Calculer tous les univers possibles coûte moins cher que d'en calculer un seul

Le Grand Programmeur ; la physique numérique ; l'univers est calculé (Zuse, Schmidhuber)

Jürgen Schmidhuber né en 1963Informaticien : notre univers est peut-être calculé par un programme très court, qui calcule aussi tous les autres univers possibles.

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Ce qu'il soutient

Il est raisonnable de penser que notre univers est calculé par un programme court, parmi tous les univers calculables : nous sommes, en ce sens, dans une simulation.

Pourquoi

Un petit programme qui lance tous les univers possibles demande moins d'information que d'en décrire un seul : c'est plus simple.

La même idée à travers l'histoire

Konrad Zuse1969Zuse propose le premier, dès 1967 (livre « Rechnender Raum » en 1969), que l'histoire de l'univers soit calculée par un ordinateur, peut-être un automate cellulaire. Nous ne l'avons pas lu directement : c'est le résumé de Schmidhuber.

Edward Fredkin1985Fredkin reprend l'idée dans les années 1980 (« physique numérique »), selon la page de Schmidhuber ; nous n'avons pas lu ses textes.

Jürgen Schmidhuber1997En 1997, Schmidhuber pose en hypothèse un Grand Programmeur qui fait tourner tous les univers calculables, et ajoute un argument de simplicité : tous les décrire demande moins d'information qu'en décrire un seul. En 2000, il défend l'hypothèse elle-même : c'est l'explication la plus simple compatible avec ce que nous savons.

Max Tegmark2008Tegmark pousse l'idée plus loin : l'ordinateur n'a même pas besoin de calculer, il lui suffit de décrire la structure mathématique de l'univers.

En bref

« Calculer tous les univers possibles coûte moins cher que d'en calculer un seul » est un argument de Jürgen Schmidhuber (Schmidhuber, 1997 et 2000, 1997) sur la question « Le monde existe-t-il vraiment ? » (réponse : sans doute une simulation). Sa thèse : Il est raisonnable de penser que notre univers est calculé par un programme court, parmi tous les univers calculables : nous sommes, en ce sens, dans une simulation. Selon la vérification logique d'AskPhilosophy (solveur Z3), l'argument est valide à condition d'admettre une prémisse que l'auteur ne formule pas (P4). AskPhilosophy présente 2 objections, dont 1 avec une réponse documentée, et le texte original de chaque prémisse, vérifié mot pour mot.

Schmidhuber, 1997 et 2000

Valide avec une prémisse implicite

En 1997, l'informaticien Jürgen Schmidhuber imagine un « Grand Programmeur » qui, il y a longtemps, a écrit un programme faisant tourner sur son grand ordinateur tous les univers possibles, c'est-à-dire tous ceux qui sont calculables. Le nôtre serait l'un d'eux. Son argument est un argument de simplicité. La plupart des univers possibles sont du pur désordre, et il faudrait un très long programme pour en décrire un seul. Mais le programme qui les fait tous tourner, un après l'autre, est très court. En 2000, il ajoute la pièce qui manquait : rien de ce que nous savons n'oblige à croire l'univers incalculable, et une théorie où il est calculé est la plus simple de toutes. On peut donc y croire tant qu'aucune preuve ne vient la contredire. Attention : le Grand Programmeur est une image ; l'argument porte sur la longueur des programmes, pas sur l'identité de celui qui les ferait tourner. Ce camp est « sans doute une simulation » au sens de « un monde calculé », pas au sens de Bostrom (des descendants qui nous simulent).

clique sur une prémisse pour la rejeter

Si tu acceptes toutes les prémisses, la logique t'oblige à accepter la conclusion. Le débat porte donc sur les prémisses.

Vérifié par un solveur logique : impossible que toutes les prémisses soient vraies et la conclusion fausse.
Sans la prémisse implicite : Sans P4, rien n'interdit que l'explication la plus simple de l'univers soit un programme, sans que cela fasse de nous des êtres « simulés » : un programme peut seulement décrire les lois, sans que personne ne le fasse tourner.

P1 : rien n'oblige à croire l'univers incalculable, et le croire calculé est le plus simple. P2 : calculer tous les univers coûte moins d'information que d'en calculer un seul. P3 : la simplicité départage les explications. P4, cachée, dit qu'un univers dont la meilleure explication est un programme est bien un monde calculé. Donc il est raisonnable de se croire dans un monde calculé. Ce qui se discute : P1 (la physique est-elle calculable ?) et la distance entre « calculé » et « simulé par quelqu'un ».

Analogie. Pense à une bibliothèque qui contiendrait tous les livres possibles. Elle se décrit en une phrase (« toutes les suites de lettres »), alors que décrire un seul livre précis, plein de hasard, demande de le recopier en entier. L'idée de Schmidhuber est la même : tout calculer est plus simple que de choisir un seul univers au hasard. (Image à nous.)

Objections

Chaque objection est une conversation : clique pour voir qui répond, et où en est le débat.

Roger Penrose 1989 · attaque la prémisse 1

Penrose soutient que la pensée consciente ne se réduit pas à un calcul, et qu'il faudra une physique nouvelle, non calculable, pour la comprendre. Si c'est vrai, l'univers n'est pas le résultat d'un programme, et P1 tombe.

Schmidhuber répond

Schmidhuber

Schmidhuber répond qu'aucune preuve n'oblige à faire jouer un rôle à des grandeurs incalculables pour expliquer le monde. On peut croire l'univers calculable tant que personne ne montre qu'il ne pourrait pas exister sans nombres incalculables.

Le débat continue (notre résumé) La réponse est générale : Schmidhuber ne discute pas l'argument propre de Penrose, qui part de la compréhension mathématique et du théorème de Gödel, pas d'une observation physique (notre résumé).

Où en est le débat (notre résumé)Point ouvert : on ne sait pas si les lois de la physique sont entièrement calculables. Schmidhuber met la charge de la preuve du côté de Penrose ; Penrose pense l'avoir apportée avec Gödel, ce que la plupart des logiciens contestent (notre résumé).

Sabine Hossenfelder 2021 · attaque la prémisse 1

Hossenfelder admet que « notre univers calcule ses lois » n'a rien de choquant, mais elle remarque que personne ne sait aujourd'hui retrouver la relativité générale et le modèle standard avec un algorithme pas à pas. Les tentatives sont en général incompatibles avec les symétries d'Einstein.

sans réponse

Nous n'avons pas encore relevé de réponse directe de Schmidhuber dans ses textes.

Le débat continue (notre résumé) Hossenfelder écrit en 2021, après Schmidhuber (1997) ; il n'a pas répondu à ce texte, à notre connaissance. Elle vise surtout l'idée d'un programmeur qui fait tourner une simulation, plus que la thèse prudente de Schmidhuber (notre résumé).

Où en est le débat (notre résumé)Désaccord de fond : « l'univers obéit à des lois mathématiques » est largement admis ; « il est le résultat d'un algorithme qui reproduit la physique connue » n'est pas démontré. Point ouvert (notre résumé).