Redéfinir le tissu de la réalité : les preuves croissantes d’un univers simulé

De nouvelles recherches sur l’entropie de l’information pourraient apporter la preuve de la théorie selon laquelle notre univers est une simulation sophistiquée, avec de profondes implications dans divers domaines, de la biologie à la cosmologie.

La théorie de l’univers simulé implique que notre univers, avec toutes ses galaxies, planètes et formes de vie, est une simulation informatique méticuleusement programmée. Dans ce scénario, les lois physiques régissant notre réalité sont simplement des algorithmes. Les expériences que nous vivons sont générées par les processus informatiques d’un système immensément avancé.

Bien qu’elle soit intrinsèquement spéculative, la théorie de l’univers simulé a attiré l’attention des scientifiques et des philosophes en raison de ses implications intrigantes. L’idée a fait sa marque dans la culture populaire, à travers des films, des émissions de télévision et des livres – y compris le film The Matrix de 1999.

Contexte historique

Les premières traces du concept selon lequel la réalité est une illusion proviennent de la Grèce antique. Là, la question « Quelle est la nature de notre réalité ? posée par Platon (427 av. J.-C.) et d’autres, a donné naissance à l’idéalisme. Les anciens penseurs idéalistes tels que Platon considéraient l’esprit et l’esprit comme la réalité immuable. La matière, affirmaient-ils, n’était qu’une manifestation ou une illusion.

Avance rapide vers les temps modernes, et l’idéalisme s’est transformé en une nouvelle philosophie. C’est l’idée selon laquelle le monde matériel et la conscience font tous deux partie d’une réalité simulée. Il s’agit simplement d’une extension moderne de l’idéalisme, motivée par les récents progrès technologiques en matière d’informatique et de technologies numériques. Dans les deux cas, la véritable nature de la réalité transcende le physique.

La perspective scientifique

Au sein de la communauté scientifique, le concept d’univers simulé a suscité à la fois fascination et scepticisme. Certains scientifiques suggèrent que si notre réalité est une simulation, il peut y avoir des problèmes ou des modèles dans la structure de l’univers qui trahissent sa nature simulée.

Cependant, la recherche de telles anomalies reste un défi. Notre compréhension des lois de la physique continue d’évoluer. En fin de compte, il nous manque un cadre définitif permettant de distinguer la réalité simulée de la réalité non simulée.

Une nouvelle loi de la physique

Si notre réalité physique est une construction simulée, plutôt qu’un monde objectif qui existe indépendamment de l’observateur, alors comment pourrions-nous le prouver scientifiquement ? Dans une étude de 2022, j’ai proposé une expérience possible, mais elle reste aujourd’hui non testée.

Cependant, il y a de l’espoir. La théorie de l’information est l’étude mathématique de la quantification, du stockage et de la communication de l’information. Développé à l’origine par le mathématicien Claude Shannon, il est devenu de plus en plus populaire en physique et est utilisé dans un éventail croissant de domaines de recherche.

Dans mes récentes recherches, publiées dans Avancées du PAI, j’ai utilisé la théorie de l’information pour proposer une nouvelle loi de la physique, que j’appelle la deuxième loi de l’infodynamique. Et surtout, cela semble soutenir la théorie de l’univers simulé.

Au cœur de la deuxième loi de l’infodynamique se trouve le concept d’entropie – une mesure du désordre qui augmente toujours avec le temps dans un système isolé. Lorsqu’une tasse de café chaud est laissée sur la table, elle atteint après un certain temps l’équilibre, ayant la même température que l’environnement. L’entropie du système est alors maximale et son énergie est minimale.

La deuxième loi de l’infodynamique stipule que « l’entropie de l’information » (la quantité moyenne d’informations véhiculées par un événement) doit rester constante ou diminuer avec le temps – jusqu’à une valeur minimale à l’équilibre.

C’est donc en totale opposition avec la deuxième loi de la thermodynamique (selon laquelle la chaleur circule toujours spontanément des régions chaudes vers les régions froides de la matière tandis que l’entropie augmente). Pour une tasse de café rafraîchissante, cela signifie que l’écart des probabilités de localisation d’une molécule dans le liquide est réduit. En effet, la diffusion des énergies disponibles est réduite lorsqu’il existe un équilibre thermique. Ainsi, l’entropie de l’information diminue toujours avec le temps à mesure qu’elle augmente.

Applications et implications de la nouvelle loi

Mon étude indique que la deuxième loi de l’infodynamique semble être une nécessité cosmologique. Il est universellement applicable avec d’immenses ramifications scientifiques. Nous savons que l’univers s’étend sans perte ni gain de chaleur, ce qui nécessite que l’entropie totale de l’univers soit constante. Cependant, la thermodynamique nous apprend également que l’entropie est toujours en augmentation. Je soutiens que cela montre qu’il doit y avoir une autre entropie – l’entropie informationnelle – pour équilibrer cette augmentation.

Ma loi peut confirmer le comportement de l’information génétique. Mais cela indique également que les mutations génétiques sont, au niveau le plus fondamental, et non seulement des événements aléatoires, comme le suggère la théorie de Darwin. Au lieu de cela, les mutations génétiques se produisent selon la deuxième loi de l’infodynamique, de telle sorte que l’entropie informationnelle du génome soit toujours minimisée. La loi peut également expliquer des phénomènes de physique atomique et l’évolution temporelle des données numériques.

Plus intéressant encore, cette nouvelle loi explique l’un des grands mystères de la nature. Pourquoi la symétrie plutôt que l’asymétrie domine-t-elle l’univers ? Mon étude démontre mathématiquement que les états de symétrie élevée sont le choix préféré car ces états correspondent à l’entropie d’information la plus faible. Et, comme le dicte la deuxième loi de l’infodynamique, c’est ce vers quoi un système s’efforcera naturellement.

Je pense que cette découverte a d’énormes implications pour la recherche génétique, la biologie évolutionniste, les thérapies génétiques, la physique, les mathématiques et la cosmologie, pour n’en nommer que quelques-unes.

Théorie de la simulation

La principale conséquence de la deuxième loi de l’infodynamique est la minimisation du contenu informationnel associé à tout événement ou processus dans l’univers. Cela signifie à son tour une optimisation du contenu de l’information ou la compression des données la plus efficace.

Puisque la deuxième loi de l’infodynamique est une nécessité cosmologique et semble s’appliquer partout de la même manière, on pourrait en conclure que cela indique que l’univers entier semble être une construction simulée ou un ordinateur géant.

Un univers super complexe comme le nôtre, s’il s’agissait d’une simulation, nécessiterait une optimisation et une compression intégrées des données afin de réduire la puissance de calcul et les besoins de stockage des données pour exécuter la simulation. C’est exactement ce que nous observons tout autour de nous, y compris dans les données numériques, les systèmes biologiques, les symétries mathématiques et l’univers tout entier.

Des études plus approfondies sont nécessaires avant de pouvoir affirmer avec certitude que la deuxième loi de l’infodynamique est aussi fondamentale que la deuxième loi de la thermodynamique. Il en va de même pour l’hypothèse de l’univers simulé.

Mais si les deux résistent à un examen minutieux, c’est peut-être la première fois que des preuves scientifiques étayant cette théorie sont produites – comme je l’explore dans mon récent livre.

Écrit par Melvin M. Vopson, professeur agrégé de physique, Université de Portsmouth.

Adapté d’un article initialement publié dans The Conversation.