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Comment savoir si nous vivons dans une simulation ?

David Kipping
David Kipping
professeur adjoint d'astronomie à l'Université de Columbia

Vivons-nous dans une sim­u­la­tion infor­ma­tique ? Voilà une ques­tion qui a inspiré bon nom­bre d’œuvres de sci­ence-fic­tion. Mais pour­rions-nous cal­culer nos chances d’être les créa­tions virtuelles d’une intel­li­gence supérieure ? Une nou­velle étude1 vise à met­tre fin à cer­taines incom­préhen­sions dans la cul­ture populaire.

Bien avant Matrix2 et le roman Sim­u­lacron3, qui ont forte­ment con­tribué à pop­u­laris­er le con­cept de réal­ités simulées dans l’esprit col­lec­tif, Pla­ton avec son « allé­gorie de la cav­erne » avait empris­on­né les hommes igno­rants dans une grotte. Il n’y a pas de doute, l’idée que nous vivons dans une sim­u­la­tion séduit. Plus récem­ment, le prix Goncourt 2020 L’Anom­alie4 a même posé la ques­tion : « Com­ment, en tant que société, réa­giri­ons-nous en apprenant que nous vivons peut-être dans une telle réalité ? »

Une théorie sérieuse

En 2003, le philosophe Nick Bostrom, de l’U­ni­ver­sité d’Ox­ford, a pub­lié un arti­cle dans lequel il imag­i­nait une civil­i­sa­tion tech­nologique­ment avancée pos­sé­dant une immense puis­sance de cal­cul dont elle pour­rait exploiter une petite par­tie pour simuler de nou­velles réal­ités hébergeant des êtres con­scients5. Cela voudrait dire que si l’on vit dans une sim­u­la­tion, ce serait parce qu’il y a une forme de vie plus intel­li­gente que nous, capa­ble de créer un tel univers. Est-ce pos­si­ble ? Et com­ment savoir si nos exis­tences quo­ti­di­ennes – et plus large­ment l’univers – ne sont pas les incar­na­tions d’un vaste pro­gramme informatique ?

Il y a une simil­i­tude ici avec la ques­tion : la vie existe-t-elle ailleurs dans l’u­nivers ? Jusqu’à ce que nous trou­vions une vie extrater­restre, nous dis­posons d’une seule infor­ma­tion : elle a pu com­mencer ici, sur la Terre. De telles inter­ro­ga­tions se prê­tent par­ti­c­ulière­ment bien à l’in­férence bayési­enne – une méth­ode d’inférence sta­tis­tique qui cal­cule le degré de con­fi­ance à accorder à une cause hypothé­tique. Cette tech­nique algo­rith­mique utilise le théorème de Bayes, qui cal­cule la prob­a­bil­ité qu’un événe­ment se pro­duise en con­sid­érant d’abord la prob­a­bil­ité d’un autre événe­ment qui s’est déjà pro­duit. Dans les sta­tis­tiques bayési­ennes, vous pou­vez expos­er tout ce que vous savez et tout ce que vous ne savez pas.

Pas de preuves irréfutables

En plaçant l’ar­gu­ment de la sim­u­la­tion dans un cadre bayésien, on s’aperçoit que bon nom­bre d’hypothèses actuelles – qu’elles soient favor­ables ou défa­vor­ables à l’ex­is­tence d’une réal­ité simulée – com­por­tent sou­vent trop de sup­po­si­tions. Par exem­ple, si l’univers est une sim­u­la­tion, il faudrait sup­pos­er qu’il s’agit d’un « grand ordi­na­teur ». Et même si c’était le cas, il n’est pas une preuve en soi que l’univers a été créé par une intel­li­gence supérieure.

On ne peut pas dire non plus que la présence des « failles » (comme le chat noir qui passe deux fois dans Matrix) est une preuve d’un monde simulé6. Cette dernière hypothèse est par­ti­c­ulière­ment peu con­clu­ante, car même si quelqu’un remar­quait de tels « défauts », le « créa­teur » pour­rait tou­jours rem­bobin­er la sim­u­la­tion et les sup­primer (afin d’effacer la mémoire). Et, comme il y a des lim­ites fon­da­men­tales en matière de cal­cul qui pour­raient dimin­uer la « net­teté » de la sim­u­la­tion, il pour­rait choisir de ne pas réalis­er une sim­u­la­tion physique détail­lée de l’u­nivers entier, mais seule­ment de notre per­cep­tion de celui-ci.

Des futures sociétés pour­raient, qui sait, créer des sim­u­la­tions de leur ancêtres – c’est-à-dire, des êtres humains doués de con­science, comme nous. 

