Jacob Barnett, couvert de poussière de craie, gribouille des équations complexes sur un tableau qui va du plancher au plafond à l’Institut Périmètre de physique théorique, en Ontario, au Canada.

Peu importe les sujets difficiles qu’il aborde – relativité générale, gravité forte, théorie des champs – il y a une catégorie de problèmes qui demeurent hors d’atteinte pour lui : ceux qui sont placés trop haut sur le tableau.

À 15 ans, Jacob n’est pas aussi grand que ses pairs à l’Institut Périmètre. Mais comme ses collègues plus âgés, il a un désir et une capacité sans limite de décoder les mystères les plus fondamentaux de l’univers.

Encore trop jeune d’un an pour avoir un permis de conduire, Jacob vient d’être admis dans le programme PSI (Perimeter Scholars International – Boursiers internationaux de l’Institut Périmètre). Ce programme innovateur de maîtrise en physique théorique, offert conjointement par l’Institut Périmètre et l’Université de Waterloo, attire à l’Institut Périmètre de jeunes physiciens exceptionnels du monde entier.

Comme il n’a pas terminé son baccalauréat, Jacob participe au programme PSI dans le cadre d’un programme de premier cycle d’« études indépendantes » de l’Université de Waterloo, qu’il mettra deux ans à compléter : le programme PSI pour la première année, et une recherche supervisée par un professeur pour la seconde année. Ensuite, il sera prêt à poursuivre des études de doctorat.

Jacob et ses parents ont passé des mois à visiter les universités les plus renommées d’Amérique du Nord et d’outremer, cherchant l’endroit parfait pour qu’il puisse poursuivre sa formation, puis ultimement faire un doctorat. Il avait reçu des offres des meilleures universités, et son cœur penchait pour Cambridge, jusqu’à ce qu’il mette les pieds à l’Institut Périmètre, centre indépendant de classe mondiale voué à la recherche, à la formation et à la diffusion de connaissances.

« C’était à l’évidence l’endroit par excellence pour faire de la physique théorique, affirme Jacob. Chacun ici est très concentré sur ce qu’il fait et y réussit très bien. Et il y a des équations dans les fenêtres, sur les tableaux, partout. » [traduction]

Et c’est ainsi qu’il s’est instantanément senti chez lui à l’Institut Périmètre.

Avant d’avoir 12 ans, Jacob avait transformé sa chambre en laboratoire de physique, avec des bureaux à dessus de verre sur lesquels il gribouillait constamment des équations, se couchant souvent sur le plancher pour écrire sur un petit coin libre de la surface inférieure du verre.

La même année, il a obtenu sa première subvention de recherche, qui a conduit à la publication de son premier article savant, intitulé Origin of maximal symmetry breaking in even PT-symmetric lattices et publié dans une importante revue de physique.

C’est de la physique avancée, du niveau d’études supérieures. Pour Jacob, c’est un jeu d’enfant. Il fait de la physique parce qu’il aime cela à la folie, depuis toujours.

« D’aussi loin que je me souvienne, j’examine le monde avec beaucoup d’intérêt » [traduction], dit-il.

Les membres de sa famille se rappellent que, lorsqu’il était bébé, il passait d’innombrables heures en silence à regarder les jeux d’ombre et de lumière dans leur maison de l’Indiana, apprenant rapidement à donner l’heure – à la minute près – simplement à partir de la position du soleil dans le ciel.

Alors qu’il portait encore des couches, il vidait des boîtes de céréales de leur contenu – pas pour le simple plaisir de faire du désordre, mais pour calculer à la décimale près le volume de chaque boîte. Dans l’auto, installé dans son siège pour enfant, il récitait les adresses de toutes les maisons devant lesquelles ils passaient, puis annonçait négligemment leur somme.

Avant qu’il ne puisse parler, il formait des matrices élaborées de fils colorés. Plus tard, ses parents se sont rendu compte que ces modèles géométriques étaient des équations écrites dans un genre de langage mathématique parallèle qu’il avait inventé.

D’une manière aussi inextricable que ses complexes réseaux de fils, l’histoire du génie de Jacob est intimement liée à celle de son autisme.

D’abord un enfant pétillant et affectueux, Jacob se réfugia soudainement dans le silence, passant des années sans communiquer et apparemment détaché de la réalité. Des enseignants spécialisés conseillèrent à ses parents, Kristine et Michael Barnett, de diminuer leurs attentes à l’égard de leur fils, leur disant qu’il pourrait bien ne jamais parler ou apprendre à lacer ses chaussures.

