Le mythe du multivers et le dilemme de l'informatique quantique

Le multivers n'est pas une science progressive. Les solutions de remplacement falsifiables peuvent être désastreuses pour l’informatique quantique.

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Je ne suis ni mathématicien, ni physicien, ni même cosmologiste, mais je connais la logique. Je passe beaucoup de temps à réfléchir à des problèmes complexes et quelque chose ne s’ajoute pas. Ce qui n’ajoute rien, c’est la notion à la mode qu’il existe un multivers. En plus d’être non scientifique, une alternative scientifique au multivers peut avoir des conséquences dramatiques sur la viabilité de l’informatique quantique.

Alors, quel est le multivers?

Allons-y avec la définition du cosmologiste Max Tegmark. Selon Tegmark, il existe quatre niveaux de multivers:

  • niveau 1: notre univers au-delà de ce qui est observable
  • niveau 2: autres univers avec différentes constantes physiques
  • niveau 3: interprétation de plusieurs mondes de la mécanique quantique
  • niveau 4: la collection de tous les univers

Je peux comprendre le multivers de niveau 1 car, en raison de la vitesse de la lumière et de l'expansion continue de l'univers, nous ne pouvons observer qu'un «volume Hubble» de notre univers. Pensez-y comme à être perdu dans un brouillard. Vous pouvez voir, disons cinq mètres dans toutes les directions, et lorsque vous vous déplacez, cette sphère de visibilité se déplace avec vous. C’est la même chose pour l’observation de l’univers à partir d’un point de l’espace, mais l’effet naît de l’expansion par rapport à la vitesse de la lumière.

C’est le multivers de niveaux 2, 3 et 4 avec lesquels je me bats pour un certain nombre de raisons. Pour comprendre pourquoi je me bats avec cela, nous devons revenir à quelques bases, à savoir ce qui constitue une bonne science.

La folie de ne compter que sur les mathématiques, c'est que nous pouvons nous retrouver dans un dilemme où la théorie fonctionne mathématiquement, mais il n'y a aucun moyen de faire une observation pour prouver ou réfuter l'hypothèse.

Bonne et mauvaise science

Pour que la science progresse, nous devons avoir une hypothèse vérifiable, une hypothèse dans laquelle la science est basée sur l'observation. Les mathématiques sont un excellent outil pour encoder l'observation et faire des prédictions. Cependant, les mathématiques en elles-mêmes ne sont pas égales aux observations. La folie de ne compter que sur les mathématiques, c'est que nous pouvons nous retrouver dans un dilemme où la théorie fonctionne mathématiquement, mais il n'y a aucun moyen de faire une observation pour prouver ou réfuter l'hypothèse. Le cas du multivers est basé sur une hypothèse indestimable.

Alors, quels sont les arguments pour le multivers? En gros, ils se divisent en deux catégories:

  • Le principe anthropique
  • L'existence d'une fonction d'onde universelle en mécanique quantique

Le principe anthropique tente d'expliquer pourquoi l'univers est conçu pour soutenir la vie. Le principe se présente sous deux formes; fort et faible. Le principe anthropique fort stipule que l'univers est obligé de créer une vie consciente et sereine. Le principe anthropique faible affirme que notre univers a créé la vie à la suite d'un "ajustement". Ce «réglage précis» est l’une des nombreuses combinaisons possibles de conditions existant dans l’ensemble des multivers de niveau 2. C'est donc le principe anthropique faible qui est utilisé pour soutenir le multivers de niveau 2. Au sein d'une collection infinie d'univers, on existera avec le réglage précis que nous avons dans notre univers.

La mécanique quantique est ensuite utilisée pour expliquer le multivers de niveau 3. Les observations en mécanique quantique ne peuvent être prédites de manière absolue; au lieu de cela, le résultat existe sous forme de probabilité (ou d'onde de probabilité). La mesure ne provoque pas la réduction de la fonction d'onde. Au lieu de cela, chacune des probabilités se sépare (c’est-à-dire l’existence d’une fonction d’onde universelle) pour créer son propre univers de niveau 3 avec sa propre histoire.

Le multivers de niveau 4 le pousse ensuite à l'extrême. En plus de constituer la collection de tous les univers du niveau 1 au niveau 3, le multivers de niveau 4 de la théorie de Tegmark est l’ensemble ultime qui n’est pas défini par les mathématiques, mais bien par les mathématiques. L'existence mathématique est l'existence physique.

Prouver le multivers

Alors, comment pouvons-nous prouver l'existence du multivers? Eh bien, c’est la difficulté, nous ne pouvons pas. C’est une impasse d’investigation. Les autres univers à partir du niveau 2 n'ont aucun effet causal sur notre univers, nous ne le saurons donc jamais. Bien que le multivers soit considéré par beaucoup comme une science, il ne s’agit en réalité que d’un mythe fondé sur une perspective philosophique. Alors, comment pouvons-nous expliquer les faits observés que les «mythimaticiens» multivers tentent d'expliquer et qu'est-ce qui constituerait une bonne philosophie?

