Une brève introduction à la théorie du cerveau de Boltzmann

La deuxième loi de la thermodynamique stipule que le désordre (entropie) d’un système isolé augmentera avec le temps. Ce principe est si fondamental dans nos vies que beaucoup de gens n'en sont peut-être même pas conscients, mais c'est la raison pour laquelle, par exemple, un œuf peut devenir des œufs brouillés, mais nous ne voyons jamais d'œufs brouillés se réassembler soudainement en un œuf. Ludwig Boltzmann a expliqué l'augmentation continue de l'entropie en déclarant que les particules se déplaçant de manière aléatoire disposent toujours de beaucoup plus d'arrangements désordonnés que d'arrangements ordonnés, c'est pourquoi le système entier est beaucoup plus susceptible de se retrouver dans un état désordonné que ordonné. Puisque l’Univers est également un système isolé, il s’ensuit que son entropie augmente également constamment. Cela implique qu’au début du monde, l’Univers était dans un état « super-ordonné ». Mais comment l’Univers est-il né ?

Les modèles scientifiques actuels peuvent décrire l’histoire de l’Univers jusqu’au moment du Big Bang. La question la plus cruciale est : que s’est-il passé au moment du Big Bang ? Selon la théorie la plus largement acceptée, l’Univers est tout simplement né de rien, car la mécanique quantique permet un tel événement, bien qu’avec une très faible probabilité. Ainsi, l’Univers est sorti de rien dans cet état super-ordonné. Depuis, il s’est étendu et son entropie a augmenté. Mais si l’Univers peut sortir de rien, pourquoi un cerveau humain ne pourrait-il pas sortir de rien de la même manière ?

C'est l'essence de la théorie du cerveau de Boltzmann . Et si vous, cher lecteur, étiez un cerveau sorti de rien ? Ce cerveau a été créé à ce moment précis et contient tous les souvenirs que vous avez vécus. Vous croyez avoir vécu de nombreuses années, mais en réalité, vous êtes né à ce moment-là et tous vos souvenirs sont faux. De plus, il y a de fortes chances que dans l’instant suivant, vous soyez englouti par le néant d’où vous êtes sorti. Pouvez-vous prouver d’une manière ou d’une autre que vous n’êtes pas un tel cerveau de Boltzmann ? C'est une théorie folle et terrifiante, n'est-ce pas ? La théorie d’un Univers émergeant de rien est bien plus crédible qu’un cerveau émergeant de rien. Mais il y a un petit problème. Notre univers actuel est plein de cerveaux.

Il existe des milliards de personnes sur Terre, chacune possédant son propre cerveau et sa propre conscience. Puisque l’univers existe depuis des milliards d’années, il se trouve actuellement dans un état beaucoup plus désordonné (entropie plus élevée) qu’au début des temps. Nous savons également que plus quelque chose est complexe, moins il est probable qu’il sorte de rien. Sur cette base, il est beaucoup plus probable qu’un cerveau émerge de rien que pour un univers avec des galaxies, des systèmes solaires et des milliards de cerveaux. Par conséquent, sur une base purement statistique, il est beaucoup plus probable que nous soyons des cerveaux de Boltzmann et que l’univers n’est pour nous qu’une illusion plutôt que que l’univers entier soit né de rien.

Bien entendu, on pourrait affirmer que ces milliards de cerveaux ne sont pas nés de rien. L’Univers est parti d’un point unique et s’est continuellement étendu. Au cours de ce processus, des étoiles et des galaxies se sont formées, ainsi que des systèmes solaires avec des planètes où la vie pourrait se développer. Le développement du cerveau est le résultat de millions d’années d’évolution. L’évolution de notre cerveau est due à des lois physiques simples et à d’innombrables événements aléatoires, ce qui n’est pas comparable au simple fait de sortir de rien. Cependant, il existe une réponse à cet argument, que j’appelle la « théorie du cerveau Soft Boltzmann ».

