Une équipe de physiciens du Canada, des États-Unis, du Royaume-Uni et de l’Italie a démontré mathématiquement que notre Univers repose sur un type de compréhension qui existe au-delà de la portée de tout algorithme.
« Il a été suggéré que l’Univers pourrait être simulé », a déclaré le Dr Mir Faizal, physicien à l’Université de la Colombie-Britannique Okanagan.
« Si une telle simulation était possible, l’Univers simulé pourrait lui-même donner naissance à la vie, qui à son tour pourrait créer sa propre simulation. »
« Cette possibilité récursive rend très improbable que notre Univers soit celui d’origine, plutôt qu’une simulation imbriquée dans une autre simulation. »
«On pensait autrefois que cette idée était hors de portée de la recherche scientifique.»
« Cependant, nos recherches récentes ont démontré que ce problème peut en fait être résolu scientifiquement. »
« Nos recherches s’appuient sur une propriété fascinante de la réalité elle-même. »
« La physique moderne est allée bien au-delà des « trucs » tangibles de Newton qui rebondissaient dans l’espace. La théorie de la relativité d’Einstein a remplacé la mécanique newtonienne. La mécanique quantique a encore transformé notre compréhension. «
La théorie de pointe actuelle – la gravité quantique – suggère que même l’espace et le temps ne sont pas fondamentaux. Ils émergent de quelque chose de plus profond : l’information pure.
« Cette information existe dans ce que les physiciens appellent un royaume platonicien – un fondement mathématique plus réel que l’univers physique que nous expérimentons. C’est de ce royaume que l’espace et le temps eux-mêmes émergent. »
Les auteurs ont démontré que même cette base basée sur l’information ne peut pas décrire complètement la réalité en utilisant uniquement le calcul.
Ils ont utilisé de puissants théorèmes mathématiques – notamment le théorème d’incomplétude de Gödel – pour prouver qu’une description complète et cohérente de tout nécessite ce qu’ils appellent une compréhension non algorithmique.
« Pensez-y de cette façon. Un ordinateur suit des recettes, étape par étape, quelle que soit leur complexité. Mais certaines vérités ne peuvent être comprises que par une compréhension non algorithmique – une compréhension qui ne découle d’aucune séquence d’étapes logiques », ont-ils déclaré.
« Ces vérités gödeliennes sont réelles, mais impossibles à prouver par calcul. »
« Voici un exemple de base utilisant la déclaration : Cette déclaration vraie n’est pas prouvable. »
« Si cela était prouvable, ce serait faux, ce qui rendrait la logique incohérente. Si ce n’est pas prouvable, alors c’est vrai, mais cela rend tout système essayant de le prouver incomplet. Quoi qu’il en soit, le calcul pur échoue. »
« Nous avons démontré qu’il est impossible de décrire tous les aspects de la réalité physique à l’aide d’une théorie informatique de la gravité quantique », a déclaré le Dr Faizal.
« Par conséquent, aucune théorie physiquement complète et cohérente de tout ne peut être dérivée du seul calcul. »
« Cela nécessite plutôt une compréhension non algorithmique, qui est plus fondamentale que les lois informatiques de la gravité quantique et donc plus fondamentale que l’espace-temps lui-même. »
« Puisque les règles informatiques du domaine platonicien pourraient, en principe, ressembler à celles d’une simulation informatique, ce domaine lui-même ne pourrait-il pas être simulé ? »
« Non. Mais notre travail révèle quelque chose de plus profond. »
« En nous appuyant sur des théorèmes mathématiques liés à l’incomplétude et à l’indéfinissabilité, nous démontrons qu’une description pleinement cohérente et complète de la réalité ne peut être obtenue par le seul calcul. »
« Cela nécessite une compréhension non algorithmique, qui par définition dépasse le calcul algorithmique et ne peut donc pas être simulée. Par conséquent, cet Univers ne peut pas être une simulation. »
Selon l’équipe, les résultats ont de profondes implications.
« Les lois fondamentales de la physique ne peuvent pas être contenues dans l’espace et le temps, car elles les génèrent », a déclaré le Dr Lawrence M. Krauss, chercheur à la Fondation Origin Project.
« Cependant, on espère depuis longtemps qu’une théorie véritablement fondamentale du tout pourrait éventuellement décrire tous les phénomènes physiques grâce à des calculs fondés sur ces lois. »
« Pourtant, nous avons démontré que cela n’est pas possible. Une description complète et cohérente de la réalité nécessite quelque chose de plus profond : une forme de compréhension connue sous le nom de compréhension non algorithmique. »
« Toute simulation est intrinsèquement algorithmique : elle doit suivre des règles programmées », a déclaré le Dr Faizal.
« Mais puisque le niveau fondamental de la réalité repose sur une compréhension non algorithmique, l’Univers ne peut pas être, et ne pourra jamais être, une simulation. »
