Des physiciens viennent de publier une recherche qui remet en cause l’une des hypothèses les plus populaires de la science-fiction contemporaine : celle selon laquelle notre univers pourrait être une simulation informatique créée par une civilisation avancée. Leur conclusion est sans appel : la réalité transcende le calcul et ne peut en aucun cas être réduite à un algorithme, aussi sophistiqué soit-il. Cette étude, parue dans le Journal of Holography Applications in Physics, s’appuie sur des principes fondamentaux de logique et de théorie de l’information pour démontrer que certaines vérités de l’univers échappent par nature à toute computation. Une découverte qui redéfinit les limites de ce que la science peut espérer comprendre.
Une démonstration qui repose sur les limites des mathématiques
L’équipe de recherche menée par Mir Faizal, professeur adjoint à la faculté des sciences Irving K. Barber de l’Université de la Colombie-Britannique à Okanagan, n’avait pas pour objectif initial de briser les rêves des amateurs de science-fiction. Pourtant, en explorant les limites des mathématiques avec ses collègues Lawrence Krauss, Arshid Shabir et Francesco Marino, c’est exactement ce qu’ils ont accompli. Leur argument principal repose sur les travaux du logicien Kurt Gödel, qui a démontré qu’un système mathématique cohérent et suffisamment complexe contient toujours des affirmations vraies mais impossibles à prouver. Ces « vérités indécidables », selon les chercheurs, existent également en physique et constituent une limite fondamentale à notre compréhension computationnelle de l’univers.
Selon Faizal, « il existe des aspects de la réalité qui dépassent tout calcul fini ». Cela ne signifie pas qu’ils ne sont pas réels, précise-t-il, mais simplement qu’ils échappent à la computation. Les équations qui ont permis les avancées majeures de la physique moderne – celles décrivant la gravité, les particules quantiques ou l’espace-temps – reposent sur une infrastructure que les mathématiques ne peuvent jamais pleinement reconnaître : les limitations structurelles de l’existence elle-même. Cette conclusion remet en question la quête d’une « théorie du tout » capable d’unifier la relativité générale et la mécanique quantique, deux piliers de la physique moderne qui ne parviennent pas à s’accorder lorsqu’il s’agit de décrire des phénomènes extrêmes comme les trous noirs ou le Big Bang.
La Meta-Theory of Everything : intégrer l’incalculable
Pour illustrer leur propos, les chercheurs ont élaboré une expérience de pensée. Imaginons une théorie complète de la gravité quantique, capable en principe de décrire la totalité de l’univers à partir d’un ensemble d’axiomes ou de règles fondamentales. Dès que ces règles sont formulées, les théorèmes d’incomplétude de Gödel, ainsi que des résultats connexes d’Alfred Tarski et Gregory Chaitin, entrent en jeu. Ces travaux démontrent, chacun à leur manière, que la logique ne peut englober toutes les vérités. Face à cette impasse, l’équipe propose ce qu’elle appelle la Meta-Theory of Everything, ou MToE.
Ce cadre conceptuel introduit un ingrédient supplémentaire : un « prédicat de vérité » qui fait référence à des faits situés au-delà de la preuve formelle. Il s’agit essentiellement d’une compréhension non algorithmique, un type de connaissance qui ne peut être formulé ni dérivé par aucun calcul fini, étape par étape. Dans ce cadre, certains aspects mystérieux de la physique – comme les propriétés précises de l’intérieur des trous noirs ou l’émergence même de l’espace-temps – pourraient rester indécidables sous une description purement mathématique, tout en étant vrais et réels. Cette approche ne cherche pas à abandonner les mathématiques, mais à reconnaître qu’elles ne constituent qu’une partie de l’arsenal nécessaire pour comprendre la réalité dans toute sa complexité.