Simplifier l’argument

L’humanité telle que nous la con­nais­sons pour­rait dis­paraître un jour, ou être sup­plan­tée par une ou plusieurs espèces post-humaines. Ces futures sociétés pour­raient, qui sait, créer des sim­u­la­tions de leur ancêtres – c’est-à-dire, des êtres humains doués de con­science, comme nous. Mais, com­ment savoir si nous sommes des êtres humains orig­in­aux, ou bien des sim­u­la­tions d’ancêtres ? Bostrom pro­pose un cadre con­ceptuel pour abor­der cette ques­tion et son argu­ment de la sim­u­la­tion con­tient trois propo­si­tions, dont l’un, selon lui, doit être vrai. Soit :

  1. les sociétés humaines s’éteignent avant d’at­tein­dre un stade où elles sont capa­bles de simuler de nou­velles réalités ;
  2. même si elles atteignent ce stade, il est peu prob­a­ble qu’elles souhait­ent simuler une réal­ité beau­coup plus sim­ple que la leur ;
  3. la prob­a­bil­ité que nous viv­ions dans une sim­u­la­tion est proche de un.

Puisque le résul­tat final des deux pre­mières propo­si­tions de Bostrom est que les sim­u­la­tions n’ex­is­tent pas, elles peu­vent être réduites en une seule [1]. Le trilemme devient ain­si un dilemme dans lequel il y a désor­mais deux possibilités :

  1. un univers naturel (le nôtre) sans simulation ;
  2. un univers naturel « orig­inel » qui engen­dre une ou plusieurs sim­u­la­tions qui peu­vent elles-mêmes en engen­dr­er d’autres, et dont notre univers ferait partie.

Ici arrive le principe de base en sta­tis­tiques, « le principe d’in­dif­férence » (de Laplace) qui dit qu’en l’ab­sence de preuves, toutes les hypothès­es devraient être con­sid­érées comme égale­ment prob­a­bles. Ça veut dire donc qu’en l’ab­sence de toute autre infor­ma­tion, ces deux scé­nar­ios seraient aus­si admis­si­bles l’un que l’autre. Mais, le fait que l’hy­pothèse simulée con­ti­enne néces­saire­ment un univers naturel par­mi les nom­breux univers simulés sig­ni­fie qu’il y aurait un peu moins de 50 % de chances pour que nous viv­ions dans une sim­u­la­tion infor­ma­tique.  Si on arrive à un peu moins de 50 % de chances, c’est parce qu’il est impos­si­ble de prou­ver si, oui ou non, nous vivons dans une sim­u­la­tion à notre insu. Même si nous étions des êtres virtuels, aucun élé­ment tan­gi­ble ne per­me­t­trait de le prouver.

Un autre principe impor­tant dans la sta­tis­tique bayési­enne, « le rasoir d’Oc­cam » (qui stip­ule que l’ex­pli­ca­tion la plus sim­ple, toutes choses égales par ailleurs, est générale­ment la bonne) est égale­ment dif­fi­cile à inté­gr­er formelle­ment dans l’hy­pothèse de la sim­u­la­tion. Nous ne savons pas com­bi­en de sim­u­la­tions sont plau­si­bles et nous ne savons pas non plus com­ment décrire math­é­ma­tique­ment la com­plex­ité asso­ciée à chaque réal­ité. Donc, le chiffre de moins de 50 % de chances que nous viv­ions dans une sim­u­la­tion doit être con­sid­éré comme une lim­ite supérieure absolue. En effet, même si nous faisons presque abstrac­tion de la nature intrin­sèque­ment trop com­plexe de l’hy­pothèse simulée, il est impos­si­ble de faire en sorte que les chances de sim­u­la­tion soient supérieures à 50 %.

Pile ou face ?

La prin­ci­pale dif­fi­culté de ce type d’é­tudes est le manque d’in­for­ma­tions. Le seul fait réel sur lequel nous pou­vons nous appuy­er est que nous exis­tons. Même en ajoutant la con­di­tion sup­plé­men­taire que nous n’ayons pas nous-mêmes lancé une sim­u­la­tion ne mod­i­fie guère le résul­tat final.

Mais, imag­i­nons que, demain, nous com­men­cions à simuler des réal­ités. Et qu’il y ait des entités con­scientes dans ces réal­ités, qui ne savent pas qu’elles vivent à l’in­térieur de ces sim­u­la­tions. Un tel scé­nario chang­erait la con­di­tion ini­tiale d’une réal­ité « nul­li­pare » (qui ne peut pas don­ner nais­sance à des nou­velles réal­ités) à une réal­ité « pare » (qui peut y don­ner nais­sance). Il deviendrait ain­si haute­ment prob­a­ble que nous viv­ions dans un univers simulé.

