Les mathématiques affirment que l'univers n'est pas une simulation

Des chercheurs soutiennent qu'un plafond mathématique rend toute simulation parfaite impossible

Ces affirmations et la réaction plus large du public ont été résumées dans une série de points de presse et de couvertures médiatiques liées à la publication de l'article.

Pourquoi l'indécidabilité logique est importante pour la physique

Pour dire les choses simplement, Gödel a montré que dans tout système formel suffisamment expressif, il existe des énoncé vrais que le système ne peut pas prouver. Tarski a démontré que certaines notions sémantiques ne peuvent être définies de l'intérieur d'un système, et Chaitin a apporté la théorie de l'information à l'ensemble en montrant que de nombreuses chaînes sont aléatoires d'un point de vue algorithmique — sans description algorithmique plus courte que la chaîne elle-même. Les auteurs de l'article soutiennent que lorsque l'on tente de construire l'espace-temps et les lois physiques à partir d'un socle purement algorithmique, ces types de limites se transmettent : on rencontrera des caractéristiques réelles du monde qui résistent à la dérivation algorithmique. Selon eux, cela bloque la possibilité d'une simulation algorithmique complète et cohérente de la réalité.

Comment interpréter cette affirmation — et ses limites

Deux réserves importantes sont à garder à l'esprit. Premièrement, il s'agit d'un argument théorique et mathématique sur ce que le calcul peut et ne peut pas faire sous certaines hypothèses formelles. Il ne pointe pas vers une anomalie empirique dans les données qui permettrait d'infirmer l'hypothèse de la simulation en laboratoire. Deuxièmement, tout argument de ce type repose sur des choix de modélisation : la manière dont vous formalisez la gravité quantique, ce que vous considérez comme un « algorithme » et si vous autorisez dans le simulateur des fonctionnalités qui sortent du cadre du calcul conventionnel. Si vous modifiez ces prémisses, la conclusion pourrait ne plus s'appliquer.

Les voix du scepticisme — et pourquoi elles comptent

Même avant cet article, de nombreux physiciens et philosophes ont averti que l'hypothèse de la simulation est un mélange complexe d'ingénierie, de métaphysique et de probabilités. Les sceptiques soulignent que passer d'une indécidabilité formelle à une impossibilité ontologique exige de la prudence : l'indécidabilité mathématique s'applique à des systèmes formels particuliers, mais la nature n'est pas nécessairement liée à ces mêmes limites syntaxiques. Certains commentateurs notent également le problème de longue date selon lequel les arguments de simulation peuvent être organisés pour échapper à toute réfutation en stipulant le comportement du simulateur : un simulateur omniscient pourrait cacher n'importe quelle signature révélatrice. Ces inquiétudes conceptuelles restent pertinentes même si le nouveau résultat mathématique est correct.

Cela met-il fin au débat sur la simulation ?

Pas entièrement. Ce que ce nouveau travail propose est une réfutation formelle solide d'une hypothèse courante derrière de nombreuses affirmations de simulation, à savoir que toutes les caractéristiques du monde sont en principe réductibles aux étapes d'un calcul. Si vous acceptez les prémisses et les étapes techniques de l'article, alors une simulation entièrement algorithmique est impossible. Mais la question culturelle plus large — à savoir si une autre sorte de « simulation » ou d'ontologie stratifiée pourrait être vraie — est plus résiliente. On peut toujours postuler des simulateurs fonctionnant par des moyens non algorithmiques, ou limitant ce qu'ils tentent de reproduire. En d'autres termes, la conversation se déplace : au lieu de demander si une simulation est possible en pratique, on se demande quels types de modèles métaphysiques sont compatibles avec les mathématiques et la physique actuelles.

Pourquoi cela compte au-delà des spéculations de fin de soirée

L'article aborde des questions ayant des conséquences intellectuelles immédiates. Il s'oppose à la tendance consistant à traiter l'information et le calcul comme la matière première de la réalité — une approche qui a connu des succès, mais qui, selon ce travail, ne peut constituer le dernier mot. Cela importe également pour la manière dont les scientifiques et les technologues formulent des affirmations ambitieuses sur l'avenir de la simulation, des mondes virtuels et de l'intelligence artificielle. S'il existe des limites de principe sur ce que les systèmes algorithmiques peuvent représenter, alors certains types d'explications scientifiques ou de conscience synthétique pourraient être fondamentalement hors de portée pour toute stratégie fondée sur la simulation.

Les suites pour la recherche scientifique

Comme pour toute affirmation théorique ambitieuse, un examen plus approfondi est inévitable. D'autres chercheurs sonderont les hypothèses formelles de l'article, testeront si les réductions mathématiques correspondent correctement aux modèles physiques et exploreront si des versions plus faibles ou alternatives de la « simulation » survivent à la critique. C'est ainsi que la physique théorique progresse : une proposition mathématique audacieuse ouvre une ligne de débat qui soit renforce notre confiance dans le résultat, soit identifie les prémisses précises par lesquelles il échoue.

Pour l'instant, l'article accomplit quelque chose d'utile : il impose une distinction plus nette entre deux questions que l'on confond souvent — si nous pourrions construire des mondes simulés convaincants, et si le type de réplication algorithmique totale impliqué par une hypothèse de la simulation littérale est mathématiquement admissible. Selon la lecture actuelle des auteurs, à tout le moins, cette seconde question reçoit une réponse négative. Quant à savoir si cela tranche le débat métaphysique plus large, cela dépendra de la physique, de la philosophie et du temps.

— James Lawson, Dark Matter