Des implications concrètes pour la physique moderne
Ces limites ne sont pas que philosophiques : elles touchent au cœur des énigmes les plus pressantes de la physique contemporaine. Prenons le paradoxe de l’information des trous noirs, qui interroge le devenir de l’information lorsqu’un trou noir s’évapore. Faizal et ses coauteurs avancent que cette question pourrait précisément être l’une de ces interrogations indécidables : les détails existent peut-être, mais pourraient ne jamais être calculables. Cette perspective offre une nouvelle manière d’aborder des problèmes qui résistent depuis des décennies aux tentatives de résolution mathématique classique.
Les chercheurs établissent également un lien avec la conscience humaine. Certains philosophes, comme Roger Penrose, soutiennent depuis longtemps que la conscience ne peut être réduite à des algorithmes. Si les humains peuvent reconnaître des vérités qu’aucune machine ne peut calculer, alors peut-être que la pensée humaine fonctionne de manière similaire à l’univers : de façon non algorithmique. Cette idée ne confère pas un caractère mystique à l’univers, mais reconnaît que le raisonnement lui-même peut comporter différentes couches – l’une que les machines peuvent simuler, l’autre qui pourrait être proprement humaine. Comme le souligne Lawrence Krauss, coauteur de l’étude : « Les lois fondamentales de la physique ne peuvent exister à l’intérieur de l’espace et du temps ; elles le créent. Cela signifie que toute simulation, qui doit être utilisée dans un cadre computationnel, ne pourrait jamais exprimer pleinement l’univers véritable. »
L’hypothèse de la simulation définitivement écartée
Cette recherche constitue également une réfutation directe de l’hypothèse de la simulation, populaire dans les cercles de la science-fiction et même parmi certains technologues, qui suggère que notre monde pourrait être un programme informatique élaboré créé par une civilisation avancée. Selon Faizal, « si l’univers était simulé, alors ses règles devraient être algorithmiques. Mais puisque nous avons démontré que la nature fondamentale de la réalité doit être non algorithmique, alors l’univers ne peut pas être simulé. » En d’autres termes, aucun superordinateur, quelle que soit sa puissance, ne pourrait jamais modéliser l’univers dans son intégralité.
Bien que les équations décrivant le comportement de particules individuelles ou de galaxies continuent de fonctionner, elles ne révéleront jamais tous les secrets de l’existence, car la réalité n’est tout simplement pas écrite en code informatique. La structure la plus fondamentale de la réalité n’est pas calculable. Cette conclusion pourrait sembler décourageante pour certains scientifiques, mais Faizal y voit au contraire une raison de s’émerveiller : « Comprendre qu’il existe des limites ne met pas fin à la science. Cela lui donne une nouvelle direction. Cela suggère que la nature est plus vaste que n’importe quelle équation. » Cette perspective humanise la science en reconnaissant que certains mystères resteront peut-être à jamais hors de portée de la computation pure.
Conséquences pour l’intelligence artificielle et la technologie
Les implications pratiques de cette recherche dépassent largement le cadre théorique. Pour les physiciens et philosophes, cela signifie que la recherche d’une « théorie du tout » doit s’élargir au-delà du développement de mathématiques pures et explorer de nouvelles formes de raisonnement, peut-être même établir des liens avec les travaux sur la cognition et la conscience. Les scientifiques devront repenser leur approche des trous noirs, des théories de la gravité quantique et de la nature même de l’information.
Pour la technologie et l’intelligence artificielle, les conséquences sont plus humbles mais tout aussi importantes. Si certaines parties de la réalité et de la pensée sont fondamentalement non algorithmiques, alors aucune IA, aussi avancée soit-elle, ne pourra jamais simuler complètement la compréhension humaine. Cette reconnaissance pourrait orienter vers un développement plus éthique et réaliste des systèmes intelligents, qui respecte les limites de la computation. Plutôt que de diminuer l’univers, c’est justement cette profondeur inconnaissable qui, selon les chercheurs, le rend magnifique. La recherche nous rappelle que certains éléments de l’existence résisteront peut-être toujours à leur capture sous forme de données.
Source : Thebrighterside.news
Pour aller plus loin, retrouvez l’étude sur : Journal of Holography Applications in Physics.
