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Notre monde est-il une simulation d'ordinateur? 

Distribution de la lumière.

Distribution de la lumière.

Martin Lessard

La semaine dernière, Neil DeGrasse Tyson, le célèbre animateur de l'émission Cosmos, animait un débat entre scientifiques sur une étrange question : « Est-ce que notre univers serait une simulation d'ordinateur? (Nouvelle fenêtre) »

Les philosophes se posent une question similaire depuis 2000 ans. Si nos sens sont nos seuls accès à la réalité, comment pouvons savoir hors de tout doute qu'ils nous disent la vérité sur ce qui nous entoure?

L'hypothèse d'un monde simulé par ordinateur est similaire : serions-nous dans un univers semblable à ceux du film La matrice ou du jeu Les Sims?

Neil DeGrasse Tyson a demandé aux cinq panellistes (quatre physiciens et un philosophe) de quelle façon il serait possible de nous rendre compte de cette illusion.

Simulations en laboratoire

Depuis peu, nous avons accès à des ordinateurs capables de simuler des portions de notre réalité à certaines échelles :

Devant de si fabuleuses simulations, la question s'est alors posée : si nous disposions de moyens plus puissants, ou en l'occurrence si une civilisation extraterrestre beaucoup plus avancée avait les capacités pour simuler un véritable univers complet, se pourrait-il que nous soyons le résultat d'une de leurs simulations?

Si nous regardons tout au bas de l'échelle de la matière, dans l'infiniment petit, au niveau des quarks et des photons, ces particules encore plus petites que les atomes et les électrons, nous voyons qu'il existe des règles mathématiques très strictes qui gouvernent notre réalité : la physique quantique.

En physique quantique, tout se résume à des équations mathématiques. Aussi étrange que le monde quantique puisse l'être (des particules peuvent être à deux endroits à la fois), les équations expliquent parfaitement et entièrement ce qu'on y découvre.

Si les mathématiques collent si bien à la réalité, et que les ordinateurs manipulent si bien les mathématiques, il n'y a qu'un pas à franchir pour émettre l'hypothèse que notre réalité serait une simulation.

Reste à trouver comment nous pourrions le savoir.

Les limites du simulateur

Une déclinaison de l'univers à partir du simulateur.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Une déclinaison de l'univers à partir du simulateur.

La première chose à chercher, ce sont les traces des limites du programme qui simulerait notre univers.

L'hypothèse tient pour acquis que ce simulateur d'univers utilise des ressources et de l'énergie en quantité finie -- comme c'est le cas pour nos propres simulateurs.

Quand nous gérons notre budget, qui n'est malheureusement pas infini, nous devons faire des choix. Le simulateur doit, tôt ou tard, faire des choix aussi. Ces choix sont les limites dont il nous faut trouver les traces.

Prenons des exemples pour illustrer ce concept de traces des limites.

1. Les pixels de la photo

Si nous zoomons sur une photo, nous voyons apparaître, à un moment, des pixels. Ces petits carrés de couleurs sont des traces de la limite de la résolution de la photo.

Pour ne pas voir les pixels, il faudrait une image avec une résolution infinie! Mais plus l'image est en haute résolution, plus elle prend de la place sur le disque dur. La limite, ici, est l'espace disponible sur le disque dur. Du coup, par manque d'espace, la résolution de l'image est nécessairement limitée.

Cette limite du disque dur laisse donc des traces sur la photo sous forme de pixels quand nous zoomons.

2. Arrondir Pi

Un simulateur vintage pour calculer la valeur de Pi.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Un simulateur vintage pour calculer la valeur de Pi.

En informatique, la précision est donnée par la capacité de la machine. Si nous calculons le nombre Pi, qui se trouve dans tout ce qui est circulaire ou sphérique, il faut faire une approximation, car le nombre de chiffres après la virgule de Pi est infini.

Pi est souvent arrondi à 3,1416, une approximation à 4 chiffres après la virgule. Mais si Pi est arrondi à 6 chiffres, le nombre devient 3,141593. La différence entre les deux nombres arrondis donne un jeu de sept millionième. Peu importe de quelle façon nous arrondissons le nombre (la liste du premier million de chiffres après la virgule se trouve ici (Nouvelle fenêtre)), nous serons limités par la mémoire vive, qui elle, n'est pas infinie.

Ce type d'approximation est une trace de la limite d'un ordinateur.

Trouver les traces des défauts du simulateur

Un simulateur doit assurément tourner les coins ronds s'il est limité -- s'il n'était pas limité, il n'y aurait pas moyen de trouver de traces.

Une de ses traces, a dit une chercheuse sur le panel, peut être trouvée en examinant les rayons cosmiques.

Un rayon cosmique est une particule à très haute énergie venant de l'autre bout de l'Univers et qui file presque à la vitesse de la lumière.

En analysant minutieusement les rayons cosmiques dans l'infiniment petit, nous serions peut-être en mesure de remarquer les traces des limites de l'hypothétique simulateur.

Pensons au trait d'un beau cercle sur un écran HD, ou mieux, sur un écran 4K. À distance, la courbe du cercle est parfaitement lisse. Elle suit l'équation qui de la circonférence d'un cercle (2*PI*r).

La courbe en escalierAgrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

La courbe en escalier qui apparaît lorsqu'on la voit de très près découle de la trame de pixels sur l'écran.

Mais en nous rapprochant très près de l'écran, nous pouvons voir que la courbe épouse la forme d'un escalier. Est-ce un résultat de l'équation qui décrit la circonférence d'un cercle? Non. La courbe en escalier qui apparaît découle de la trame de pixels sur l'écran.

Les chercheurs espèrent découvrir un effet similaire avec les particules cosmiques. Serait-il possible de trouver, à très petite échelle, un effet engendré par les limites du simulateur?

Pour découvrir si l'Univers est une simulation d'ordinateur, il existe un document de recherche qui élabore des paramètres à observer (Nouvelle fenêtre)

Alors, avons-nous trouvé la réponse?

Ce n'est pas aussi simple à prouver. Les instruments d'aujourd'hui ne sont pas encore assez précis pour observer ces hypothétiques traces.

Rien n'indique clairement que nous serions dans un monde simulé. Mais rien n'indique le contraire non plus.

C'est ce qui est beau avec la science. Ce n'est pas une question de croyance, mais de faits et de preuves.

Sur le panel, tous les scientifiques étaient sceptiques quant à cette hypothèse que notre monde serait une simulation. La science ne peut donner de réponse que sur ce qui est mesurable et vérifiable.

Selon eux, « à une hypothèse extraordinaire, il faut des preuves extraordinaires », et personne ne les a encore trouvées!

Il y a un an, nous ne savions pas détecter les ondes gravitationnelles. Peut-être saurons-nous demain détecter les limites du supposé ordinateur qui simulerait notre monde.

D'ici là, comme l'a dit Neil DeGrasse Tyson à la fin du panel, ça ne nous empêche pas de rêver!

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