Refusant d’accepter ce sombre pronostic, Kristine retira son enfant du jardin d’enfants et s’engagea dans une approche d’école à la maison qui mettait l’accent sur la stimulation des intérêts de Jacob tels les modèles météorologiques et les nuits étoilées.

Son génie prodigieux devint tout à fait évident lorsque, encore trop jeune pour fréquenter l’école maternelle, Jacob se manifesta au cours d’une conférence publique d’astronomie et, à la stupéfaction de toutes les personnes présentes, fit remarquer avec justesse que les lunes de Mars sont de forme ovale parce que leur masse est trop faible pour que la gravité les façonne en forme de sphères.

Plus Jacob étudiait la physique, plus il sortait de l’exil intérieur de l’autisme.

À l’âge de 8 ans, il commença à assister à des cours de physique et de mathématiques à l’Université de l’Indiana. À l’âge de 12 ans, il était officiellement inscrit et suivait des cours du niveau de la maîtrise.

Après avoir complété la plupart des cours avancés de physique offerts à cet endroit, Jacob chercha à s’inscrire à un programme de doctorat d’une institution prestigieuse.

Il accompagna sa mère dans une tournée internationale – elle venait de publier L’étincelle : la victoire d’une mère contre l’autisme –, visitant par la même occasion des universités et des instituts de recherche.

Le dernier arrêt de cette tournée se situait à Toronto en juin dernier, ce qui permit à Jacob d’assister à un colloque sur la gravitation quantique à l’Institut Périmètre, non loin de là.

Il dit ensuite à sa mère : « J’ai trouvé ma place. » [traduction]

En août 2013, Jacob et 30 autres étudiants ont commencé le programme PSI, guidés par des chercheurs de calibre mondial de l’Institut Périmètre et d’ailleurs dans le monde.

Pour s’assurer que Jacob avait le niveau requis pour relever le défi du programme PSI, des chercheurs de l’Institut Périmètre lui ont donné comme devoirs plusieurs modules de cours de deuxième cycle universitaire, qu’il a rapidement complétés.

John Berlinsky, directeur des programmes d’enseignement de l’Institut Périmètre, dit que ses antécédents et sa compréhension de sujets avancés de physique théorique font de Jacob un candidat idéal pour le programme PSI, dont 125 jeunes scientifiques exceptionnels de 37 pays ont été diplômés au cours des quatre dernières années.

« Le programme PSI est taillé sur mesure pour permettre à des étudiants en début d’études supérieures d’explorer tout le spectre de la physique théorique, déclare M. Berlinsky. Jacob est clairement prêt à vivre cette expérience. » [traduction]

Jacob n’a pas encore décidé dans quel domaine il va concentrer ses recherches – gravitation quantique, théorie des cordes, cosmologie, physique des particules –, et cela, dit-il, fait partie du plaisir.

« Je m’intéresse à beaucoup de domaines. La physique est le fondement de la compréhension de la nature et de l’univers. Je veux tout essayer, décider de ma spécialité, puis me lancer dans ce domaine. » [traduction]

JACOB BARNETT

L’histoire de l’intelligence remarquable de Jacob est racontée dans le bestseller écrit par sa mère Kristine Barnett et publié en 2013 en français sous le titre L’étincelle : la victoire d’une mère contre l’autisme. Jacob est un enfant prodige doué d’une mémoire photographique et d’une compréhension étonnante de concepts complexes de mathématiques et de physique. Il a appris par lui-même l’analyse mathématique en deux semaines. À l’âge de 9 ans, il a commencé à travailler sur une théorie originale en astrophysique, et à l’âge de 12 ans, il est devenu un chercheur rémunéré en physique quantique. En août 2013, à l’âge de 15 ans, il s’est joint à 30 brillants jeunes scientifiques du monde entier comme étudiant du programme PSI (Perimeter Scholars International – Boursiers internationaux de l’Institut Périmètre).

LE PROGRAMME PSI

Le programme PSI (Perimeter Scholars International – Boursiers internationaux de l’Institut Périmètre) est un programme d’un an en physique théorique, de niveau maîtrise, conçu pour amener à la fine pointe de la physique théorique des étudiants diplômés très qualifiés et motivés, dans un milieu d’apprentissage intense et interactif. Sous la tutelle de certains des plus grands physiciens au monde, les étudiants du programme PSI sont plongés dans la culture internationale unique et l’ambiance dynamique d’un grand institut de recherche, l’Institut Périmètre de physique théorique, tout en obtenant un diplôme de maîtrise de l’Université de Waterloo.