Selon les sta­tis­tiques bayési­ennes, pour­tant, l’is­sue la plus prob­a­ble de ce scé­nario est que nous vivons dans un univers où il n’est pas pos­si­ble de simuler des nou­velles réalités.

Une hiérarchie de réalités ?

Ce para­doxe appar­ent est bien décrit par le physi­cien théoricien améri­cain Sean Car­roll7. Il affirme que si l’on dis­pose d’une hiérar­chie de réal­ités (de type Incep­tion) – dans laque­lle chaque sim­u­la­tion lance sa pro­pre sim­u­la­tion –, on assis­terait à une réduc­tion de la capac­ité de cal­cul à chaque niveau ultérieur. Ce qui sig­ni­fie que chaque univers simulé sera plus sim­ple que l’univers dans lequel il a été créé.

Bien qu’il serait tou­jours pos­si­ble de pro­duire des sim­u­la­tions, et même des sim­u­la­tions impres­sion­nantes, leurs niveaux les plus bas n’au­raient pas la com­plex­ité néces­saire pour accueil­lir des entités véri­ta­ble­ment con­scientes. Il est néan­moins pos­si­ble, selon Car­roll, que nous viv­ions dans l’un de ces « niveaux inférieurs de réalité ».

Il est impor­tant de tra­vailler sur de telles idées, surtout lorsque l’on entend par­ler de la prob­a­bil­ité extrême­ment élevée (d’un mil­liard con­tre un) que nous viv­ions dans un univers non simulé, sou­vent citée dans la cul­ture pop­u­laire8. Ce chiffre implique une incroy­able cer­ti­tude et a été obtenu en extrap­olant les ten­dances et les capac­ités infor­ma­tiques actuelles. Cette prémisse con­tient, cepen­dant, une incer­ti­tude inhérente si elle est traitée dans un cadre bayésien : nous ne pou­vons pas sim­ple­ment exclure la pos­si­bil­ité d’un univers naturel.

Peut-être devons-nous pass­er de l’idée que vivre dans une sim­u­la­tion est une fatal­ité à l’idée que c’est une sit­u­a­tion quelque peu improb­a­ble ?9

Propos recueillis par Isabelle Dumé
1https://www.mdpi.com/2218–1997/6/8/109
2https://​www​.imdb​.com/​t​i​t​l​e​/​t​t​0​1​3​3093/
3https://​www​.goodreads​.com/​b​o​o​k​/​s​h​o​w​/​8​0​7​8​0​1​.​S​i​m​u​l​a​c​ron_3
4http://www.gallimard.fr/Catalogue/GALLIMARD/Blanche/L‑anomalie
5https://​aca​d​e​m​ic​.oup​.com/​p​q​/​a​r​t​i​c​l​e​-​a​b​s​t​r​a​c​t​/​5​3​/​2​1​1​/​2​4​3​/​1​6​10975
6https://​arx​iv​.org/​a​b​s​/​1​2​1​0​.1847
7https://​www​.pre​pos​ter​ousuni​verse​.com/​b​l​o​g​/​2​0​1​6​/​0​8​/​2​2​/​m​a​y​b​e​-​w​e​-​d​o​-​n​o​t​-​l​i​v​e​-​i​n​-​a​-​s​i​m​u​l​a​t​i​o​n​-​t​h​e​-​r​e​s​o​l​u​t​i​o​n​-​c​o​n​u​n​drum/
8https://​www​.space​.com/​4​1​7​4​9​-​e​l​o​n​-​m​u​s​k​-​l​i​v​i​n​g​-​i​n​-​s​i​m​u​l​a​t​i​o​n​-​r​o​g​a​n​-​p​o​d​c​a​s​t​.html
9https://​www​.youtube​.com/​w​a​t​c​h​?​v​=​H​A​5​Y​u​w​vJkpQ

Auteurs

David Kipping

David Kipping

professeur adjoint d'astronomie à l'Université de Columbia

Les recherches de David Kipping sont centrées sur les planètes et les lunes extrasolaires et il dirige le projet The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK). Il travaille également sur l'étude et la caractérisation des exoplanètes en transit, le développement de nouvelles techniques de détection et de caractérisation, les atmosphères des exoplanètes, l'inférence bayésienne, les statistiques de population et la compréhension des hôtes stellaires. Passionné par la communication scientifique, il gère une chaîne YouTube où il parle de ses recherches et les sujets connexes.