Les multiverseurs tentent de progresser vers une théorie unifiée du tout (ToE) en expliquant le problème de mesure en mécanique quantique et en promouvant leur conviction que l'univers est mathématique. En tant que soutien philosophique, ils utilisent le principe anthropique faible avec le rasoir d’Occam. J'ai déjà parlé de la science, ou plutôt du manque de science pour expliquer le multivers. Sur le plan philosophique, le principe anthropique faible, comme les multivers, est une théorie incontestable qui ne fournit aucune prédiction falsifiable. Elle pose donc la question fondamentale «Pourquoi nous et pourquoi cet univers?». être considéré comme une considération plutôt que comme un principe. Le rasoir d’Occam repose sur le principe que la solution la plus simple est généralement la bonne. Bien que le multivers ne semble pas être une solution simple, ses partisans affirment qu’il est plus simple que d’essayer d’expliquer autrement le principe anthropique. C'est discutable des deux côtés; Cependant, le rasoir d'Occam ne devrait servir que de guide et non d'arbitre et, comme nous l'avons vu, le principe anthropique n'est pas un principe mais une considération.

Une alternative

… Que ce soit juste ou faux, il est falsifiable et peut être utilisé comme un agenda pour faire avancer la science plutôt que de nous prendre dans l'impasse.

Pour résoudre ce problème, nous devons revenir à certains principes de base. Le paysage dans lequel évoluent les multiverseurs est l’un des lois immuables, créées par les mathématiques qui existent depuis la naissance de notre univers, c’est-à-dire la structure mathématique. L'opinion opposée serait que les lois de notre univers ont évolué avec le temps et que les mathématiques peuvent codifier ces lois, mais les mathématiques ne les créent pas. Cette vision alternative promue par des philosophes tels que Roberto Unger et des physiciens tels que Lee Smolin, se joignit au grand public pour suggérer qu'il n'y a qu'un seul univers singulier et qu'il n'est pas mathématique.

L’avantage de ce point de vue alternatif, qu’il soit juste ou faux, est qu’il est falsifiable et peut servir de programme pour faire avancer la science plutôt que de nous imposer. Cet univers singulier peut être l'un des nombreux de la séquence (ou des rebonds), né de l'effondrement puis de la renaissance, mais pour progresser scientifiquement, nous devrions chercher à prouver / réfuter tout ce que nous pouvons absolument dans cet univers.

Pour élaborer sur cet univers singulier, au lieu que les lois de la physique soient dictées par les mathématiques, on peut penser que les lois évoluent. Lorsque suffisamment de scénarios de complexité similaire ont eu lieu au fil du temps, une loi a évolué. La loi n'est pas absolue mais une approximation de la granularité de l'observation. Cette élaboration de la loi échoue au niveau quantique car une loi n'est pas une règle absolue pour toutes les composantes individuelles, mais plutôt une approximation statistique pour un résultat reproductible.

Implications pour l'informatique quantique

Ce nouveau problème posé par la mécanique quantique a des conséquences potentiellement désastreuses pour l'avenir de l'informatique quantique. De nombreuses théories quantiques ont été proposées pour expliquer la décomposition des lois au niveau quantique. Les multiverseurs prétendent que toutes les probabilités existent, mais dans des univers de niveau 3 différents. Cependant, dans le cadre de la théorie de l'univers singulier, nous avons la véritable interprétation d'ensemble. Cette interprétation suppose que la dynamique quantique ne concerne que les systèmes qui ont des copies, raison pour laquelle nous n'observons que la dynamique quantique dans le très petit nombre de copies. Lorsqu'ils sont mis à l'échelle, les corps macroscopiques ne sont pas décrits par la mécanique quantique car ils ne font pas partie d'un ensemble de copies.

… Il est temps de remettre la science à l'ordre du jour et de travailler avec ce que nous avons dans notre univers.

Le dilemme pour l'informatique quantique est que nous supposons la validité de théories qui ne peuvent pas être testées. Si la théorie du multivers est fausse et que la théorie de l'univers singulier est correcte ainsi que l'interprétation d'ensemble réelle, cela peut signifier que nous ne pourrons jamais dépasser un point de complexité avec les ordinateurs quantiques. En effet, à mesure que la complexité d’un ordinateur quantique augmente, les chances qu’il y ait des copies exactes de la configuration ailleurs dans l’univers diminuent. L'univers singulier étant une théorie falsifiable, il devrait sûrement faire l'objet de recherches.

Je pense qu’il est temps que nous remettions la science à l’ordre du jour et que nous travaillions avec ce que nous avons dans notre univers pour progresser aussi loin que nous le pouvons sur le plan scientifique avant de commencer à nous préoccuper d’autres univers.

Pour plus d'informations sur l'informatique quantique, Adrian Fern a écrit un excellent article ici.