Imaginez que le monde, semblable à notre univers actuel, commence par un Big Bang. Cependant, à la suite d’une expansion continue, au lieu d’étoiles et de galaxies, une structure capable de calcul se forme. Nous pouvons l’appeler un cerveau, mais si cela prête à confusion, nous pouvons le considérer comme une sorte de forme de vie primitive. Au fil du temps, cette entité évolue et développe la conscience de soi. Nous pouvons considérer cela comme une sorte d’« évolution abstraite ». C’est abstrait car, au lieu d’êtres vivants, ce sont des pensées qui se font concurrence. Essentiellement, l’entité existe dans un état de rêve continu. Il ne pouvait pas faire grand-chose d'autre que rêver puisque rien d'autre n'existe en dehors de lui, puisqu'il est l'Univers tout entier lui-même. À un certain stade de développement, cette conscience unifiée se divise en plusieurs consciences parallèles, un peu comme la division cellulaire. Une telle forme de Soft Boltzmann Brain n’est pas très différente de notre Univers.

L’Univers tel que nous le connaissons est né de rien. Son fonctionnement est régi par des lois physiques fondamentales, et la vie s'est développée sur la longue durée grâce à l'évolution. Étrangement, notre Univers est parfaitement adapté à la vie. Si une constante physique était ne serait-ce que légèrement différente de ce qu’elle est aujourd’hui, la vie intelligente que nous connaissons n’aurait pas pu se développer. L’explication la plus acceptée de ce réglage précis est qu’il existe d’innombrables univers, chacun avec des constantes physiques différentes. Nous percevons notre univers comme affiné car c’est le seul que nous connaissons. C'est le principe anthropique .

Un cerveau Soft Boltzmann émerge également de rien. Au départ, il n’est pas intelligent et son fonctionnement est régi par des lois physiques simples, semblables à notre Univers. Puisque ce cerveau de Boltzmann est incapable de percevoir le monde extérieur (car il n’y a pas de monde extérieur), il existe dans un état de rêve continu. Lorsqu’il prend conscience de lui-même et se divise ensuite en plusieurs consciences, il commence à s’examiner et découvre que l’Univers (qu’il hallucine) est réglé pour la vie, ce qui est évident puisqu’il l’a créé pour lui-même. Les étoiles et les galaxies lointaines font toutes partie de l’hallucination, ce qui en fait une structure beaucoup plus petite et plus simple que notre Univers actuellement connu. Par conséquent, en théorie, il est plus probable qu’une telle structure émerge de rien que de notre Univers (de gaspillage) actuellement connu.

Est-il possible que nous fassions réellement partie d’un tel cerveau de Boltzmann ? Si nous y réfléchissons, il n’y a vraiment aucun moyen de réfuter cela. Toute expérience que nous menons dans le monde que nous hallucinons nous-mêmes apparaîtra comme une réalité puisque nous ne pouvons pas déjouer notre propre esprit. (Il y a quelques années, j’ai écrit un article entier expliquant pourquoi il est impossible de prouver que le monde que nous connaissons est une hallucination.)

La théorie du cerveau de Boltzmann est un type d' hypothèse de simulation . Selon l'hypothèse de simulation, la réalité que nous connaissons n'est qu'une simulation créée par une civilisation dotée d'une technologie plus avancée, un peu comme dans le film "The Matrix". L’hypothèse de simulation peut fournir des réponses à des questions telles que le réglage fin de l’Univers, mais en tant que théorie de la création, elle n’est pas aussi solide car elle pousse simplement le problème à un niveau supérieur. Nous obtenons une réponse quant à l’origine de notre Univers, mais une nouvelle question se pose : d’où viennent ceux qui ont créé la simulation ?

La théorie du cerveau de Boltzmann offre une réponse simple à cette question : l’ordinateur simulant notre Univers est tout simplement sorti de rien. (Ici, les mots « ordinateur » et « cerveau » sont librement interchangeables.)

Il n’y a eu qu’un seul argument avancé contre la théorie du cerveau de Boltzmann, que Sean Carroll appelle « l’instabilité cognitive ». En un mot, l’argument est que si l’Univers tel que nous le connaissons n’est en réalité qu’une hallucination d’un cerveau de Boltzmann, alors nous ne pouvons pas utiliser les lois observées ici pour expliquer le monde « extérieur », car nous ne pouvons rien en savoir. Par exemple, il est possible que la deuxième loi de la thermodynamique ne s’applique pas au monde « extérieur », nous ne pouvons donc pas l’utiliser pour expliquer l’univers du cerveau de Boltzmann. Bien entendu, cela n’exclut pas la possibilité que nous fassions effectivement partie d’un cerveau de Boltzmann ; il indique simplement que nous ne pouvons pas utiliser la deuxième loi de la thermodynamique pour argumenter en sa faveur.

