De quoi l’univers est-il composé ?

Les scientifiques utilisent depuis longtemps les mathématiques pour décrire les propriétés physiques de l’univers.

Mais que se passe-t-il si l'univers lui-même est en maths ?

C'est ce que croit le cosmologue Max Tegmark.

Selon Tegmark, tout dans l' univers , y compris les humains, fait partie d'une structure mathématique.

Toute la matière est composée de particules, qui ont des propriétés telles que la charge et la rotation, mais ces propriétés sont purement mathématiques, dit-il. Et l’espace lui-même a des propriétés telles que les dimensions, mais reste finalement une structure mathématique.

"Si vous acceptez l'idée selon laquelle l'espace et tous les éléments de l'espace n'ont aucune propriété, à l'exception des propriétés mathématiques", alors l'idée que tout est mathématique "commence à sembler un peu moins folle", a déclaré Tegmark dans un présentation donnée le 15 janvier à la maison Bell.

La conférence était basée sur son livre "Notre univers mathématique : ma quête de la nature ultime de la réalité" (Knopf, 2014).

"Si mon idée est fausse, la physique est finalement condamnée", a déclaré Tegmark.

Mais si l'univers est vraiment mathématique, il a ajouté: "En principe, nous ne pouvons pas comprendre." [ 7 choses surprenantes à propos de l'univers ]

La nature est pleine de maths

L'idée découle de l'observation selon laquelle la nature regorge de motifs, tels que la séquence de Fibonacci , une série de nombres dans lesquels chaque nombre est la somme des deux nombres précédents. La floraison d'un artichaut suit cette séquence, par exemple, la distance entre chaque pétale et le suivant correspond au rapport des nombres dans la séquence.

Le monde non vivant se comporte également de manière mathématique. Si vous lancez une balle de baseball en l'air, elle suit une trajectoire approximativement parabolique.

Les planètes et autres corps astrophysiques suivent des orbites elliptiques.

"La simplicité et la beauté de la nature sont révélées par les schémas et les formes mathématiques que notre esprit a pu comprendre", a déclaré Tegmark, qui aime tellement les mathématiques qu'il a encadré des images d' équations célèbres dans son salon.

L'une des conséquences de la nature mathématique de l'univers est que les scientifiques pourraient théoriquement prédire toute observation ou mesure en physique. Tegmark a souligné que les mathématiques prédisaient l'existence de la planète Neptune, les ondes radio et la particule de boson de Higgs censée expliquer comment les autres particules obtiennent leur masse.

Certaines personnes affirment que les mathématiques ne sont qu'un outil inventé par les scientifiques pour expliquer le monde naturel. Mais Tegmark soutient que la structure mathématique trouvée dans le monde naturel montre que les mathématiques existent dans la réalité, pas seulement dans l'esprit humain.

Et en parlant de l'esprit humain, pourrions-nous utiliser les mathématiques pour expliquer le cerveau?

 

Mathématiques de la conscience

Certains ont décrit le cerveau humain comme la structure la plus complexe de l'univers. En effet, l'esprit humain a rendu possible tous les grands progrès dans la compréhension de notre monde.

Un jour, a déclaré Tegmark, les scientifiques seront probablement capables de décrire même leur conscience en utilisant les mathématiques. (Carl Sagan aurait déclaré: "le cerveau est un très grand lieu, dans un très petit espace").

"La conscience est probablement ce que ressentent les informations quand elles sont traitées de manière très compliquée", a déclaré Tegmark. Il a souligné que de nombreuses avancées majeures de la physique ont impliqué l'unification de deux choses que l'on croyait séparées: l'énergie et la matière, l'espace et le temps, l'électricité et le magnétisme. Il a dit soupçonner que l'esprit, qui est le sentiment d'un moi conscient, sera finalement unifié avec le corps, qui est une collection de particules en mouvement.

Mais si le cerveau n'est que mathématique, cela signifie-t-il que le libre arbitre n'existe pas, car les mouvements de particules pourraient être calculés à l'aide d'équations ?

Pas nécessairement, dit-il.

Une façon de le penser est que, si un ordinateur essayait de simuler ce qu'une personne va faire, le calcul prendrait au moins le même temps que l'exécution de l'action. Certaines personnes ont donc suggéré de définir le libre arbitre comme une incapacité à prédire ce que l’on fera avant que l’événement ne se produise.

Mais cela ne signifie pas que les humains sont impuissants. Tegmark a conclu son discours par un appel à l'action: "Les humains ont le pouvoir non seulement de comprendre notre monde, mais également de le façonner et de l'améliorer."

Les commentaires sont fermés.