psychologie de Paris-8 Nanterre, ont aussi fait passer le test à des adultes Himbas, un peuple pastoral du nord de la Namibie. Et les résultats sont comparables à ceux des jeunes enfants français.

Pourtant « on sait qu'ils n'ont pas de noms pour les formes géométriques, ni d'éducation formelle sur leurs propriétés », rappelle M. Sablé-Meyer. De plus, les nomades de Namibie, vivent de surcroît dans un environnement non-charpenté, libre de formes géométriques, souligne l'étude, qui met en regard celui des babouins testés, qui eux « ont grandi dans un environnement de laboratoire, très construit ».

Les chercheurs en concluent que l'humain dispose d'une capacité d'abstraction symbolique, un langage utilisant des notions comme l'angle droit ou le parallélisme, qui lui est propre. Ils ont confirmé leur proposition en utilisant deux modèles d'intelligence artificielle. Le premier, qui « copie superficiellement la structure du cortex visuel », -- lié à des tâches de perception --, prédit plutôt bien le comportement des babouins. Mais pour rendre compte de celui des humains, il faut passer par un deuxième, en le nourrissant « d'informations symboliques, des principes de géométrie euclidienne ».