L’Univers est-il une Simulation ? Les scientifiques débattent

NEW YORK – L’univers n’est-il qu’une simulation énorme et incroyablement complexe? Si oui, comment pourrions-nous le savoir et que signifierait cette connaissance pour l’humanité?

Ce sont les grandes questions qu’un groupe de scientifiques, ainsi qu’un philosophe, ont abordées le 5 avril lors du 17e débat annuel Isaac Asimov ici à l’American Museum of Natural History. L’événement rend hommage à Asimov, l’écrivain visionnaire de science-fiction, en invitant des experts dans divers domaines à discuter de questions urgentes aux frontières scientifiques.

Neil deGrasse Tyson, directeur du planétarium Hayden du musée et hôte de l’événement de cette année, a invité cinq intellectuels sur la scène pour partager leurs points de vue uniques sur le problème: Zohreh Davoudi, physicienne nucléaire au Massachusetts Institute of Technology (MIT); Max Tegmark, cosmologiste au MIT dont le récent livre sonde l’univers en tant que mathématiques; James Gates, physicien à l’Université du Maryland qui a découvert d’étranges codes correcteurs d’erreurs profondément dans les équations de la supersymétrie; Lisa Randall, physicienne à l’Université Harvard, pense que la question de la simulation est plus ou moins hors de propos; et David Chalmers, philosophe à l’Université de New York, qui interroge régulièrement la réalité que perçoivent les esprits conscients.

Comment pouvons-nous le dire?

L’humanité pourrait ne jamais être en mesure de prouver avec certitude si l’univers est simulé, a déclaré Chalmers.

“Il n’y aura certainement pas de preuve expérimentale concluante que nous ne sommes pas dans une simulation”, a-t-il déclaré au début du débat. “Toute preuve que nous pourrions obtenir serait simulée!”

Mais d’autres panélistes ont dit que, si l’univers simulé a des limitations physiques similaires à notre univers réel perçu — dans lequel quelque chose d’infiniment compliqué ne peut être modélisé sans ressources infinies — des signes de raccourcis et d’approximations peuvent se cacher dans notre propre monde, la façon dont une image se décompose en pixels constitutifs lorsque vous vous approchez suffisamment d’un écran.

Davoudi a proposé un moyen possible de repérer l’un de ces raccourcis: en étudiant les rayons cosmiques, les particules les plus énergétiques que les scientifiques aient jamais observées. Les rayons cosmiques apparaîtraient subtilement différents si l’espace-temps était formé de minuscules morceaux discrets — comme ces pixels d’ordinateur — par opposition à des bandes continues et intactes, a-t-elle déclaré.

Pour que l’univers soit simulé de cette manière, il faudrait qu’il soit calculé — ce qui signifie qu’il serait essentiellement mathématique. Le livre récent de Tegmark, “Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality” (Deckle Edge, 2014), se concentre sur les raisons pour lesquelles l’univers semble si étroitement lié aux mathématiques.

“Plus j’en ai appris plus tard, en tant que physicien, plus j’ai été frappé par le fait que, lorsque vous approfondissez le fonctionnement de la nature, que vous regardez tous comme un groupe de quarks et d’électrons si vous regardez comment ces quarks se déplacent, les règles sont entièrement mathématiques, pour autant que nous puissions le dire”, a déclaré Tegmark. S’il était un personnage dans un jeu vidéo ou une simulation, il commencerait à réaliser que les règles étaient rigides et mathématiques de cette manière, a déclaré Tegmark.

Alors que Davoudi a proposé de rechercher des preuves concrètes du calcul dans la nature, Gates, un physicien qui travaille sur la théorie des supercordes (un effort pour décrire toutes les particules et forces de l’univers avec des équations impliquant de minuscules chaînes super-symétriques vibrantes), a trouvé quelque chose de suspect comme le calcul dans les équations théoriques qui régissent le fonctionnement de l’univers.

Il a découvert ce qui ressemblait à des codes correcteurs d’erreurs, qui sont utilisés pour vérifier et corriger les erreurs introduites par le processus physique de l’informatique. Trouver ce type de code dans un univers qui n’est pas calculé est “extrêmement improbable”, a déclaré Gates.

“Les codes correcteurs d’erreurs sont ce qui fait fonctionner les navigateurs, alors pourquoi étaient-ils dans les équations que j’étudiais sur les quarks, les leptons et la supersymétrie?” dit-il. “C’est ce qui m’a amené à cette prise de conscience très dure que je ne pouvais plus dire que des gens comme Max sont fous.”

” Ou, autrement dit, si vous étudiez la physique assez longtemps, vous pouvez vous aussi devenir fou”, a-t-il ajouté.

Mais Randall a noté qu’un univers dans lequel les erreurs pouvaient se propager se décomposerait rapidement. N’est-il donc pas logique, dit-elle, que l’univers stable dans lequel nous nous trouvons puisse intégrer ce type de rétroaction? Les chercheurs ont souligné qu’un processus de correction d’erreur similaire fonctionne lors de la réplication de l’ADN; les organismes dont le matériel génétique a été trop mutilé ne survivraient pas.