Enfin, je voudrais déterminer s’il est utile de se demander si l’Univers dans lequel nous vivons est réellement un cerveau de Boltzmann.

Comme je l’ai déjà mentionné, il n’y a aucun moyen de prouver ou de réfuter cela. C'est la même situation qu'avec l'hypothèse de simulation. Une seule question a du sens : peut-on pirater la simulation ? Si ce n’est pas le cas, et que nous ne pouvons avoir aucune influence sur la réalité « externe », alors pour nous, la simulation est la réalité ultime. Dans un univers Soft Boltzmann Brain, la réalité est essentiellement l’interface entre les consciences individuelles ; il fait en réalité partie de ces consciences et n'existe pas sans elles. Cela pourrait potentiellement permettre à la conscience d’avoir un impact sur la réalité qui nous entoure. Aux débuts de la mécanique quantique, de nombreux scientifiques, comme Eugene Wigner, s’intéressaient sérieusement à cette question. Cependant, il n’existe aucune preuve à l’appui de cette hypothèse. Il est donc très probable que nous ne puissions pas influencer la réalité avec notre conscience, ou du moins pas d’une manière qui viole les lois physiques.

Une autre conséquence intéressante est que si nous vivons dans un tel univers Soft Boltzmann Brain, alors essentiellement chaque personne est le même individu, un peu comme dans l'histoire d'Andy Weir « L'œuf ».

Il est difficile de ne pas remarquer que la théorie du cerveau Soft Boltzmann ressemble à un concept de Dieu, car le cerveau Soft Boltzmann, comme Dieu, existe depuis la nuit des temps et est omnipotent. Cependant, dans ce cas, Dieu n’est pas séparé de nous. Nous ne faisons qu'un avec cela.

Bien entendu, je préfère laisser les spéculations théologiques aux théologiens. Ce qui pourrait être encore plus intéressant, c’est à quoi ressemblerait une société dont les fondements moraux découleraient de la croyance que le monde est un cerveau mou de Boltzmann et que nous ne faisons tous qu’un. Avec une telle attitude et beaucoup moins d’ego, le monde pourrait être un endroit beaucoup plus heureux et plus durable.

De nombreux experts estiment que tôt ou tard, nous atteindrons l’état de singularité technologique. Selon Ray Kurzweil , nous pourrons par exemple simuler le cerveau humain sur un ordinateur. Une fois que la technologie aura atteint ce point, nous n’aurons plus besoin d’un corps physique, mais simplement d’un ordinateur qui gère notre conscience. Au fil du temps, nous pourrions transformer l’ensemble du système solaire en un seul ordinateur gigantesque, un cerveau Matrioshka . De nombreux scientifiques prennent cette théorie si au sérieux qu’ils pensent qu’elle explique pourquoi nous ne trouvons aucune preuve de formes de vie extraterrestres intelligentes. La raison pour laquelle nous ne trouvons pas d’extraterrestres est parce que nous les recherchons de la mauvaise manière. Au lieu de rechercher des planètes habitables, nous devrions rechercher ces cerveaux de Matrioshka. Si une espèce extraterrestre nous rend visite dans un avenir lointain, elle trouvera un seul cerveau géant dans lequel vivent de nombreuses consciences plus ou moins séparées, exactement comme un cerveau mou de Boltzmann.

Il est concevable que dans un avenir lointain, l’humanité existe sous la forme d’un seul esprit géant, mais il est également possible que nous existions déjà de cette façon. Bien que nous n’en ayons pas appris davantage sur le monde qui nous entoure, après avoir compris la théorie du cerveau de Boltzmann, nous pourrions le voir un peu différemment. Quoi qu’il en soit, une telle contemplation est toujours passionnante et amusante. J'espère que vous ressentirez la même chose à la fin de cet article. Bonne réflexion...