Types de simulation

Le débat a également examiné différentes simulations possibles et les effets qu’elles auraient sur notre monde. Par exemple, Tegmark a discuté d’un célèbre argument du philosophe Nick Bostrom sur le “monde en tant que simulation”: S’il est possible de simuler un univers dans notre monde, et que l’humanité s’en occupe, il est beaucoup plus probable que nous soyons dans une simulation que dans la vraie vie — il y aurait beaucoup plus de personnes simulées “en existence” que de vraies personnes.

Mais l’argument frappe Tegmark comme imparfait. D’une part, demanda-t-il, qu’est-ce qui empêcherait une chaîne infinie d’univers simulant chacun un autre en dessous ?

Un univers simulant le nôtre utilisait une physique différente de celle de notre univers, ou contenait un être actif changeant la simulation au fur et à mesure (plutôt que d’être un univers exécuté à partir de principes premiers, comme dans les simulations construites par Davoudi), la question deviendrait: à quel point pourrions-nous comprendre le plus grand univers de l’intérieur du nôtre? En d’autres termes, ce serait comme le personnage de jeu vidéo de Tegmark essayant de comprendre le système d’exploitation sur lequel fonctionne son jeu.

Chalmers a ajouté que, si la simulation était parfaite, il serait impossible d’obtenir des informations sur le monde extérieur. Ce n’est que s’il était bogué, ou interactif, que nous pourrions découvrir quoi que ce soit à ce sujet. Mais il “refuserait d’adorer” le créateur de la simulation, quelle que soit son origine, a déclaré Chalmers.

Gates a souligné qu’une telle simulation signifierait que la réincarnation était possible — la simulation pourrait toujours être exécutée à nouveau, ramenant tout le monde à la vie.

“Cela commence à briser une barrière très drôle entre ce que les gens pensent souvent être le conflit entre la science et la foi”, a-t-il déclaré.

“Si vous n’êtes pas sûr, à la fin de la nuit, que vous soyez réellement simulé ou non, mon conseil est d’aller là-bas et de vivre des vies vraiment intéressantes, et de faire des choses inattendues, afin que les simulateurs ne s’ennuient pas et ne vous arrêtent pas”, a déclaré Tegmark. Comment les ordinateurs Simulent l’Univers (Infographie))

Qu’est-ce que cela signifierait

Une fois pressés, la plupart des chercheurs ont donné leurs prédictions sur la probabilité du scénario de simulation du monde. Davoudi ne devinerait pas, Tegmark a dit que c’était 17 pour cent probable, Gates a dit qu’il y avait juste 1 pour cent de chance, Randall a dit effectivement zéro et Chalmers a dit 42 pour cent. (Ces estimations reflétaient une probabilité légèrement plus élevée que les suppositions qu’elles donnaient juste avant le débat.)

Tyson a comparé comprendre l’univers à essayer de comprendre les règles d’un jeu d’échecs en regardant simplement les pièces, comme décrit à l’origine par le célèbre physicien Richard Feynman. “Assez facilement, vous pouvez dire: “Eh bien, cette pièce se déplace de cette façon; celle-ci se déplace en diagonale. Tu comprends ça “, a déclaré Tyson. ” Mais plus tard, ce petit morceau qui a sauté deux atteint l’autre extrémité de la planche et devient un tout autre morceau! C’est un peu bizarre. C’est rare, mais cela arrive, et c’est une règle importante du jeu que, la plupart du temps, vous ne voyez pas. Je me demande donc, à quel point un jeu d’échecs sans le manuel d’instructions est-il l’univers même dans lequel nous vivons?”

La question de l’univers en tant que simulation pourrait porter plus fondamentalement sur la mesure dans laquelle les humains peuvent comprendre leur univers de l’intérieur — cet objectif est beaucoup plus essentiel que d’aller au fond de la question de la simulation, ont convenu les chercheurs.

“Nous ne connaissons pas la réponse, et nous continuons à faire de la science jusqu’à ce qu’elle échoue”, a déclaré Randall.

Penser le monde comme une simulation n’est utile que dans la mesure où elle suggère des moyens intéressants d’explorer le monde scientifiquement, ou encourage les scientifiques à perfectionner leurs compétences d’observation, a-t-elle ajouté.

“Dans la mesure où cela nous incite à poser des questions intéressantes qui valent certainement la peine d’être posées, à voir quelle est l’étendue des lois de la physique telles que nous les comprenons”, a déclaré Randall. “Nous essayons de le comprendre dans la mesure du possible.”

Vous pouvez regarder l’ensemble du débat sur YouTube (et intégré ci-dessus), gracieuseté du Musée américain d’histoire naturelle.

Envoyez un courriel à Sarah Lewin à [email protected] ou suivez-la @SarahExplains. Suivez-nous sur , Facebook et Google+. Article original sur Space.com.